Зертханалық жұмыс № 7

Жұмыстың тақырыбы. Топырақтың тығыздығын (көлемдік массасын) анықтау

Жұмыстың мақсаты. Топырақ құрылысының негізгі көрсеткіші көлемдік масса (қатты және газ тәрізді фазалар) —dv — топырақ тығыздығының мөлшерімен танысып сипаттау. Топырақтың тығыздығын (көлемдік массасын) анықтау әдістері. Бірқатар практикалық мәселелерді шешу үшін құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақ тығыздығын білу.

Қысқаша түсінік. Құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақ массасының көлем бірлігіне қатынасын топырақтың тығыздығы (қаңқасы) деп түсінеді. Оны мынадай формуламен есептеп шығарады:

P

Dpv= -----------

Va

Мұндағы:

dv - топырақ қаңқасының тығыздығы (г/см3, кг/м3);

Р -құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақтың массасы;

V –топырақтың көлемі.

Бұрын бұл шама топырақ қаңқасының меншікті салмағы немесе көлемдік салмағы деп аталатын, соңғы жылдардағы кейбір нұсқауларда - көлемдік масса, құрғақ топырақтың тығыздығы деп аталуда. Топырақ қаңқасы тығыздығының өлшемі г/см3, кг/м3. Ол құрылысының тығыздығын сипаттайды. Бірқатар практикалық мәселелерді шешу үшін құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақ қаңқасының тығыздығын немесе құрғақ топырақтың тығыздығын білу керек.

Мысалы: құрғақ топырақтың тығыздығы қуыстылықты есептеу, берілген аумақтағы топырақ қатпарлылығын, су қорын, қоректік заттар қорын, қарашірік корын есептеу үшін және суару нормасын шығаруға пайдаланады.

Топырақтың жоғарғы қабаттар құрылысының тығыздығы бойынша топырақтың өңделуі жөнінде қорытынды жасалады. Өте тапталған құрғақ топырақ өсімдіктердің тамыр жүйесінің дамуына үлкен кедергі келтіретіндіктен, оны өңдеуге қосымша шығын жұмсау қажет болады. Өте ылғалданған тығыз топырақта бүкіл қуысы суға толып, аэрация жетіспегендіктен, өсімдіктер үшін қолайсыз жағдайлар түзіледі. Тығыз топырақ суды нашар өткізеді немесе мүлде өткізбейді. Сырттан келген су топырақтың ішіне сіңбей ағып кетеді де, эрозия туғызады.

Құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақтың тығыздығы оның гранулометриялық құрамына, құрылымына, су өткізгіштігі мен механикалық беріктігіне, қуыстылығына, ылғалдылығына байланысты. Ол уақыт пен кеңістікте, әсіресе климаттық, биологиялық және анторпогендік факторлар ұдайы әсер етіп отыратын жоғарғы қабаттарда өзгереді. Өңдеуден (жыртудан, культивациялаудан) кейін борпылдақ болатын жыртылған қабат біртіндеп нығыздалып, біраз уақыттан кейін көп өзгеріске ұшырамайтын белгілі бір тығыздыққа жетеді. Мұндай тұрақгы тығыздықты тепе-тең тығыздық деп атайды.

Құрылысы бұзылмаған құрғақ топырақтың тығыздығын міндетті түрде генетикалық қабаттар бойынша жүргізу керек. Жыртылатын қабат бетінен 10 және 20 см етіліп, бүкіл тереңдікте барынша толық сипатталады. Жыртылатын қабаттың әрбір тереңдігінен үлгі 5 рет алынады, ал төменгі қабаттардан - 3 рет алуға болады.

Топырақтың төменгі тығыздығын анықтау үшін бірнеше әдіс пен аспаптар ұсынылады, олардың негізіне түрліше принциптер алынған. Бұлардың кең таралғандары - бұрғылау, фиксаждық, вазелиндік, құм әдісі, сондай-ақ сұйықтық арқылы анықтау' Бұрғылау әдісі белгілі бір көлемдегі бұрғы-цилиндрмен құрылысы бұзылмаған топырақ үлгісін алуға негізделген. Қазір бұрғының көптеген түрлері бар.

