ROZBOR NEPORUŠENÉHO PŮDNÍHO VZORKU

ROZBOR NEPORUŠENÉHO PŮDNÍHO VZORKU

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 cm3, které je třeba před vlastním odběrem zvážit (Gv).

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

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).

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).

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).

Rozbor neporušeného půdního vzorku Naměřené hodnoty - souhrn         

V Gv Gs Ga Gb Gc Gd Ge Gf

objem válečku (100 cm3) hmotnost válečku (prázdného) hmotnost hodinového skla hmotnost plného válečku + sklo + papír při odběru hmotnost plného válečku + sklo + papír po nasycení vodou hmotnost plného válečku + sklo + papír po 30min odsávání hmotnost plného válečku + sklo + papír po 2h odsávání hmotnost plného válečku + sklo + papír po 24h odsávání hmotnost plného válečku + sklo + papír po vysušení Hrubé hmotnosti

Gh = Gf – Gv – Gs

čistá hmotnost vysušeného vzorku

Výpočty Charakteristiky půdy  POMOCNÉ CHARAKTERISTIKY

 CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI  VODNÍ (VLHKOSTNÍ) CHARAKTERISTIKY  VZDUŠNÉ CHARAKTERISTIKY

Výpočty POMOCNÉ CHARAKTERISTIKY  Specifická (měrná) hmotnost - zdánlivá hustota půdních částic

ρz

[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

ρd

[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

ρd = Gh/V (čím vyšší je hodnota ρd, tím méně je pórů a půda je utuženější)

Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI Popisují typy pórů a jejich podíl ve vzorku  Celková pórovitost

P [0-1; 0-100%]

P = (ρz - ρd) / ρz běžně se pohybuje okolo 50%; lze podle ní hodnotit ulehlost půdy ORNICE kyprá mírně ulehlá ulehlá velmi ulehlá

LP >65% 50-65% 40-50% <40%

STP a TP >65% 55-65% 45-55% <45%

Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI  Kapilární pórovitost

PK

 Semikapilární pórovitost

PS

 Nekapilární pórovitost

PN

 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

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 (cm3)

 Objemová % Θ (vhodné vyjádření pro návrhy závlah) Θ = VV / V = (Gx - Gf) / V * 100% Θ =W. ρd podíl objemu vody ku celkovému objemu vzorku  Hmotnostní % W W = GV / Gh = (Gx - Gf) / Gh * 100% podíl hmotnosti vody ku hmotnosti suchého vzorku  Relativní % WREL (zahrnuje i informace o vzduchu v pórech) WREL = Θ / P * 100% jaký podíl pórů je vyplněn vodou

Výpočty VODNÍ CHARAKTERISTIKY  Momentální vlhkost

ΘMOM

WMOM WREL MOM

ΘNS

WNS

Gx = Ga

 Nasáklivost

WREL NS

Gx = Gb  maximální množství vody, které je vzorek schopen pojmout  všechny póry by tedy měly být vyplněny vodou → ΘNS = P  ve skutečnosti bývá nasáklivost o něco menší než pórovitost  může ale nastat i opačný případ P < ΘNS  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 ΘNS !

Výpočty VODNÍ CHARAKTERISTIKY  Momentální vlhkost

ΘMOM

WMOM WREL MOM

ΘNS

WNS

Gx = Ga

 Nasáklivost

WREL NS

Gx = Gb maximální množství vody, které je vzorek schopen pojmout

 Třicetiminutová vlhkost

Θ30

W30

WREL 30

Gx = Gc po 30min je odsáta voda z největších (nekapilárních) pórů

 Maximální kapilární kapacita

ΘMKK

WMKK

WREL MKK

Gx = Gd schopnost půdy zadržet vodu pro potřeby vegetace (ne zcela ustálený stav)

 Retenční vodní kapacita (přibližná) ΘRVK24 WRVK24 WREL RVK24 Gx = Ge voda pouze v kapilárních pórech, stav je ustálen

Výpočty CHARAKTERISTIKY PÓROVITOSTI  Celková pórovitost

P

[0-1; 0-100%]

Další pórovitosti lze je vyjadřovat pouze v objemových a relativních %

 Kapilární pórovitost

PK

pouze kapilární póry jsou vyplněny vodou při vlhkosti RVK24

PK = ΘRVK24

a

PREL K= WREL RVK24

 Semikapilární pórovitost

PS

ostatní póry, které nejsou ani kapilární, ani nekapilární

PS = Θ30 - ΘRVK24

a

 Nekapilární pórovitost

PREL S= WREL 30 - WREL RVK24

PN

z nekapilárních pórů je voda odsáta během prvních 30 min.

PN = P – Θ30

a

PREL N = 100 - WREL 30

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

VzREL

KMKKVz KRVKvz24

KMKKVzREL KRVKvz24REL

momentální obsah vzduchu v půdě

 Maximální kapilární kapacita vzdušná  Retenční kapacita vzdušná

Grafické znázornění – normální půda Θ% MKKVz

PN P

RVzK24

Vz

ΘRVK24

ΘMOM

VZDUCH

PS ΘNS PK

Θ30

VODA ΘMMK

0 30min 2h

24h

čas

odběr

Grafické znázornění – bobtnavé půdy Θ%

MKKVz

PN P

RVzK24

Vz

ΘRVK24

ΘMOM

VZDUCH

PS ΘNS PK

Θ30

VODA ΘMMK

0 30min 2h

24h

čas

odběr

Stanovení specifické (měrné) hmotnosti půdy pomocí vodního pyknometru

Stanovení specifické hmotnosti půdy (ρZ) ρZ = 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

Postup stanovení • Pyknometr naplníme destilovanou vodou po okraj a otevřený ho necháme temperovat 20 min. (20oC)

• 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 (PH2O) • Do prázdného pyknometru převedeme vychladlou suspenzi, doplníme dest. vodou po okraj a otevřený necháme 20 min. temperovat (20oC) • Pyknometr uzavřeme, osušíme a zvážíme (PZ)

Výpočet ρZ = Nz . ρv / (Nz + PH2O – PZ) ρZ – specifická hmotnost zeminy (g.cm-3) ρv – hustota vody (1 g.cm-3) Nz – navážka zeminy (g) PH2O – hmotnost pyknometru s vodou (g) PZ – hmotnost pyknometru se suspenzí (g) ρZ = 2,2 - 2,8 g.cm-3

Děkuji za pozornost.