أزمة المياه فى العالم العربي - الجزء الثاني

عمق الماء الأرضي.

نفاذية التربة.

الفحص الظاهري لقوام التربة وبنائها وتعاقب الطبقات.

الملوحة والرقم الأيدروجيني لمياه الري والمصارف المكشوفة والمياه الجوفية.

عينات من مياه الري والصرف والمياه الجوفية للتحليل الكيماوي بالمعمل.

عينات تربة لقياس ملوحتها والتكوين الكيمائي للمستخلص المشبع في المعمل.

عينات تربة للتحليل الميكانيكي وتحديد القوام والحاجة لمرشحات حول المصارف.

-٦رصد الحالة الظاهرية للمحاصيل.

-٧رصد وجود أملاح منتشرة على سطح الأرض.

-٨جمع بيانات عن إنتاجية المحاصيل بالمنطقة.

-٩التكوين الجيولوجي ونوع الخزانات الجوفية بالمنطقة.

-١٠وجود طبقات صماء أو قليلة النفاذية وعمقها من سطح الأرض.

-١١الضغوط البيزومترية بالخزانات الجوفية.

-١٢البيانات المناخية عن منطقة المشروع.

-١٣حالة شبكة الصرف العام وقطاعاتها الفعلية.

-١٤وجود إنشاءات أو أبراج كهرباء أو أعمدة تليفون أو أشجار دائمة غير المسجلة على الخريطه المساحية.

-١٥البساتين المثمرة بالمنطقة.

-١٦المساقي ومقدار عرضها وعمقها.

فحص وجمع عينات التربة والمياه :للتدريب والخبرة دور هام في تنفيذ الدراسات الحقلية وجمع البيانات والمعلومات اللازمة وتحديد حالة المنطقة ومدى احتياجها للصرف وقد يرى المسئول عن الدراسات الحقلية بعينة ما لا يمكن أن تسجله أجهزة القياس ويبدأ العمل بتنفيذ المنطقة وحالة الزراعة وظهور أعراض وارتفاع مستوى الماء الأرضي وزيادة الملوحة على نمو النباتات وخصوصا تلك الحساسة مثل الأذرة والخضروات والبرسيم ووجود

قشرة ملحية في صورة بقع متناثرة.

وعند عمل حفرة البريمة يلاحظ مدى قوة تماسك التربة ومقاومتها للحفر على مدى الحفر حتى العمق المطلوب الذى يكون في العادة حتى عمق ٢.٠متر ومع خروج ناتج الحفر يتم فحصه من حيث اللون ووجود تجمعات جبسية أو ملحية أو علامات تدل على عمليات اختزال لاهوائية بسبب ارتفاع مستوى الماء الأرضي لفترات طويلة ويستطيع الخبير من خلال اللمس تحديد قوام التربة وسيادة عنصر من عناصر تكوين التربة على العناصر

الأخرى.

وعادة يتم صف العينات حسب ترتيب عمقها قبل وضعها في الأكياس لمشاهدة التغير الذي يحدث في اللون والقوام والبناء مع العمق وتسجيل هذه المعلومات على نفس استمارات قياس النفاذية حيث يتم وصف القطاع وتسجيل الملاحظات الحقلية للرجوع إليها عند التصميم ومن بين التربة الناتجة عن الحفر تؤخذ عينات تمثل طبقات التربة من السطح حتى عمق ٢.٠٠متر بحيث تمثل كل عينة طبقة سمكها ٢٥سنتيمتر ولا يقل وزن العينة عن نصف كيلو جرام وتوضع في كيس من البلاستيك النظيف ويوضع بداخله كيس بلاستيك صغير فيه بطاقة معلومات عن موقع العينة وعمقها كما يربط عنق الكيس الخارجي برباط مثبت فيه نسخة أخرى من بطاقة

تعريف العينة.

