Einführung in die Lysimetrie Úvod do Lysimetrie

Transkript

1 Erdbau und Rekultivierung Interdisziplinäres, deutsch - tschechisches Bildungsprojekt Zemní stavby a rekultivace Interdisciplinární česko - německý vzdělávací projekt Einführung in die Lysimetrie Úvod do Lysimetrie

2 Členění: 1. Definice lysimetru 2. Spektrum využití lysimetrů 3. Předpoklady pro použití lysimetrů 4. Vybrané typy lysimetrů 5. Vyhodnocení měření, prováděných lysimetry 6. Chyby 7. Příklady z Budyšína/Nadelwitz 8. Příklad lysimetrů ze Źitavy

3 1. Definice lysimetru * Lysimetr.. z řeckého lysis = roztok a metron = míra * Definice dle KLAGHOFERA [1991]: Lysimetr sestává z nádoby, v niž se nachází přirozeně uložená nebo naplněná zemina a ze zachycovacího a měřícího zařízení pro vodu, vystupující ze dna nádoby. Pomocí lysimetrů je možno přímo sledovat toky průsakové vody a v ní obsažené skupiny látek. Většina lysimetrů sleduje pohyb vody pouze v nenasycené oblasti, přičemž existují i specifická provedení lysimetrů, sledujících i nasycenou oblast.

4 2. Spektrum využití lysimetrů * Těžiště sledování pomocí lysimetrů: Průsak a tvorba podzemní vody Aktuální evapotranspirace Změny zásoby vody v nasycené a nenasycené oblasti půdy Kapilární vzlínavost Látkový transport (transport a vymývání rozpuštěných látek) * Principy jednotlivých typů lysimetrů: podle velikosti a konstrukce nádoby (malý lysimetr, velký lysimetr, ) podle vážitelnosti (lysimetry, které lze či nelze vážit) dle existence podzemní vody / podtlaku (lysimetry pro sledování podzemní vody) podle způsobu vložení půdy (narušená, nenarušená) podle porostu (travní porost, kulturní rostliny, bez porostu)

5 3. Předpoklady pro použití lysimetrů * Stanovení půdních hodnot: Popis půdního profilu ( např. KA5; DIN 4022) Stanovení zrnitosti Stanovení retenční schopnosti případně sacího tlaku (křivy pf) Stanovení nasycené a nenasycené vodivosti * Stanovení lokálně klimatických hodnot: stanovení lokálně klimatických poměrů a srovnání se sousedními klimatickými stanicemi doporučují se měření: * množství srážek * maximálně možný počet hodin slunečního svitu * charakteristika větru * teplotní charakteristika * vlhkostní charakteristika

6 4. Vybrané typy lysimetrů * Lysimetr dle Firedricha Franzena: charakterizuje standardní lysimetry v Německu využití principiálně na všech zeminách (zamezení výskytu velkých kamenů) Půda (v daném případě včetně porostu) Stěna lysimetru s úpravou povrchu stěn lysimetru Drenáž Drenážní trubka

7 4. Vybrané typy lysimetrů * Velký lysimetr: Využití při sledování vlivu velké vegetace na hydrologické veličiny a rovnice a množství vytvořené podzemní vody Zachycovací plocha 100 m² Jsou zpravidla budovány na narušených půdách Rozměry lysimetru se řídí dle druhu vegetace Nelze vážit a jsou stavebně nákladné Okrajové efekty případně nehomogenní chyby jsou nevýznamné

8

9 4. Vybrané typy lysimetrů * Lysimetr, který lze vážit: Princip: měření hmotnosti lysimetru pomocí vah Změna hmotnosti = změna zásoby vody v půdě Konstrukce lysimetru odpovídá standardnímu lysimetru Sledování nenarušených půd (půdní monolity) Nádoba s půdou stojí volně na vážícím zařízení Okrajové efekty případně nehomogenní chyby jsou nevýznamné Primární cíl sledování: evapotranspirace

10 4. Vybrané typy lysimetrů

11 5. Vyhodnocení měření, prováděných lysimetry * Pro standardní lysimetry (Friedrich & Franzen): Kontrola funkčnosti prostřednictvím měřících zařízení Smysluplné je vést provozní deník (údaje o poruchách, údržbě, ) Kontrola plausibility naměřených dat (pokud možno srovnáním se sousedními stanicemi) Porovnání množství průsakové vody se srážkovými vodami podmiňuje přepočet množství průsakové vody [ml] v[mm] za rok Bilanční období: Hydrologický rok ( ) Lysimetrický rok ( ) Vytváření denních, týdenních, měsíčních a ročních souhrnů Popis: Srážky a průsak a) sloupcový graf b) souhrnné křivky

12 6. Chyby * velká základna lysimetru podmiňuje vyrovnání lokálních nepravidelností (porost, druh půdy, okrajové efekty) * Hydrologické průzkumy základní plocha lysimetru 1m² * Lysimetry s narušenou půdou zohlednění náběhové fáze * Okrajové efekty: a) Zamezení a omezení přirozeného rozšíření kořenů rostlin do stran b) neomezený přítok a odtok srážkové vody c) Přerušení laterálních toků vpůdě d) Primární schůdnost průsaku na okraji nádoby * Oázový efekt evapotranspirace lysimetrů je výrazně vyšší nebo nižší, nežli v okolí tím dochází k ovlivnění hydrologických poměrů

13 6. Příklady z Budyšína/Nadelwitz a 5a a 9a 10a 8a 12

14 6. Příklady z Budyšína / Nadelwitz

15

16

17

18

19

20 Vazná půda lehce jílovitý, lehce písčitý jíl Smíšená zrnitá půda jemně štěrkový, lehce jílovitý písek Svrchní půda lehce štěrkovitý, středně písčitý jíl

21

22

23

24

25

26

27 7. Příklad lysimetrů ze Źitavy

28 7. Příklad lysimetrů ze Źitavy

29 Erdbau und Rekultivierung Interdisziplinäres, deutsch-tschechisches Bildungsprojekt Zemní stavby a rekultivace Interdisciplinární česko německý vzdělávací projekt Hochschule Zittau/Görlitz itn Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr Dipl.-Ing. (FH) Mario Müller Tel.: +49/3583/ j.schoenherr@hs-zigr.de mmueller@hs-zigr.de Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Fakultät Bauingenieurwesen/Architektur Lehrgebiet Geotechnik Prof. Dr.-Ing. habil. J. Engel Dr.-Ing. Said Al-Akel Tel.: + 49/351/ engel@htw-dresden.de al-akel@htw-dresden.de Lehrgebiet Geotechnik Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Ústí nad Labem Fakulta životního prostředí Prof. Ing. Jaroslava Vrábliková CSc. Doc. RNDr. Miroslava Blažková Ph.D. Tel.: +420/ vrablikova@fzp.ujep.cz miroslava.blazkova@ujep.cz