ایستگاه زندگی

پتانسیل آب درخاک : به محتوای بخش مایع خاک که همان آب خاک است گویند،مقدارمعینی آب درحجم معینی ازخاک با ویژگیهای متفاوت درارای پتانسیل متفاوت است .   

     

یا میتوان گفت

 

 

 جهت محاسبات :واحدهای اندازه گیری (SI)

واحد اندازه گیری جرم     erg/gr

ارگ : نیروی جاذبه ای که بر جسمی به اندازه یک گرم از طرف زمین وارد می شود.

واحد اندازه گیری حجم   dyne/cm2

دین :نیروی فشاری است که جسمی به حجم 1cm3بر سطحی معادل 1cm2 که تکیه گاه آن است وارد می کند.

وزن : نیروی وارد بر سطح زمین از طرف وزن ستون آب به ارتفاع 1cm  وارد می شود را پتانسیل وزنی گویند .

پتانسیل ثقلی :

برای محاسبه پتانسیل در هر سامانه یا سیستم در حال تعادل یک سطح مبنا برای مقایسه پتانسیل در نظر گرفته می شود .هر نقطه ای از سیستم که بالای سطح مبنا قرارگیرد دراری پتانمسیل ثقلی مثبت وهر نقطه ای که در پایین سطح مبنا قرارگیرد دارای پتانسیل ثقلی منفی خواهد بود .اختلاف ارتفاع نسبت به سطح مبنا باعث ایجاد پتانسیل ثقلی می شود .

پتانسیل ثقلی آب در هر نقطه برابر است با فاصله عمودی آن نقطه تا سطح مبنا ، عامل حرکت  آب درخاک مقدار مطلق پتانسیل آب در هر نقطه نیست بلکه تفاوت پتانسیل ثقلی دو نقطه نسبت به هم می باشد .

مثال :مطابق شکل ،دو نقطه در یک خط که هر نقطه درراستای عمود به فاصله معینی ازسطح مقایسه قراردارد مورد نظر است .مطلوبست اختلاف پتانسیل ثقلی بین دو نقطه .

 

 

 

نکته : با تغیر سطح مقایسه ، اختلاف پتانسیل ثقلی دو نقطه تغییر نمی کند .

پتانسیل ماتریک

بستگی به ماده تشکیل دهنده خاک و نیروی وارده از سوی این ذزات به ملکولهای آب دارد ، چنانچه یک خاک در حال تعادل با محیط اطراف در نظر بگیریم و فشارسنجی برروی محیط نسب شود ،فشارسنج نیز به حالت تعادل خواهد رسید ، اختلاف ارتفاع عمودی  بین نقطه نصب فشارسنج در خاک تا سطح آب در لوله فشارسنج پتانسیل ماتریک خواهد بود ،پتانسیل ماتریک یک ویژگی دائم ودرحال تغییر خاک می باشد .

درحالت اشباع پتانسیل ماتریکی برابر با صفر است و در حالتی غیر اشباع پتانسیل ماتریکی از صفر کوچکتر است .

مثال : فشارسنجی(تانسیومتر)پس ازنصب درزمین ورسیدن به حالت تعادل عدد20 سانتی بار وفاصله خلا سنج تا کلاهک سرامیکی 50cm است پتانسیل ماتریک چند سانتی متر است ؟

                                                            

                                                                       Z0   + (رقم قرائت شده )   

  

 

 پتانسیل فشاری :

پتانسیل فشاری خاک ناشی از اختلاف فشار دو نقطه ، یکی نقطه مرجع و دیگری نقطه اندازه گیری فشار است . هر نقطه در تماس با اتمسفر فشار آن معادل با صفر گرفته می شود. بنابراین پتانسیل فشاری عبارتست از فاصله عمودی آب در لوله پیزومتر تا نقطه مورد نظر ،لوله پیزومتر لوله ای با قطر محدود کمتر از 10CM که درون خاک تا عمق سطح ایستایی فرو میرود و همواره سطح آب زیرزمینی در حال تعادل در بین ذرات خاک را نشان می دهد . آب درون لوله  پیزومتر تا ارتفاعی معادل پتانسیل فشاری بالا می آید.

