چه عواملی در نفوذ آب به درون زمین تاثیر دارد

چه عواملی در نفوذ آب به درون زمین تاثیر دارد را از سایت هاب گرام دریافت کنید.

سوالات و نکات فصل هفتم علوم دوره اول متوسطه

نکته 1 – آب های زیر زمینی بعد از یخچالها بزرگترین ذخیره گاه آب شیرین هستند .

 نکته 2 – بخش عمده آب مصرفی کشور ما از آب های زیر زمینی تامین میشود .

نکته 3 -  نفوذ آب از بستر رودها ، دریاچه ها ، آب های حاصل از ذوب برف ها و یخ ها در تشکیل آبهای زیر زمینی نقش دارند .

نکته 4 -  زمینهایی که مقدار نفوذپذیری خاک آنها خیلی زیاد یا خیلی کم باشد ، برای کشاورزی مناسب نیستند ، زیرا نفوذپذیری زیاد سبب می شود آب به سرعت به قسمت های پایین تر خاک رفته و ریشه ها از آب محروم بمانند و نفوذ پذیری کم خاک نیز سبب می شود که آب نتواند وارد خاک شود و باز هم ریشه ها از آب محروم می مانند .

نکته 5 – خاکی برای کشاورزی مناسب است که دارای مقدار تقریبا مساوی از ماسه و رس باشد .

نکته 6 – برای احداث سد باید از دامنه های فاقد پوشش گیاهی استفاده کنیم تا آب پشت سد مانده و در زمین نفوذ کمتری داشته باشد .

نکته 7 – هر چه عمق چاه بیشتر باشد عمق سطح ایستایی نیز بیشتر است .

نکته 8 – آب موجود در سفره های آب زیر زمینی آزاد از طریق حفر چاه و قنات قابل بهره برداری می باشد .

نکته 9 – میزان آلودگی میکروبی آب های زیرزمینی نسبت به آب های سطحی کمتر و املاح معدنی محلولها در آنها بیشتر است .

نکته 10 – آبهای زیرزمینی غالبا به علت نفوذ فاضلاب خانگی و شهری آلوده میشوند .

نکته 11 – کلسیم و منیزیم از مهمترین املاح موجود در آب های زیر زمینی هستند .

نکته 12 – اگر املاح موجود در آب از حد معمول بیشتر باشد ، برای سلامتی مضر است .

نکته 13 – برای حفر قنات از زمین های شیب دار استفاده می شود .

نکته 14 – در قدیم برای اولین بار در جهان ایرانیان برای بهره برداری از آب های زیر زمینی اقدام به حفر قنات کردند .

نکته 15 – قنات ها معمولا در جاهایی که میزان بارش کم باشد حفر میشوند ، به طور مثال در ایران شهرهایی مانند قم ، اصفهان ، سمنان ، یزد و ....

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

سوال 1 – رایج ترین راه برای دستیابی به آبهای زیر زمینی چیست ؟     حفر چاه و قنات .

2 – به چه خاک یا سنگی نفوذ پذیر میگویند ؟مثال بزنید .        به خاک یا سنگی که آب بتواند درون آنها وارد شود ، نفوذ پذیر یا متخلخل می گویند . مثل ماسه سنگ.

3 – به چه خاک یا سنگی نفوذ ناپذیر می گویند ؟ مثال بزنید به خاک یا سنگی که آب نتواند درون آنها وارد شود و تقریبا غیر قابل نفوذند ، سنگهای نفوذ ناپذیر یا غیر متخلخل می گویند ، مثل خاک رس .

4 - اندازه ذرات چه تاثیری در میزان نفوذ آب به درون زمین دارد ؟ هر چه اندازه ذرات درشت تر باشد ، فضاهای خالی بین ذرات تشکیل دهنده ی آنها بیشتر است و بنابر این نفوذ پذیری خاک بیشتر خواهد بود یعنی آب راحت تر در آنها نفوذ و عبور میکند .