Бүгінге тығыздық өлшеу әдістері жасалып, оны өлшейтін аспаптар - тығыздық өлшеуіштер көптеп шығарылуда.

Топырақтың тығыздығы (көлемдік массасы) көбінесе бұрғы-цилиндрмен анықталынады, ол үшін топырақ үлгісін бұрғы-цилиндрмен алады. Мұндай бұрғының аса маңызды бөлігі -алмалы цилиндр, оның тілетін бөлігінің диаметрі оның ішкі бөлігінің диаметрінен 1 мм кіші, бұл құрылысы бұзылмаған үлгі алуға мүмкіндік береді.

Жұмыс барысы. Қақпақты цилиндрді лабораториада өлшеп, оның көлемін есептеп шығарады. Ол үшін цилиндрдің тілетін бөлігінің диаметрін және оның топыраққа бататын тереңдігін өлшейді. Цилиндрдің көлемін мынадай формула бойынша есептеп шығарады:

V = pr²h

Мұндағы V - цилиндрдің көлемі, см³; р - 3,14; г - цилиндрдің тілетін бөлігінің радиусы, см; һ - цилиндрдің топыраққа бату тереңдігі, см.

Танапта цилиндрді штангамен жалғастырады, штанганың тұтқасын басьш, оны белгіленген тереңдікке дейін топыраққа батырады. Алынған үлгіні топырақтан бөлу үшін бұрғы-цилиндрді сағат тілі бағытымен 1-2 рет айналдырып, одан соң абайлап шығарып алады да, жабысқан топырақтан тазартады, штангадан ажыратып, қақпағын жапқан соң лабораторияға жібереді.

Алынған үлгіні лабораторияда цилиндрмен және қақпақпен қоса техникалық таразыда 0,1 грамға дейінгі дәлдікпен өлшейді. Осыдан кейін топырақтың ылғалдылығын анықтау үшін 105°С температурада тұрақты массаға жеткенше құрғату әдісімен цилиндрдің бүкіл тереңдігін бойлата кішкентай бұрғымен топырақтан екі үлгі алады. Топырақтың ылғалдылығын мынадай формуламен есептеп шығарады:

Мұндағы А - топырақтың ылғалдылығы, %; а - буланған ылғалдың массасы, г; в - стақандағы мүлде құрғақ топырақтың массасы, г.

Цилиндрдегі мүлде құрғақ топырақтың массасын мынадай формуламен есептеп шығарады:

мұндағы В - мүлде құрғақ топырақтың массасы, г; С -цилиндрдегі дымқыл топырақтың массасы, г; А – топырақтың ылғалдылығы, %.

Топырақтың көлемдік массасын (тығыздығын) мынадай формуламен есептеп шығарады:

Мұндағы d - топырақтың тығыздығы (көлемдік массасы); В -патрондағы мүлде құрғақ топырақтың массасы, г (3-формула бойынша); V - цилиндрдің көлемі, см.

Анализдің нәтижесін мынадай формуламен жазады:

Анықтау күні....

Топырақтың аты...

Топырақтың қабаты, см...

Цилиндрдің нөмірі...

Цилиндрдің көлемі V, см³...

Цилиндрдің массасы В і, г...

Топырақпен қоса цилиндрдің массасы В₂, г...

Цилиндрдегі топырақтың массасы С = В В

Құрғататын стақанның немірі мен массасы, г...

Топырағы бар стақанның құрғатуға дейінгі массасы,

Топырағы бар стақанның құрғатудан кейінгі массасы,

Топырақтың ылғалдылығы А,%...

Цилиндрдегі мүлде құрғақ топырақтың массасы:

г......

Топырақтың көлемдік массасы

г/см

Бақылау сұрақтары.

1. Топырақтағы судын көтерілу қабілеті қандай?

2. Сұйықтың түтікшемен көтерілу биіктігі неге байланысты

3. Саңылау ұсақ болса, түтіктің қасиеті қандай болады?.