پتانسیل فشاری درسطح اب صفر، دربالای آب منفی و به سمت پایین مثبت است ،در خاک غیر اشباع پتانسیل فشاری وجود ندارد .

مثال :مطابق شکل ،لوله پیزومتری داخل مزرعه ای نصب شده و آب در داخل لوله تا نقطه ای بالا آمده است .پتانسیل فشاری در نقطه (الف) که به فاصله 40 سانتی متر از زیر سطح آب داخل لوله پیزومتر قراردارد را بدست آورید.

حل:چون نقطه (الف) در زیر سطح آب داخل لوله پیزومتر قرار دارد لذا پتانسیل فشاری در آن مثبت بوده و مقدار آن برابر فاصله آن نقطه ،از سطح آب درون پیزومتر می باشد .دراین صورت پتانسیل فشاری در نقطه (الف) برابر است .

پتانسیل اسمزی:

ناشی از وجود املاح محلول در آب خاک می باشد  چنانچه آب دراری املاح محلول در مجاورت یک سطح نیمه تراوا قراربگیرد این سطح نیمه تراوا به صورت انتخابی عمل می کند و اجازه عبور ملکولهای آبرا ازسمت دارای غلظت کمتر املاح به سمت دارای غلظت بیشتر املاح میدهد .به نیروی موثر در حرکت آب مجاور غشاء نیمه تراوا پتانسیل اسمزی گویند .براساس تعریف پتانسیل اسمزی آب خالص صفر است و آب خالص به سمت محلول آب و نمک حرکت می کند پتانسیل اسمزی محلول آب و نمک منفی است در ساختار خاک غشاء نیمه تراوا وجود ندارد بنابراین پتانسیل اسمزی در مرحله ورود آب به ریشه گیاه از طریق لایه نیمه تراوای جداره ریشه گیاهان مطرح می شود هر چه غلظت آب واملاح در درون ریشه گیاهان بیشتر باشد پتانسیل آب اسمزی در مجاورت ان بیشتر بوده و گیاه با قدرت بیشتری آب موجود در خاک را جذب مینماید .این فرایند در ریشه گیاهان شور روی ویا مقاوم به خشکی موجب می شود گیاهان سازگاری خود را با مقدار کمتری از آب خاک و یا دارای غلظت بیشتری از املاح محلول نشان می دهد .

که درآن :

پتانسیل اسمزی بر حسب بار (bar)

 

 

R  = ضریب ثابت برابر 82 بار، سانتی مترمربع برمول ، درجه کلوین barcm2/mol0K      

 

T = درجه حرارت مطلق بر حسب کلوین 0K   

CS= غلظت نکهای محلول برحسب مول بر سانتی متر مربع    mol/cm2

 

پتانسیل جذب سطحی:ناشی از جذب ملکولهای آب بوسیله کلوئیدهای خاک است . کشش سطحی ذرات خاک نسبت به ملکولهای آب موجب ایجاد نیرو برای جابه جایی آب می شود به این انرژی پتانسیل جذب سطحی می گویند . مقدار این پتانسیل نیز نسبت به  سایر پتانسیلها کمتر بوده ولذا در محاسبه پتانسیل کل خاک این پتانسیل در غالب پتانسیل ماتریک بیان می شود و یا از آن صرف نظر می گردد.

منبع : آب برای کشاورزی .دکتر عسکری تشکری .انتشارات بعثت

تذکر: مطلب فوق خلاصه نویسی است و جمله بندی آن با کتاب فرق میکند.

رسول انصاری

موضوعهای مرتبط

سرفصل آبیاری عمومی

آبیاری وتقسیم بندی آب در خاک

روش های نوین آبیاری

لغات و اصطلاحات آبیاری 

صفحه اصلی سایت برای دسترسی سریع به مطلب مورد نظر