5 – نفوذ پذیری شن و ماسه را با رس مقایسه کنید ؟ شن و ماسه ذراتی درشت هستند  و فضاهای خالی اشان زیاد است ، بنا براین آب را به

راحتی از خود عبور می دهند ، ولی ذرات رس دانه ریز هستند و فضاهای خالی بین اشان بسیار کم است ، بنا براین آب نمی تواند به خوبی

 در آنها نفوذ کند .  

6 – اگر مقدار رس خاک نسبت به ماسه آن بیشتر باشد ، نفوذ آب به درون زمین چگونه است ؟   در این صورت خاک ، آب را در خود نگه

نمی دارد و آب با سرعت به لایه های زیرین می رود .

7 – اگر مقدار رس خاک نسبت به ماسه آن بیشتر باشد ، نفوذ آب به درون زمین چگونه است ؟ در این صورت آب به راحتی نمی تواند به

داخل زمین نفوذ کند . 

8 – چه عواملی در میزان نفوذ آب به درون زمین تاثیر دارند ؟ الف -  اندازه ذرات تشکیل دهنده خاک : هرچه ذرات خاک درشت تر باشند

، آب بیشتری در زمین نفوذ می کند .    ب – شیب زمین : هرچه شیب زمین کمتر باشد ، سرعت آب جاری کمتر بوده و فرصت بیشتری

 برای نفوذ در زمین دارد .     پ – پوشش گیاهی : پوشش گیاهی سبب نفوذ بیشتر آب در خاک میشود و ذخیره ی آب های زیر زمینی را

افزایش می دهد .

9 – ذخایر آب زیر زمینی چگونه ایجاد میشود ؟ آب های سطحی پس از نفوذ در درون زمین ، فضاهای خالی بین ذرات تشکیل دهنده

 رسوبات و سنگ ها را پر می کنند و ذخایر آب های زیر زمینی را به وجود می آورند .

10 – حرکت آب ها در زیر زمین به چه صورت است ؟ آب ها در زیر زمین دارای حرکت می باشند ، سرعت حرکت آن ها از 5/0 متر تا

500 متر در سال متغیر است . جهت حرکت آب از شیب زمین پیروی می کنند .

11 – تاثیر اندازه ی ذرات را بر سرعت حرکت آبهای زیر زمینی با مثال توضیح دهید ؟   سرعت حرکت آب های زیر زمینی در رسوبات

 دانه درشت مانند آبرفت ها زیاد و در رسوبات دانه ریز مانند رس ها بسیار ناچیز است .

12 – غارهای آهکی چگونه تشکیل می شوند؟  آب های زیر زمین هنگام نفوذ در سنگ های آهکی ، آن ها را در خود حل و فضاهای خالی

 ایجاد می کنند ، با ادامه این فرآیند فضاهای خالی بیشتر و بزرگتر شده و غارهای آهکی به وجود می آید .

13 – چه نوع خاکی برای تشکیل ذخیره آب های زیر زمینی مناسب است ؟ میزان فضای خالی و نفوذ پذیری در سنگ ها و رسوبات

مختلف متفاوت است . به عنوان مثال ، در آبرفت ها میزان فضای خالی و نفوذ پذیری زیاد است . بنا براین برای تشکیل آب های زیر

زمینی مناسب است . در حالی که رس ها اگر چه دارای فضای خالی هستند ، اما به دلیل دانه ریز بودن برای ذخیره آب های زیر زمینی

 مناسب نمی باشند.

14 – حرکت آب های زیر زمینی به داخل زمین تا کجا ادامه دارد ؟ بخشی از آب های سطحی که به درون زمین نفوذ می کنند به حرکت

خود تا رسیدن به یک لایه ی نفوذ نا پذیر ادامه می دهند و فضاهای خالی رسوبات و سنگ ها را پر می کنند .

15 – منطقه اشباع را تعریف کنید ؟  منطقه اشباع منطقه ای است که فضاهای خالی بین ذرات آن کاملا توسط آب پر شده باشد .

16 – سطح ایستایی را تعریف کنید ؟  به سطح بالایی منطقه اشباع سطح ایستایی گفته میشود که مرز بین منطقه اشباع و منطقه بالایی است

17 –  عمق چاه ها را در مناطق ساحلی و مناطق خشک مقایسه کنید ؟ در مناطق نزدیک دریا عمق چاه های آب کم است و ممکن است شما

با چند متر حفر کردن به سطح ایستایی برسید اما در نواحی خشک داخل کشور این عمق زیاد است و ممکن است بیش از 150 متر باشد .