وأثناء وبعد الانتهاء من حفر الحفرة يلاحظ معدل سرعة تجمع المياه في الحفرة وهذا يساعد على تحديد الفترة الزمنية لأخذ قراءات قياس النفاذية ويستطيع الشخص المتمرس أن يقرر مدى الحاجة لأخذ عينات إضافية أو عدم تكرار وأخذ عينات لا لزوم لها بسبب تجانس التربة وتماثلها ..وهذا يوفر كثي ار من حمل العمل على المعامل

وتكاليف الدراسات الأولية السابقة للتصميم.

قياس نفاذية التربة في الحقل : Hydraulic conductivity measurementتستخدم طريقة حفرة البريمة ) (Auger – hole methodلقياس معامل النفاذية في الحقل وهي تتلخص فى عمل حفرة بواسطة بريمة يدوية إلى العمق المطلوب والأساس في هذه الطريقة أنها تصلح لقياس النفاذية لطبقات التربة الموجودة فوق مستوى الماء الأرضي إذا كان قاع الحفرة لا يصل إلى هذا العمق كما تصلح لقياس النفاذية لطبقات التربة الموجودة تحت مستوى الماء الأرضي إذا تم حفرالحفرة إلى عمق مناسب تحت مستوى الماء الأرضي وان كانت طريقة العمل والحساب تختلف في الحالتين وفي الحالة الأخيرة تكون النفاذية المقاسة تمثل طبقة التربة المحصورة

١٠٢

بين مستوى الماء الأرضي وقاع الحفرة تقريبا ونظ ار لأن الصرف يرتبط بالأراضي التي يوجد بها منسوب ماء أرضي مرتفع فأن طريقة قياس النفاذية تحت سطح الماء الأرضي هي الطريقة المستخدمة في مجال الصرف في مصر ويندر استخدام طريقة القياس فوق مستوى الماء الأرضي خصوص ا لحساسيتها ونسبة الخطأ الواردة فيها في التربة الطينية القابلة للانتفاخ ) (Kessler and Oosterbean, 1980ولقياس النفاذية تحت سطح الماء ) Van (Beers, 1970يتم عمل حفرة بالبريمة للعمق المطلوب تحت منسوب سطح الماء الأرضي ،وبعد أن يتجمع فيها الماء إلى أن يتوازن ارتفاعه مع مستوى الماء داخل الأرض المحيطة تسحب منه فيبدأ الماء في الانسياب مرة أخرى للحفرة حيث يسجل معدل ارتفاع سطحه والذي يستخدم مع الأبعاد الهندسية للحفرة وعمق الماء الأرضي داخل وخارج الحفرة لحساب معمل النفاذية باستخدام المعادلة الرياضية المناسبة ) (Ernst, 1950التي تكون في

حالة التربة المتجانسة على الصورة التالية:

4000r 2

y

Y

 H  20r   2  Y t

أ -أما في حالة وجود طبقة صماء تحت قاع الحفر على بعد ) (Sيزيد أو H 

يساوي 

لنصف ارتفاع الماء داخل

K 

الحفرة أي تكون:

ب -أما في حالة وصول قاع الحفرة إلى الطبقة الصماء ) (S = 0فأن المعادلة تأخذ الصورة:

H 



S







2 



3600r 2

y

Y

 H  10r   2  Y t

H 



K 

شكل يوضح قياس النفاذية بطريقة حفرة البريمة )(Auger – Hole Method

حيث المتغيرات في هذه المعادلات هي:

= Kمعامل النفاذية )متر /يوم(.

= Hعمق الحفر تحت مستوى الماء الأرضي )سنتيمتر(.

= rنصف قطر الحفرة الدائرية )سنتيمتر(.

= Yالعمق المتوسط للماء في الحفرة من مستوى الماء الأرضي عندما يتحرك ارتفاعا من عمق ) (Yoإلى

Y o Y n

عمق )= (Yn

2

)سنتميتر(.

١٠٣

= Sعمق الطبقة الصماء أسفل قاع الحفرة )سنتيمتر(.

= yارتفاع كمية المياه المنسابة إلى الحفرة خلال الفترة الزمنية ) tسنتيمتر( = .Y o Y n = tالفترة الزمنية التي يتغير فيها عمق الماء في الحفرة من ) (Yoإلى ) (Ynثانية.

