ROZBOR NEPORUŠENÉHO PŮDNÍHO VZORKU

Transkript

1 ROZBOR NEPORUŠENÉHO PŮDNÍHO VZORKU

2 Rozbor neporušeného půdního vzorku Odběr neporušeného půdního vzorku Půda je třífázový systém obsahující pevnou, kapalnou a plynnou fázi. Odběr neporušeného půdního vzorku se provádí za účelem hodnocení zastoupení jednotlivých fází. Je třeba odebrat půdu v rostlém nezměněném stavu. Odběr se provádí pomocí Kopeckého válečků o objemu 100 cm 3, které je třeba před vlastním odběrem zvážit (Gv).

3 Rozbor neporušeného půdního vzorku Práce v laboratoři Odebraný váleček se v laboratoři opatrně odvíčkuje. Na stranu s břitem se přiloží filtrační papír a hodinové sklo, které musí být předem zváženo (Gs). Váleček s filtračním papírem a hodinovým sklem se zváží (Ga). Ga

4 Rozbor neporušeného půdního vzorku Práce v laboratoři Váleček se umístí na sytící podložku, břitem a papírem dolů a zakryje se hodinovým sklem. Sytí se vodou po dobu 2-3 dny. Po nasycení se váleček opět stejným způsobem jako u Ga zváží a hodnota se zaznamená jako (Gb).

5 Rozbor neporušeného půdního vzorku Práce v laboratoři Váleček se umístí na čtyřnásobný filtrační papír a nechá se 30 min. odsávat voda. Poté se váleček zváží (Gc). Pokračujeme stejným způsobem vždy s novým suchým čtyřnásobným filtračním papírem v časových intervalech 2h (Gd) a 24h (Ge).

6 Rozbor neporušeného půdního vzorku Práce v laboratoři Váleček položený na hodinovém skle umístíme do sušárny (105 C) a necháme zcela vysušit. Zvážíme váleček po vysušení (Gf).

7 Rozbor neporušeného půdního vzorku Naměřené hodnoty - souhrn V objem válečku (100 cm 3 ) Gv hmotnost válečku (prázdného) Gs hmotnost hodinového skla Ga hmotnost plného válečku + sklo + papír při odběru Gb hmotnost plného válečku + sklo + papír po nasycení vodou Gc hmotnost plného válečku + sklo + papír po 30min odsávání Gd hmotnost plného válečku + sklo + papír po 2h odsávání Ge hmotnost plného válečku + sklo + papír po 24h odsávání Gf hmotnost plného válečku + sklo + papír po vysušení Hrubé hmotnosti Gh = Gf Gv Gs čistá hmotnost vysušeného vzorku

8 Výpočty Charakteristiky půdy POMOCNÉ CHARAKTERISTIKY CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI VODNÍ (VLHKOSTNÍ) CHARAKTERISTIKY VZDUŠNÉ CHARAKTERISTIKY

9 Výpočty POMOCNÉ CHARAKTERISTIKY Specifická (měrná) hmotnost - zdánlivá hustota půdních částic ρ z [kg.m -3 ; g.cm -3 ] hmotnost objemové jednotky vysušené pevné fáze půdy pohybuje se v rozmezí 2,2-2,9 g.cm -3 Objemová hmotnost ρ d [kg.m -3 ; g.cm -3 ] hmotnost objemové jednotky vysušené půdy v neporušeném stavu pohybuje se v rozmezí 1,2 1,8 g.cm -3 ρ d = Gh/V (čím vyšší je hodnota ρ d, tím méně je pórů a půda je utuženější)

10 Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI Popisují typy pórů a jejich podíl ve vzorku Celková pórovitost P [0-1; 0-100%] P = (ρ z - ρ d ) / ρ z běžně se pohybuje okolo 50%; lze podle ní hodnotit ulehlost půdy ORNICE LP STP a TP kyprá >65% >65% mírně ulehlá 50-65% 55-65% ulehlá 40-50% 45-55% velmi ulehlá <40% <45%

11 Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI Kapilární pórovitost Semikapilární pórovitost Nekapilární pórovitost P K P S P N Optimální zastoupení kapilárních pórů (KP) 2/3 celkové pórovitosti Nadbytek KP - znesnadňuje infiltraci vody, vede k provlhčení do malé hloubky a vzrůstu povrchového odtoku eroze Nedostatek KP - malá zásoba vody pro vegetaci Nekapilární póry - pronikání vody do hloubky; zásoba vody v půdě je nízká díky rychlému průtoku vody do nepřístupných hloubek

12 Výpočty VODNÍ CHARAKTERISTIKY Popisují různými způsoby obsah vody ve vzorku v různých časech Pro vodu lze situaci zjednodušit tvrzením, že jednotkový objem odpovídá jednotkové hmotnosti například Ga Gf = Gv (hmotnost vody) Gv (g) Vv (cm 3 ) Objemová % Θ (vhodné vyjádření pro návrhy závlah) Θ = V V / V = (Gx - Gf) / V * 100% podíl objemu vody ku celkovému objemu vzorku Hmotnostní % W W = G V / Gh = (Gx - Gf) / Gh * 100% podíl hmotnosti vody ku hmotnosti suchého vzorku Relativní % W REL = Θ / P * 100% W REL (zahrnuje i informace o vzduchu v pórech) jaký podíl pórů je vyplněn vodou Θ =W. ρ d