18 – عمق سطح ایتایی به چه عواملی بستگی دارد ؟ الف – جنس زمین :  هر چه ذرات سازنده زمین نفوذ پذیرتر باشد و عمق این قسمت

 نفوذ پذیر باشد ، آب به قسمتهای پایین تر نفوذ می کند و عمق سطح ایستایی بیشتر است .     ب -  مبزان و شدت بارندگی : هر چه بارندگی

 بیشتر باشد ، آب بیشتری در زمین نفوذ می کند ، بنابراین سطح ایستایی بالاتر خواهد آمد .     پ – پوشش گیاهی : پوشش گیاهی در منطقه

 سبب جذب آب ها به داخل زمین می گردد و در نتیجه باعث بالا آمدن سطح ایستایی می شود .      ت – شیب زمین : زیاد بودن شیب زمین

 باعث می شود آب کمتر به داخل زمین  نفوذ کند و از این رو سطح ایستایی در مناطق عمیق تر تشکیل خواهد شد .       ث – میزان

برداشت از چاه ها : مصرف زیاد از آب چاه ها منجر به خشک شدن چاه ها و پایین آمدن سطح ایستایی می شود .    ج - دوری یا نزدیکی

 به آب های سطحی : عمق سطح ایستایی در مناطق نزدیک به آب های سطحی به دلیل نفوذ بیشتر آب به داخل زمین کمتر است .

19 – سفره های آب زیر زمینی معمولا در چه مناطقی تشکیل می شوند؟  اغلب سفره های آب زیر زمینی در رسوبات سخت نشده مانند ،

 آبرفت ها ومخروط افکنه ها که متشکل از شن و ماسه و ریگ هستند ، تشکیل می شوند.

20 – انواع سفره های آب زیرزمینی ( آبخوان ) را نام ببرید؟  1 – سفره های آب زیر زمین آزاد  2 – سفره های آب زیر زمین تحت فشار

21 – سفره های آب زیرزمین آزاد چگونه و در چه مناطقی تشکیل می شوند؟    در این نوع سفره ها یک لایه نفوذ پذیر بر روی یک لایه

 نفوذ ناپذیرقرار دارد ، این نوع آبخوان ها بیشتر در دشت ها و کوه ها ایجاد می شوند .

22 – چشمه چگونه تشکیل می شود ؟ ( چشمه را تعریف کنید ) در صورتی که در مناطق شیب دار آب های زیر زمینی به طور طبیعی به

سطح زمین برسند و جاری شوند ، چشمه به وجود می آید .

23 – سفره های آب زیر زمینی تحت فشار چگونه و در چه مناطقی تشکیل می شوند ؟ این نوع سفره های آب زیر زمینی در جایی تشکیل

 می شوند که یک لایه نفوذ پذیر بین دو لایه نفوذ ناپذیر قرار بگیرد . این نوع سفره بیشتر در کوهستانی و شیب دار ایجاد می شود .

24 – ویژگی آب های زیر زمینی را بنویسید ؟ آب های زیر زمینی غالبا بی رنگ ، بی بو و فاقد مواد تیره کننده است ، از دیگر ویژگی آن

 ها ترکیب شیمیایی و دمای ثابت آنهاست .

25 – به چه آبهایی آب سخت گفته می شود ؟ به آبی که میزان کلسیم و منیزیم در آن زیاد باشد ، آب سخت گفته می شود .

26 – قنات یا کاریز را تعریف کنید ؟ نوعی چشمه مصنوعی است که به کمک آن می توان آب های زیر زمینی را به سطح زمین هدایت

 کرد.

27 – چرخه آب را تعریف کنید؟  آب های زمین هماره بین دریا ، هوا و خشکی در حال جابه جایی اند ، به این جابه جایی دائمی آب چرخه

آب می گویند .