ويلاحظ على هذه الطريقة ما يلي:

















معامل النفاذية المقاس بطريقة حفرة البريمة يمثل متوسط نفاذية طبقات التربة الممتدة من مستوى الماء الأرضي إلى عمق يزيد عدة ديسيمترات )حوالي ٢٠سنتيمتر( أسفل قاع الحفرة أو حتى الطبقة الصماء إذا كانت الحفرة تصل إلى هذه الطبقة ويتراوح نصف قطر عامود التربة المقاس بنفاذية بين ٣٠و ٥٠سنتيمتر.

البريمة اليدوية المستخدمة ) (Augerفي عمل الحفرة لقياس النفاذية من النوع ذي السلاح المفتوح ) Open (blade typeويصلح أساسا في الأراضي الطينية الرطبة ..ويبلغ نصف قطر بريمة الحفر المستخدمة في مصر ) (٤سنتيمتر ويتكون من وصلات قابلة للزيادة طول كل منها نصف متر وله مقبضان متعامدان على

الساق لإدارته بواسطة اليدين.

وفي حالة الأراضي الرملية المفككة تستخدم بريمة من نوع مقفول أو يسحب الرمل من الماء بالطلمبة اليدوية وتوضع شبكة اسطوانية تمنع جدران الحفرة من الانهيار.

ترك الماء ينساب إلى الحفرة بعد الحفر يعمل على إعادة فتح الفراغات البينية ) (Soil Poresالموجودة على جدار الحفرة التي قد تكون قد انسدت أثناء الحفر بفعل دوران البريمة ،وتحتاج التربة الطينية عدة ساعات لتمتلئ الحفرة بالماء حتى مستوى الاتزان مع الماء الأرضي وعادة تترك الحفرة مدة ) (٢٤ساعة قبل سحب الماء وبدء القياس ،أما في الأراضي الخفيفة قد تنخفض الفترة الزمنية إلى أن تصل إلى مدة قدرها من -١٠

٣٠دقيقة في الأراضي الرملية.

يجب ألا يقل ارتفاع الماء الأرضي في الحفرة عند حالة الاتزان ) (Hعن ٢٠سنتيمتر للحصول على نتائج

صحيحة.

يتم سحب الماء بواسطة طلمبة يدوية ) (Bailerمكونة من اسطوانة من المعدن غير قابل للصدأ مزودة في طرفها السفلي بصمام مرتد يسمح بمرور الماء إلى داخل الاسطوانة ويمنع خروجه منها ويكون قطر الاسطوانة أقل من قطر الحفرة بما لا يقل عن ) (٢سنتيمتر ويجب أن يتراوح ارتفاع الماء المسحوب من الحفرة بين ) (٤٠ ، ٢٠سنتيمتر ،وكلما كانت نفاذية التربة قليلة كلما كان واجبا سحب قدر أكبر من الماء

للإسراع من انسياب الماء إلى الحفرة.

يعتمد قياس معامل النفاذية بهذه الطريقة على حساب معدل ارتفاع سطح الماء داخل الحفرة ويتم عادة استخدام عوامة بلاستيك يثبت عليها شريط من الصلب المدرج إلى ملليمترات ويتم تسجيل قراءة تدرج الشريط على فترات زمنية ثابتة تتوقف مدتها على سرعة ارتفاع سطح الماء فتكون ) ٥أو ١٠أو ١٥أو (٣٠ثانية ..ومجموع الفرق بين هذه القراءات يعطي التغيير في منسوب سطح الماء ) (Yالذي يجب أن يكون في حدود واحد سنتيمتر إلا في حالة التربة ضعيفة النفاذية فتكون ) (Yفي حدود نصف سنتيمتر وهي كمية قد

تتجمع في عدة دقائق.