13 Výpočty VODNÍ CHARAKTERISTIKY Momentální vlhkost Θ MOM W MOM W REL MOM Gx = Ga Nasáklivost Θ NS W NS W REL NS Gx = Gb maximální množství vody, které je vzorek schopen pojmout všechny póry by tedy měly být vyplněny vodou Θ NS = P ve skutečnosti bývá nasáklivost o něco menší než pórovitost může ale nastat i opačný případ P < Θ NS vzorek obsahuje bobtnavé jílové minerály, póry se zvlhčením zvětší a pojmou více vody! Pokud toto nastane dosazuje se do všech vzorců za P hodnota nasáklivosti Θ NS!

14 Výpočty VODNÍ CHARAKTERISTIKY Momentální vlhkost Θ MOM W MOM W REL MOM Gx = Ga Nasáklivost Θ NS W NS W REL NS Gx = Gb maximální množství vody, které je vzorek schopen pojmout Třicetiminutová vlhkost Θ 30 W 30 W REL 30 Gx = Gc po 30min je odsáta voda z největších (nekapilárních) pórů Maximální kapilární kapacita Θ MKK W MKK W REL MKK Gx = Gd schopnost půdy zadržet vodu pro potřeby vegetace (ne zcela ustálený stav) Retenční vodní kapacita (přibližná) Θ RVK24 W RVK24 W REL RVK24 Gx = Ge voda pouze v kapilárních pórech, stav je ustálen

15 Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI Celková pórovitost P [0-1; 0-100%] Další pórovitosti lze je vyjadřovat pouze v objemových a relativních % Kapilární pórovitost P K pouze kapilární póry jsou vyplněny vodou při vlhkosti RVK24 P K = Θ RVK24 a P REL K = W REL RVK24 Semikapilární pórovitost P S ostatní póry, které nejsou ani kapilární, ani nekapilární P S = Θ 30 - Θ RVK24 a P REL S = W REL 30 - W REL RVK24 Nekapilární pórovitost P N z nekapilárních pórů je voda odsáta během prvních 30 min. P N = P Θ 30 a P REL N = W REL 30

16 Výpočty VZDUŠNÉ CHARAKTERISTIKY Lze je vyjadřovat pouze v objemových a relativních % Jsou doplňkem vodních charakteristik Objemová %: vzdušná charakteristika = P příslušná vodní charakteristika Relativní %: vzdušná charakteristika = 100 příslušná vodní charakteristika Provzdušenost Vz Vz REL momentální obsah vzduchu v půdě Maximální kapilární kapacita vzdušná K MKKVz K MKKVzREL Retenční kapacita vzdušná K RVKvz24 K RVKvz24REL

17 Grafické znázornění normální půda Θ % P N MKKVz RVzK24 Vz VZDUCH P P S Θ NS Θ 30 ΘMMK ΘRVK24 ΘMOM P K VODA 0 30min 2h 24h čas odběr

18 Grafické znázornění bobtnavé půdy Θ % P N MKKVz RVzK24 Vz VZDUCH P P S Θ NS Θ 30 ΘMMK ΘRVK24 ΘMOM P K VODA 0 30min 2h 24h čas odběr

19 Stanovení specifické (měrné) hmotnosti půdy pomocí vodního pyknometru

20 Stanovení specifické hmotnosti půdy (ρ Z ) ρ Z = hmotnost objemové jednotky pevné složky půdy (bez pórů)! Potřeby a zařízení - pyknometr s uzávěrem - třecí miska s tloučkem - varná miska - varná deska (plynový kahan) - temperovací lázeň - nálevka - váhy

21 Postup stanovení Pyknometr naplníme destilovanou vodou po okraj a otevřený ho necháme temperovat 20 min. (20 o C) Navážíme 10 g vzorku (zapíšeme přesnou navážku), zalijeme ve varné misce destilovanou vodou (max. 60 ml) a 5 min. povaříme Necháme vychladnout Vytemperovaný pyknometr uzavřeme, osušíme a zvážíme (P H 2O) Do prázdného pyknometru převedeme vychladlou suspenzi, doplníme dest. vodou po okraj a otevřený necháme 20 min. temperovat (20 o C) Pyknometr uzavřeme, osušíme a zvážíme (P Z )

22 Výpočet ρ Z = N z. ρ v / (N z + P H 2O P Z ) ρ Z specifická hmotnost zeminy (g.cm -3 ) ρ v hustota vody (1 g.cm -3 ) N z navážka zeminy (g) P H hmotnost pyknometru s vodou (g) 2O P Z hmotnost pyknometru se suspenzí (g) ρ Z = 2,2-2,8 g.cm -3

23 Děkuji za pozornost.