28 – انرژی های مورد نیاز برای چرخه آب را نام ببرید و بنویسید ، این انرژی چگونه تامین می شود ؟       انرژی مورد نیاز برای

تبخیر شدن ( این انرژی توسط نور خورشید تامین می شود ) 2 – انرژی مورد نیاز برای جا به جایی آب تبخیر شده و هوای مرطوب ( این

 انرژی از طریق جریان هوا وباد تامین می شود )  3 – انرژی مورد نیاز برای بارش باران و برف و جاری شدن آب ها بر روی زمین این

 انرژی توسط نیروی گرانش زمین تامین می شود )

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

فعالیت 1ص 69 – مقدار نفوذ آب در دامنه دارای پوشش گیاهی بیشتر است ، زیرا گیاهان باعث هدایت آب به

 داخل زمین میشوند ، همچنینوجود پوشش گیاهی باعث کاهش سرعت جریان آب در سطح زمین میشوند و

 زمان کافی برای نفوذ آب فراهم میشود .

2 – به احداث سد در دامنه ب نیاز بیشتری وجود داردزیرا احداث سد در این دامنه علاوه بر مهار آبهای

 سطحی به تامین آب کشاورزی وآشامیدنی کمک می کنند ، البته در دامنه دارای پوشش گیاهی نیز ممکن است

 رودهای زیادی جریان داشته باشد و برای تامین برق ، سدهاییاحداث شود.

فکر کنید ص 70 = الف – هرچه شیب زمین کمتر باشد ، سرعت جریان آب کمتر است ، در نتیجه فرصت

 نفوذ آب به داخل زمین بیشتراست .      ب – زیرا نفوذ پذیری زیاد خاک باعث هدایت سریع آب به بخشهای

 پایین تر شده و آب از دسترس گیاهان خارج می شود .

آزمایش کنید ص 70 – ج 4 – نشان دهنده نفوذ پذیر بودن ماسه به آب است ، زیرا فضای خالی بین ذرات

 ماسه زیاد است .

فکر کنید ص71 – شکل شماره 2 – چون به دلیل نفوذپذیری و فضاهای خالی بیشتر برای تشکیل ذخیره آب

 مناسب تر است .

فعالیت ص71 – 1 – در داخل ظرف شیشه ای دو منطقه وجود دارد . منطقه اشباع از آب و منطقه بالایی آن

 دارای رطوبت و هواستکه به آن منطقه تهویه گفته میشود و به مرز این دومنطقه سطح ایستابی گفته میشود .

   2 – منطقه اشباع را می توان به سفره آب زیرزمینیتشبیه نمود .

فکر کنید ص 72 – عمق سطح ایستایی به 1 – میزان بارندگی   2 – نوع آب و هوا   3 – میزان بهربرداری

 ازآبهای زیرزمینی4 – دوری و نزدیکی به ساحل      5 -میزان نفوذ پذیری خاک    6 – تغذیه مصنوعی

 سفره های زیر زمینی آب.

گفتگو کنید ص 73 – برداشت بی رویه از آبهای زیرزمینی باعث پایین آمدن سطح ایستایی شده در نتیجه بهره

 برداری از آنها دشوار ترو گاهی نیاز به حفاری مجدد به منظور رسیدن به سفره آب زیرزمینی داریم ، علاوه

 بر آن برداشت بی رویه باعث نشست زمین های منطقهو در نتیجه آسیب دیدن بناها می شود.

فعالیت ص73 –1 - منشا رسوبات داخل کتری از آب است ، بی کربنات کلسیم محلول در آب در اثر حرارت

 به صورت واکنش زیر تهنشین میشود.واکنش شیمیایی در ضمن تدریس نوشته خواهد شد .    2 – اگر

 مقداری سرکه در داخل سماور یا کتری بریزیم در جهتعکس واکنش قبلی عمل کرده و رسوب در آب حل

 میشود و از بین می رود .

آزمایش کنید ص74 – 3 – در این آزمایش دانش آموزان چگونگی انحلال پوسته آهکی تخم مرغ در سرکه را

 تجربه می کنند .

 بله با ریختن مقداری سرکه در سماور پس از گذشت چند روز از سماور رسوب زدایی می شود .

فکر کنید ص 74 – در استانهای کم آبی مانند کرمان ، یزد ، خراسان ، اصفهان از کاریز یا قنات استفاده می

 شد.

