Erdbau und Rekultivierung
Zemní stavby a rekultivace
Interdisziplinäres, deutsch - tschechisches Bildungsprojekt
Interdisciplinární česko - německý vzdělávací projekt
Einführung in die Lysimetrie Úvod do Lysimetrie
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
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.“
2. Spektrum využití lysimetrů *
Těžiště sledování pomocí lysimetrů: Æ Průsak a tvorba podzemní vody Æ Aktuální evapotranspirace Æ Změny zásoby vody v nasycené a nenasycené oblasti půdy Æ Kapilární vzlínavost Æ Látkový transport (transport a vymývání rozpuštěných látek)
*
Principy jednotlivých typů lysimetrů: Æ podle velikosti a konstrukce nádoby (malý lysimetr, velký lysimetr, … ) Æ podle vážitelnosti (lysimetry, které lze či nelze vážit) Æ dle existence podzemní vody / podtlaku (lysimetry pro sledování podzemní vody) Æ podle způsobu vložení půdy (narušená, nenarušená) Æ podle porostu (travní porost, kulturní rostliny, bez porostu)
3. Předpoklady pro použití lysimetrů *
*
Stanovení půdních hodnot: Æ Popis půdního profilu ( např. KA5; DIN 4022) Æ Stanovení zrnitosti Æ Stanovení retenční schopnosti případně sacího tlaku (křivy pF) Æ Stanovení nasycené a nenasycené vodivosti
Stanovení lokálně klimatických hodnot: Æ stanovení lokálně klimatických poměrů a srovnání se sousedními klimatickými stanicemi Æ doporučují se měření: * množství srážek * maximálně možný počet hodin slunečního svitu * charakteristika větru * teplotní charakteristika * vlhkostní charakteristika
4. Vybrané typy lysimetrů *
Lysimetr dle Firedricha – Franzena: Æ charakterizuje standardní lysimetry v Německu Æ využití Æ principiálně na všech zeminách (zamezení výskytu velkých kamenů)
Půda (v daném případě včetně porostu)
Stěna lysimetru s úpravou povrchu stěn lysimetru
Drenáž Drenážní trubka
4. Vybrané typy lysimetrů *
Velký lysimetr: Æ Využití při sledování vlivu velké vegetace na hydrologické veličiny a rovnice a množství vytvořené podzemní vody Æ Zachycovací plocha ≥ 100 m² Æ Jsou zpravidla budovány na narušených půdách Æ Rozměry lysimetru se řídí dle druhu vegetace Æ Nelze vážit a jsou stavebně nákladné Æ Okrajové efekty případně nehomogenní chyby jsou nevýznamné
4. Vybrané typy lysimetrů *
Lysimetr, který lze vážit: Æ Princip: měření hmotnosti lysimetru pomocí vah Æ Změna hmotnosti = změna zásoby vody v půdě Æ Konstrukce lysimetru odpovídá standardnímu lysimetru Æ Sledování nenarušených půd (půdní monolity) Æ Nádoba s půdou stojí volně na vážícím zařízení Æ Okrajové efekty případně nehomogenní chyby jsou nevýznamné Æ Primární cíl sledování: evapotranspirace
4. Vybrané typy lysimetrů
5. Vyhodnocení měření, prováděných lysimetry *
Pro standardní lysimetry (Friedrich & Franzen): Æ Kontrola funkčnosti prostřednictvím měřících zařízení Æ Smysluplné je vést provozní deník (údaje o poruchách, údržbě,…) Æ Kontrola plausibility naměřených dat (pokud možno srovnáním se sousedními stanicemi) Æ Porovnání množství průsakové vody se srážkovými vodami podmiňuje přepočet množství průsakové vody [ml] v[mm] za rok Æ Bilanční období: Hydrologický rok (01.11.-31.10.) Lysimetrický rok (01.04.-31.03.) Æ Vytváření denních, týdenních, měsíčních a ročních souhrnů Æ Popis: Srážky a průsak a) sloupcový graf
b) souhrnné křivky
6. Chyby *
velká základna lysimetru podmiňuje vyrovnání lokálních nepravidelností (porost, druh půdy, okrajové efekty)
* Hydrologické průzkumy Æ 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 v půdě d) Primární „schůdnost“ průsaku na okraji nádoby * „Oázový efekt“… evapotranspirace lysimetrů je výrazně vyšší nebo nižší, nežli v okolí Æ tím dochází k ovlivnění hydrologických poměrů
6. Příklady z Budyšína/Nadelwitz
1
2 3 5 4 3a 5a 1a 9a
9 6
8
8a 10a
10 7
11 12
6. Příklady z Budyšína / Nadelwitz
• Vazná půda … lehce jílovitý, lehce písčitý jíl
• Smíšená zrnitá půda… jemně štěrkový, lehce jílovitý písek
• Svrchní půda… lehce štěrkovitý, středně písčitý jíl
7. Příklad lysimetrů ze Źitavy
7. Příklad lysimetrů ze Źitavy
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.: +49/3583/612304 • 612309
[email protected] •
[email protected] Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Fakultät Bauingenieurwesen/Architektur Lehrgebiet Geotechnik Prof. Dr.-Ing. habil. J. Engel Dr.-Ing. Said Al-Akel Tel.: + 49/351/4622352 • 4623647
[email protected] •
[email protected] Univerzita „Jana Evangelisty Purkyně“ Ústí nad Labem Fakulta životního prostředí Prof. Ing. Jaroslava Vrábliková CSc. Doc. RNDr. Miroslava Blažková Ph.D. Tel.: +420/457284142 • 457284144
[email protected] •
[email protected]
Lehrgebiet Geotechnik
