INFILTRAČNÁ schopnosť pôdy

Transkript

1 INFILTRAČNÁ schopnosť pôdy Jednou z kľúčových úloh pri riešení hydrologických a hydromelioračných problémov je určenie infiltračnej (vsakovacej) schopnosti pôdy. Táto vlastnosť je jedným z rozhodujúcich faktorov tvorby a časového rozdelenia povrchového odtoku z územia. Okrem celkového objemu vody, ktorý infiltroval do pôdy je dôležité poznať aj časový priebeh tohoto procesu. Pre jeho experimentálne stanovenie v poľných podmienkach zakladáme infiltračný pokus (ale možno merať aj v laboratóriu). Na základe poznaného priebehu infiltračnej krivky vieme určiť aj orientačnú hodnotu nasýtenej hydraulickej vodivosti.

2 Infiltráciou (vsakom) nazývame vnikanie vody do pôdy a postupné vyplňovanie pórov infiltrujúcou vodou z povrchu do pôdy pri nulovom, resp. minimálnom tlaku vody. Ak sa k povrchu pôdy privádza voda takou rýchlosťou, akou ešte stačí infiltrovať, zisťujeme maximálnu rýchlosť infiltrácie v, ktorá sa mení s časom, v = f(t). Po určitom čase od začiatku merania sa infiltračná rýchlosť s časom nemení v = K.

3 Množstvo vody infiltrované do pôdy za určitý čas t od začiatku infiltrácie - kumulatívna infiltrácia i je hodnota meniaca sa spojito s časom i = f(t). Kumulatívna infiltrácia závisí od fyzikálnych vlastností pôdy a vlhkosti pôdy vplyv iných faktorov sa neuvažuje (infiltračná schopnosť urovnaného, vodorovného povrchu pôdy, zbaveného vegetačného krytu). Infiltračnú schopnosť pôdy možno merať : v laboratóriu (zriedkavo) alebo v teréne (väčšinou)

4 Kumulatívna infiltrácia i a infiltračná rýchlosť v i t v.dt 0 v = di / dt!!!!!!! Čas t

5 INFILTRAČNÁ SCHOPNOSŤ PÔDY LABORATÓRNE MERANIE

6 INFILTRAČNÁ SCHOPNOSŤ PÔDY TERÉNNE MERANIE

7 Schéma infiltračného pokusu V = 500 cm 3 h S =,25 cm

8 Postup prác: Osadiť na urovnaný povrch terénu dva kovové valce. Vypočítať h = V/ S h - pokles hladiny vo vnútornom valci pri vsiaknutí objemu vody V do pôdy na ploche S, ktorý treba vypočítať na základe odmeraného polomeru vnútorného valca), V - objem vody, ktorý sa dolieva do vnútorného valca, s prierezovou plochou S. Osadiť klinec do vonkajšieho a 2 klince do vnútorného valca, kde rozdiel úrovní medzi hlavičkami klincov musí byť h. Naliať do oboch valcov vodu po úroveň horných hlavičiek klincov. Merať čas za ktorý klesne hladina o h vo vnútornom valci (zodpovedá vsiaknutému objemu vody V= 500 cm 3 ). Po poklese a odčítaní času doliať ihneď do vnút.valca V= 500 cm 3 vody a pokračovať v meraní, vo vonk.valci udržujeme hladinu v konštantnej rovni.

9

10

11

12 TABUĽKA PREHĽAD NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH ÚDAJOV Namerané hodnoty Vypočítané hodnoty V [cm 3 ] t [min, s] i = V/S [cm] i [cm] v [cm.min - ] V - objem vody infiltrovanej do pôdy za čas t od začiatku vsakovacieho pokusu, i - kumulatívna infiltrácia, v - vsakovacia rýchlosťa

13 INFILTRAČNÁ SCHOPNOSŤ PÔDY VYHODNOTENIE MERANÍ spočíva v: zistení rovnice kumulatívnej infiltrácie i = f (t) podľa Kosťakova... zistení rovnice vsakovacej krivky (priebehu okamžitej infiltračnej rýchlosti) v = f (t) (vsakovacia krivka)

14 Infiltračná schopnosť pôdy Vyhodnotenie meraní podľa Kosťakova v = v. t - i = i. t v - rýchlosť infiltrácie v čase t [min] od začiatku infiltrácie [cm.min - ], v - rýchlosť infiltrácie na konci. minúty od začiatku merania [cm.min - ], i - kumulatívna infiltrácia za čas t - celkové vsiaknuté množstvo [cm] za čas t [min] od začiatku infiltrácie, i - parameter, číselne sa rovná kumulatívnej infiltrácii za jednu minúte (infiltrovanému množstvu vody do pôdy [cm] za prvú časovú jednotku [min]), t - čas od začiatku infiltrácie, pre ktorý sa určuje rýchlosť infiltrácie [min],, - koeficienty, ktorých hodnota závisí najmä od vlastností pôdy.

15 Infiltračná schopnosť pôdy Vyhodnotenie meraní podľa Kosťakova Kumulatívna infiltrácia i = f (t) i i. t log i.log t log i v i t i. t - ( - ) y = a.x +b Vsakovacia rýchlosť v = f (t) i = v / - ß = - v v. t -

16 Infiltračná schopnosť pôdy Vyhodnotenie meraní podľa Kosťakova Postup: - použiť EXCEL, vyniesť namerané hodnoty i=f(t) do grafu (obr. v zadaní), pri formátovaní rady údajov pridať trendovú čiaru typ mocninový, zvoliť možnosť: zobraziť v grafe rovnicu regresie - týmto spôsobom zistíte parametre vzťahu pre kumulatívnu inflitráciu, teda parametre i a, - následne pomocou vzťahov uvedených vyššie treba vypočítať parametre v a do rovnice vsakovacej rýchlosti, - vypočítať priebeh vsakovacej rýchlosti a vyniesť ho do grafu (obr. v zadaní).

17 Infiltračná schopnosť pôdy Vyhodnotenie meraní podľa Kosťakova namerané t (min) i (cm) 0,00 0 5, , , , , , , , i i. t i i (cm) ,2 0 0,7488 i = 0.2 t t(min) i=f(t) Mocninový (i=f(t))

18 Kumulatívna infiltrácia i = f (t) i i. t 0, 7468 Vsakovacia rýchlosť v = f (t) i 0,2 0, 7468 i 0,2. t ,7468 0, 2532 i v - v 0,2. 0,7468 7,558 v ( - ). i. i v v. t - 7,558. t -0,2532

19 Infiltračná schopnosť pôdy Vyhodnotenie meraní podľa Kosťakova namerané vypočítané v v. t - t (min) i (cm) v (cm/min) 0,00 0 ########## 5, ,028 0, ,29 5, ,807 30, ,95 60, ,680 90, ,49 20, , ,00 606,887 v (cm/min) v = t i = 0.2 t i (cm) 00 i i. t t(min) 0 v=f(t) i=f(t) Mocninový (i=f(t)) Mocninový (v=f(t))

20 Vypracovaný elaborát bude obsahovať: - zadanie, - namerané hodnoty doplnené o výpočet hodnôt vsakovacej rýchlosti podľa zistenej rovnice (vzor tab. v zadaní), - zistenie rovnice kumulatívnej infiltrácie a vsakovacej rýchlosti, - grafickú prílohu (vzor obr. v zadaní).

21

22

23