منبع مطلب : noavarydaramoozesh.blogfa.com

مدیر محترم سایت noavarydaramoozesh.blogfa.com لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

سفر آب درون زمین

حیات بسیاری از موجودات کره زمین به منابع آب وابسته است. همان طور که در فصل گذشته مطالعه کردیم، آب های روی سطح زمین به دو گروه آب های شیرین و آب های شور تقسیم می شوند. در این میان یکی از منابع مختلف آب های شیرین جهان، آب های زیر زمینی هستند. در این فصل با موضوع آب های زیرزمینی آشنا می شویم.

آب های زیرزمینی

آب های زیرزمینی بعد از یخچال ها، بیشترین منابع ذخیره ای آب های شیرین هستند. در کشور ما نیز از گذشته، با حفر چاه و قنات راه های دستیابی به این منابع را فراهم کرده اند.

عامل شکل گیری آب های زیرزمینی

اصلی ترین عامل شکل گیری آب‌های زیر زمینی، جاذبه زمین و خاصیت نفوذ آب به لایه های زیرین خاک است. به این صورت که آب های سطحی زمین (مانند بارش باران، آب شدن برف و یخ، نفوذ آب از بستر رودخانه ها و دریاچه ها) از طریق شکاف ها و فضا های خالی خاک، باعث به وجود آمدن آب های زیرزمینی می شود.

نفوذ پذیری خاک

به خاک یا سنگی که آب بتواند درون آنها وارد شود نفوذ پذیری خاک می گویند. مانند ماسه سنگ.

نفوذ ناپذیری خاک

به خاک یا سنگی که آب نتواند درون آن ها نفوذ کند،نفوذ ناپذیر خاک می گویند. مانند خاک رس.

تفاوت نفوذپذیری شن و ماسه و خاک رس

شن و ماسه ذراتی درشت هستند و فضاهای خالی شان زیاد است بنابراین آب را به راحتی از خود عبور می دهند، ولی ذرات رس دانه ریز هستند و فضاهای خالی بین شان بسیار کم است. بنابراین آب نمی تواند به خوبی در آن نفوذ کند.

نکته: اگر نفوذ پذیری خاک خیلی زیاد یا خیلی کم باشد،آن خاک برای کشاورزی مناسب نمی باشد. زیرا آب را در خود نگه نمی دارد و در نتیجه ریشه ها به طور مناسب از آب استفاده نمی کنند.

عوامل موثر در میزان نفوذ آب درون زمین

اندازه ذرات تشکیل دهنده خاک

هر چه ذرات خاک درشت تر باشند و فضای خالی شان بیشتر باشد ، آب بیشتری در زمین نفوذ می کند

شیب زمین

هر چه شیب زمین کمتر باشد، سرعت آب جاری کمتر بوده و فرصت بیشتری برای نفوذ در زمین دارد

پوشش گیاهی

پوشش گیاهی سبب نفوذ بیشتر آب در خاک می شود و ذخیره ی آب های زیرزمینی را افزایش می دهد

نکته: هرچه شیب زمین بیشتر باشد، سرعت حرکت آب های زیرزمینی بیشتر می باشد.

نکته: خاک مناسب برای کشاورزی مخلوطی از خاک دانه درشت (مانند شن و ماسه) و خاک دانه ریز (مانند خاک رس) است.

نکته: سرعت حرکت آب های زیرزمینی ۰.۵ متر تا ۵۰۰ متر در سال است که جهت حرکت آن هم به شیب زمین وابسته است.

منطقه اشباع

به منطقه ای که فضا های خالی آن کاملا توسط آب پر شده باشد، منطقه اشباع می گویند.

سطح ایستایی

به سطح بالایی منطقه اشباع سطح ایستابی گفته می شود که مرز بین منطقه اشباع و منطقه بالایی است.

نکته: هر چه عمق چاه بیشتر باشد، عمق سطح ایستابی نیز بیشتر است.

نکته: عمق چاه ها در مناطق ساحلی و مناطق خشک تفاوت دارد. به طوری که نزدیک مناطق دریا عمق چاه های آب کم است، به طوری که ممکن است با حفر چند متر، به منطقه ایستایی برسیم. اما در نواحی خشک این عمق زیاد است و ممکن است بیشتر از ۱۵۰ متر باشد.