يجب ألا تمتد الفترة الزمنية بين الانتهاء من سحب الماء وأخذ القراءات مدة طويلة أو أن تستمر عملية القياس طويلا بحيث لا يتسبب هذا أو ذاك في تكوين مخروط سحب حول الحفرة يؤدى إلى خطأ في تقدير في النفاذية حيث تصبح قيمة ) (Hاصغر فى قيمتها الفعلية وبالتالى تكون قيمة النفاذية المحسوبة على اساس قيمة من حقيقتها لذلك يجب أن يتم القياس قبل أن يعود للحفرة كمية من الماء تزيد عن ربع الكمية

المسحوبة أي أن ) ( yلا تزيد على ).(Yo/4

استخدام المنحنيات البيانية لحساب معامل النفاذية :العلاقة بين معامل النفاذية ومعدل ارتفاع المياه في الحفرة كما وصفها أرنست ) (Ernst, 1950يمكن أن توضح الصورة التالية:

y

t

K  Cحيث المعامل ) (Cتتوقف قيمته على المتغيرات ) (S, r, H, Yوقد تم إعداد منحنيات لحساب المعامل ) (Cسواء في الحالة التي تكون فيها S > H/2كما فى الشكل التالى أو الحالة التي تكون فيها الطبقات الصماء تحت الحفرة مباشرة ،أي أن S = 0 :

١٠٤

قياس معامل النفاذية للتربة متعددة الطبقات :إذا كان قطاع التربة يتكون من طبقتين مختلفتين في النفاذية فأنه يمكن استخدام طريقة البريمة لحساب معامل النفاذية لكل طبقة على حدة إذا كان منسوب الماء الأرضي مرتفع إلى مستوى مناسب داخل طبقة التربة العليا ) (Van Beers, 1970وفي هذه الحالة يتم عمل حفرتين مختلفتين في العمق بحيث يكون قاع الحفرة الأقل عمقا أعلى بمسافة ) (١٥-١٠سنتيمتر عن الحد الفاصل بين طبقتين التربة وفي هذه الأحوال يجب أن يتم عمل الحفرة العميقة أولا لتحديد الحد الفاصل بين

الطبقتين.

شكل يوضح منحنيات قياس النفاذية في حالة S > H/2

١٠٥

شكل يوضح قياس معامل النفاذية في تربة متعددة الطبقات بعد وصول مستوى الماء الأرضي إلى حالة الاتزان في الحفرتين يتم سحب المياه وحساب معدل ارتفاعها في كل

y

حفرة ولتكن

t

في الحفرة السطحية و

y 1

t 1

في الحفرة العميقة وفي هذه الأحوال يتم حساب معامل النفاذية للطبقة السطحية باستخدام المنحنيات الخاصة بالحالة ) (S > H/2لحساب قيمة المعامل ) (C1المناظر للأبعاد

Y1, H1للحفر السطحية ثم تطبيق المعادلة.

y

y

K 1  C1

وتحسب بعد ذلك القيمة C2للحفرة العميقة على أساس الأعماق Y2 ، H2للحفرة العميقة باستخدام المنحنيات

للحالة S > H/2أو S = 0طبقا لظروف الموقع.

معامل نفاذية طبقة التربة السفلية يرتبط بمعدل الارتفاع في الحفرة العميقة ونفاذية التربة في الطبقة السطحية

بالعلاقة التالية:

K

y 1

1

Co

t

Co

1

C

حيث ) 2 (Cمعامل يمكن الحصول عليه من منحنيات حساب المعامل ) (Cللحالة S = 0واستخدام عمق الحد

K2 

o

الفاصل بين الطبقات تحت مستوى الماء الأرضي ) (Dبدلا من ) (Hوالعمق ) (Y2للحفر العميقة.

قياس عمق الماء الأرضي : Water Tale depthأبسط الطرق لتحديد عمق الماء الأرضي من سطح الأرض هو عمل حفرة في التربة وقياس سطح الماء بعد أن تمتلئ ويثبت الماء بها وعادة ما تعمل الحفرة بواسطة بريمة أو مثقاب يدوي وتصلح هذه الطريقة لقياس العمق مرة واحدة أما إذا كان المطلوب رصد مستوى

