Toprakların geçirgenliği - Permeability of soils
Parçacık boyutundan, sudaki safsızlıklardan, boşluk oranından , doygunluk derecesinden ve adsorbe edilmiş sudan, hapsedilmiş hava ve organik malzemeye kadar bir dizi faktör toprakların geçirgenliğini etkiler .
Arka fon
Toprak havalandırması , mikrobiyal ve kök solunumu için gerekli olan ve bitki büyümesi için önemli olan bitkilerin kök bölgesindeki oksijen seviyelerini korur . Ek olarak, oksijen seviyeleri toprak sıcaklıklarını düzenler ve toksik olabilen Mn 2+ ve Fe 2+ gibi elementlerin oksidasyonunu destekleyen bazı kimyasal işlemlerde rol oynar .
Kompozisyon
Bitkiler gazları tükettiği ve mikrobiyal süreçler diğerlerini saldığı için toprak havasının bileşiminde büyük değişkenlik vardır. Toprak hava nispeten nemli atmosfer havası ile karşılaştırılır ve CO 2 O ise, konsantrasyon daha yüksek olma eğilimi 2 biraz daha düşük genellikle. O 2 seviyeleri, atmosferik havadan daha yüksek CH 4 ve N 2 O seviyelerine sahip olan iyi havalandırılmış topraklarda daha yüksektir .
Parçacık boyutu
Allen Hazen tarafından bir zeminin geçirgenlik katsayısının (k) parçacık boyutunun (D) karesi ile doğru orantılı olduğu incelenmiştir. Bu nedenle iri taneli zeminin geçirgenliği ince taneli zemine göre çok büyüktür. Kaba kumun geçirgenliği kile göre bir milyon kat daha fazla olabilir.
Topraktaki kirlilikler
Bir toprakta ince partiküllü safsızlıkların varlığı, gözenekliliğini kademeli olarak tıkayarak geçirgenliğini azaltabilir.
Boşluk oranı (e)
Geçirgenlik katsayısı boşluk oranına göre e /sup>/(1+e) olarak değişir . Belirli bir zemin için, boşluk oranı ne kadar büyük olursa, geçirgenlik katsayısının değeri o kadar yüksek olur. Burada 'e' boşluk oranıdır.
Diğer kavramlara dayalı olarak bir zeminin geçirgenliğinin e 2 veya e 2 /(1+e) olarak değiştiği tespit edilmiştir . Kesin ilişki ne olursa olsun, tüm zeminler düz bir çizgi olarak e'ye karşı log k grafiğine sahiptir.
doygunluk derecesi
Eğer kir tamamen doymuş değildir, bu hava cepleri vardır. Geçirgenlik, suyun geçişini tıkayan havanın varlığı nedeniyle azalır. Sonuç olarak, kısmen doygun bir zeminin geçirgenliği , tamamen doymuş bir zemininkinden önemli ölçüde daha küçüktür. Aslında Darcy Yasası bu tür topraklara kesin olarak uygulanamaz.
emilen su
İnce taneli topraklar , yüzeylerine güçlü bir şekilde bağlı bir adsorbe su tabakasına sahiptir. Bu adsorbe edilmiş tabaka yerçekimi altında hareket etmekte serbest değildir. Gözeneklerdeki su akışını engeller ve dolayısıyla toprakların geçirgenliğini azaltır. Casagrande'ye göre , emilen su tarafından işgal edilen boşluk oranı olarak alınabilir ve geçirgenliğin kabaca net boşluk oranının (e - 0.1) karesiyle orantılı olduğu varsayılabilir.
Sıkışmış hava ve organik madde
Toprağa hapsolan hava ve organik madde, suyun topraktan geçişini engeller, dolayısıyla geçirgenlik önemli ölçüde azalır. Geçirgenlik testlerinde, hataları önlemek için kullanılan zemin numunesi tamamen doygun hale getirilmelidir.