محل تشکیل سفره های آب زیرزمینی

اغلب سفره های آب زیرزمینی در رسوبات سخت نشده مانند آبرفت ها و مخروط افکنه ها که متشکل از شن، ماسه و ریگ هستند، تشکیل می شوند.

انواع سفره های آب زیرزمینی

سفره های آب زیرزمینی آزاد

این نوع سفره ها یک لایه نفوذ پذیر بر روی یک لایه نفوذ ناپذیر قرار دارد که بیشتر در دشت ها و کوه ها ایجاد می شوند.

سفره های آب زیرزمینی تحت فشار

این نوع سفره های آب زیرزمینی در جایی تشکیل می شوند که یک لایه نفوذ پذیر بین دو لایه نفوذ ناپذیر قرار بگیرد که بیشتر در نواحی کوهستانی و شیب دار ایجاد می شوند.

نکته: آب های زیرزمینی غالبا بی رنگ، بی بو و فاقد مواد تیره کننده می باشند.

نکته: میزان آلودگی میکروبی آب های زیر زمینی نسبت به آب های سطحی کمتر و املاح معدنی محلول در آن ها بیشتر است.

چشمه

در صورتی که در مناطق شیب دار آب های زیر زمینی به طور طبیعی به سطح زمین برسند و جاری شوند، چشمه به وجود می آید.

آب سخت

به آبی که میزان کلسیم و منیزیم آن زیاد باشد، آب سخت می گویند.

نکته: اگر املاح موجود در آب زیاد باشد، برای سلامتی مضر است.

قنات

نوعی چشمه ی مصنوعی است که به کمک آن می توان آب های زیر زمینی را به سطح زمین هدایت کرد.

نکته: قنات ها معمولا در مناطقی که میزان بارش سالیانه کم باشد حفر می شوند.

چرخه آب

آب های زمین، همواره بین دریا، هوا و خشکی در حال جابه جایی اند .به این جابه جایی دائمی آب چرخه آب می گویند.

انرژی های مورد نیاز برای چرخه آب

منبع مطلب : binjo.ir

مدیر محترم سایت binjo.ir لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

نفوذ (آب‌شناسی)

نفوذ آب به داخل خاک را نفوذ گویند. نفوذ از یک نقطه به نقطه دیگر بسیار متغیر است، زیرا سرعت نفوذ آب در خاک بستگی به خصوصیات فیزیکی و شیمیائی خاک دارد.

یکی از خصوصیات فیزیکی خاک، نفوذ آب به داخل خاک می‌باشد. نفوذ بر حسب تعریف عبارتست از وارد شدن آب از سطح زمین به داخل خاک. نفوذ یکی از مهم‌ترین پارامترهای خاک است. شرایط فیزیکی خاک مانند ساختمان خاک، بافت خاک، رطوبت اولیه خاک و شرایط فیزیولوژیک خاک مانند خلل و فرج ایجاد شده توسط کرمها و... و همچنین کیفیت آب خاک و دمای آب در نفوذ آب در خاک تأثیر دارند.

بخشی از نزولات جوی بعد از رسیدن به سطح زمین به داخل خاک نفوذ می‌کند و این پدیده فقط شامل وارد شدن آب به داخل خاک است. این آب ممکن است در داخل زمین نیز به حرکت عمقی خود ادامه دهد تا سرانجام وارد لایه‌های آبدار زیر زمینی شده وجزء منابع آب زیرزمینی به حساب آید یا آن که صرف مرطوب کردن خاک شده و دوباره در اثر تبخیر و تعرق به هوا برگردد.

نفوذ آب در خاک از دو جهت مورد بررسی قرار می‌گیرد، یکی شدت نفوذ ودیگری مقدار نفوذ تجمعی.

شدت یا سرعت نفوذ به ارتفاع آبی گفته می‌شود که اگر در روی زمین وجود می‌داشت می‌توانست در واحد زمان در زمین نفوذ کند. آب فقط در زمانی در سطح زمین انباشته یا جاری می‌شود که شدت بارندگی از سرعت نفوذ آب در خاک بیشتر باشد.^[۱]

تابع نفوذ[ویرایش]

مقدار نفوذ تجمعی (I) یعنی ابی که از آغاز نفوذ تا این لحظه در خاک نفوذ کرده‌است. واحد نفوذ تجمعی سانتی‌متر یا هر واحد دیگر طول است. چنانچه مقدار نفوذ تجمعی آب به داخل خاک را بررسی کنیم،مشاهده می‌شود که نفوذ تجمعی در ابتدا بسیار سریع انجام می‌شود، بطوری‌که منحنی تغییرات نفوذ تجمعی نسبت به زمان (I-T) در ابتدا دارای شیب تندی است و در طول زمان مقدار شیب آن رفته رفته کاهش میابد تا به مقدار شیب ثابتی میرسد( شکل الف). علت زیاد بودن شیب منحنی نفوذ تجمعی در زمان‌های اولیه این است که در ابتدا خاک خشک تر و دارای پتانسیل مکش بیشتری است. بدین معنا که آب در ابتدا تحت تأثیر نیروی‌های ثقل و مویینگی به داخل خاک نفوذ می‌کند. ولی پس گذشت زمان و با افزایش رطوبت خاک خاصیت مویینگی اثر خود را در حرکت آب به سمت پایین از دست می‌دهد و آب تنها تحت اثر نیروی ثقل نفوذ می‌کند، لذا به تدریج یکی از نیروی‌های عامل حرکت آب حذف شده و سرعت نفوذ کاهش میابد. بنابراین سرعت نفوذ (i) یا شیب منحنی تجمعی نفوذ به مقدار رطوبت خاک (θ)وابسته است و با آن نسبت عکس دارد. ولی باید توجه داشت که مقدار سرعت نفوذ هیچگاه به صفر نخواهد رسید بلکه در زمان بینهایت به مقدار ثابتی خواهد رسید.

( ب) (الف) (Infiltration rate) i(cm/min) = Δ I /Δ t

حلقه‌های مضاعف: به منظور اندازه‌گیری میزان نفوذ آب به داخل خاک معمولاً از حلقه‌های ساده یا مضاعف (Double rings) می‌توان استفاده کرد که به حلقه‌های نفوذ معروف هستند. برای آنکه اثر جانبی نفوذ آب و شرایط مرزی به حداقل رسانده شود، توصیه می‌شود به جای یک حلقه ساده از حلقه‌های مضاعف یا متداخل که به صورت دو حلقه که در داخل یکدیگر قرار گرفته می‌باشد استفاده شود. با این کار فشار آب در حد فاصل دو حلقه باعث شود که نفوذ آب از حلقه داخلی در جهت عمودی صورت گیرد. در این حالت نفوذ در حلقه داخلی اندازه‌گیری می گردد.

مراحل انجام آزمایش: برای انجام آزمایش دو حلقه آهنی را که دارای ارتفاع 30 سانتیمتر بوده و قطر حلقه بزرگتر 30-45 سانتیمتر و قطر حلقه کوچکتر 20-25 سانتیمتر می‌باشد، بر روی خاک قرار داده می‌شوند. حلقه‌ها توسط یک پتک تا 3/1ارتفاع مربوطه در خاک فرو میروند. بین دو حلقه مقداری آب به ارتفاع h می ریزیم که حدوداً معادل آبیاری کرتی در آبیاری در مزرعه می‌باشد. در زمانی که فقط در بین دو حلقه آب وجود دارد، به دلیل خشک بودن خاک هر دوی نفوذهای عمودی و افقی وجود دارند. در مرحله بعد داخل استوانه میانی یک پلاستیک قرار داده می‌شود تا از دست خوردگی وبر هم خوردن ساختمان خاک جلوگیری شود. سپس به همان ارتفاع h در استوانه داخلی یعنی بر روی پلاستیک قرار گرفته در حلقه داخلی آب ریخته می‌شود. زمان را صفر کرده و در یک لحظه پلاستیک را بر داشته و کرنومتر را به کار میندازیم. یک اشل در داخل حلقه میانی قرار داده می‌شود تا توسط آن مقدار نفوذ لحظه‌ای را بااندازه‌گیری ارتفاع آب در حلقه داخلی بدست آوریم.در این حالت چون خاک اطراف استوانه کوچک تقریباً اشباع شده‌است، نفوذ آب از حلقه داخلی عمودی خواهد بود. پس از برداشتن پلاستیک ، مقادیر h و زمان t را در لحظات مختلف یادداشت می‌شوند.

دو حالت انجام آزمایش: در دو حالت آزمایش انجام میگردد. الف- حالت بار افتان: در این حالت ارتفاع آب در طول زمان در استوانه داخلی مرتباً کاهش می یابد. یعنی در طول آزمایش به استوانه داخلی آب افزوده نمی‌شود. ب- حالت بار ثابت: در حالت بار ثابت در طی آزمایش با افزودن آب به استوانه میانی سطح آب در آن ثابت نگهداشته می‌شود. یعنی هر چه آب نفوذ می‌کند،همان مقدار آب به استوانه میانی اضافه میگردد تا ارتفاع آب در همان ارتفاع اولیه ثابت بماند. در حالت بار ثابت آزمایش دقیقتر است و در حدود 8-9% خطا نسبت به حالت اول کاهش می یابد. ولی حالت اول در عمل به شرایط مزرعه نزدیکتر است.

معادلات نفوذ[ویرایش]

1) معادله کوستیاکف (Kostiakov):

معادله نفوذ تجمعی

, -1<n<0 (That is because n=m-1) که در آن :

عمق آب نفوذ یافته تجمعی (سانتیمتر)=I

زمان نفوذ تجمعی (دقیقه) =t

ضرایب تجربی که به نوع (بافت) خاک بستگی دارند. = m ,A

سرعت نفوذ (سانتیمتر بر دقیقه)= i

معادله کوستیاکف برای دوره‌های زمانی کوتاه (حدود چند ساعت)، نتایج رضایت بخشی می‌دهد. برای اندازه‌گیری نفوذ توسط حلقه‌های مضاعف،معمولاً این زمان بین 15 تا 160 دقیقه می‌باشد. معادله کوستیاکف فقط تا زمانی صادق است که سرعت نفوذ آب در خاک معادل ضریب آبگذری اشباع خاک یا هدایت هیدرولیکی نشده و هنوز در مراحل ابتدایی نفوذ آب در خاک هستیم. چنانکه توضیح داده شد در زمان طولانی نرخ نفوذ به مقدار ثابتی میرسد که همان ضریب آبگذری اشباع خاک است.

(2معادله لوئیس – کوستیاکف:

این رابطه نیز از راه آزمایش(تجربی) بدست آمده‌است.

, -1 <n <0

مقدار bتابعی از هدایت هیدرولیکی خاک است و تقریباً همان سرعت نفوذ پایه یا سرعت نفوذ نهایی می‌باشد. سرعت نهایی نفوذ هنگامی اتفاق می افتد که تغییرات زمانی سرعت نفوذ برابر 0.1 - سرعت نفوذ لحظه‌ای (برحسب ساعت) یا برابر 600/1 – سرعت نفوذ لحظه‌ای (برحسب دقیقه) شود. یعنی کاهش (وجود علامت منفی) در سرعت نفوذ در یک ساعت 0.1 برابر خود سرعت نفوذ باشد یا این تغییر در یک دقیقه که زمان آن یک شصتم ساعت است سرعت نفوذ باشد. بنابراین با استفاده از روابط روش اول :

باید گفته شود که چون n عددی منفی است مقدار ib عددی مثبت بدست خواهد آمد.متذکر می‌شود که مقدار ضرایب n و a با استفاده از روش اول (کوستیاکف) و برازش خط به منحنی‌های لگ –لگ بدست می‌آید. و مثلاً دو نقطه I روی t یا i روی t بدست خواهد آمد.

در معادله لوئیس- کوستیاکف، مشکل حالت اول معادله کوستیاکف(صفر شدن سرعت نفوذ در بی‌نهایت)که مشکل مهمی نیز می‌باشد ، رفع شده‌است.

منابع[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.