١٠٧

الماء الأرضي لفترة طويلة في استخدام آبار رصد ) (observation wellsويتكون بئر الرصد من ماسورة من المعدن أو البلاستيك بطول كاف يزيد على أكبر عمق يتوقع تذبذب مستوى الماء الأرضي فوقه والماسورة عادة تكون بقطر يت اروح بين واحد أو اثنين بوصة ،وتكون مثقبة بكامل ارتفاعها فيما بين النصف متر الأعلى تحت سطح الأرض وتكون الماسورة مفتوحة من أسفل وتوضع في حفرة قطرها ) (١٠سنتيمتر ويتم حفرها بواسطة بريمة قطرها يزيد على قطر البئر بحوالي ٥سم على الأقل ..ثم يوضع في قاعها بعض الزلط قبل وضع الماسورة ليمنع دخول الطين وحبيبات التربة داخل الماسورة ويفضل لف الماسورة بقماش نايلون حول الثقوب )طبقة واحدة( ثم يوضع زلط ورمل حول الماسورة ليساعد الماء الأرضي على الحركة بسهولة من الأرض إلى داخل الماسورة وبالعكس يستكمل ردم الجزء الآخر من الحفرة عند السطح بمادة البنتونايت أو الطين قليل النفاذية لمنع سريان من

سطح الأرض إلى بئر الرصد مباشرة.

وتكون الحافة العليا لبئر الرصد أعلى من سطح الأرض بحوالي ٠.٢٥مت ار على الأقل واذا تم وضع غطاء ) (Capعلى البئر يلاحظ ضرورة وجود ثقب واحد على الأقل قرب حافة البئر العليا يعمل المحافظة على ضغط الهواء داخل الماسورة مساوي ا للضغط الجوي ..وفي بعض الأحيان يزود الرصد بمقياس رصد أتوماتيكي Automatic Recorderإذا كانت الأرصاد ستستمر لفترة طويلة مكان نائي ..بينما يعطي بئر الرصد عمق الماء الأرضي من سطح الأرض يمكن تحويل هذا العمق منسوب فوق مستوى مقارنة معين )سطح البحر مثلا( إذا تم تحديد منسوب الحافة العلوية لبئر الرصد فوق مستوى المقارنة بعمل ميزانية ثابتة معلومة المنسوب وهو أمر ضروري عند الربط بين عمق الأرضي بين المواقع المختلفة في منطقة الدراسة.

قياس ضغط الماء الأرضي : Pressure Headتتحرك المياه في التربة نتيجة فرق في الجهد بين نقطة وأخرى وهذا بدوره يتوقف على ضغط وموقع كل من النقطتين بالنسبة للأخرى في مجال حركة المياه كما هو الحال في المجال الموجود بالمصرف سواء كان مصرف مكشوف أو مغطى كما أنه نتيجة لوجود طبقات مختلفة النفاذية في بعض المواقع فقد توجد طبقة أكثر نفاذية حاملة للمياه تحت ضغط نتيجة لطبيعة التكوين الجيولوجي ووجود فرق ضغط المياه بين الطبقات المختلفة بسبب حركة رأسية للمياه من الطبقة ذات الضغط الأعلى للطبقات التي تعلوها أو تليها ،ويكون ضغط الماء فيها أقل ويقدر ضغط الماء الأرضي بار عامود الماء المناظر لقيمة الضغط عند النقطة التي يتم القياس عندها طبقا للعلاقة.

H = p/y

حيث:

: Hهو الضغط مقد ار بارتفاع عامود الماء )سنتيمتر( و :Pهو الضغط مقد ار بالجرام /سنتيمتر المربع.

: هي الوزن النوعي للماء مقد ار بالجرام /سنتيمتر مكعب.

ولقياس ضغط الماء عند نقطة معينة يستخدم بيزومتر ) ، (Piezometerويكون من ماسورة من المعدن أو البلاستيك غير مثقبة وطرفها السفلي مفتوح ومن الناحية العملية يتم تثقيب مسافة قصيرة عند طرفها السفلي لا يزيد عن نصف متر في حالة البيزومترات العميقة وفي حدود ) (١٠سنتيمتر في حالة البيزومترات قليلة العمق كالتي توضع بالقرب من المصارف المغطاة وذلك خشية انسداد الطرف السفلي للبيزومتر ويوضع البيزومتر في حفرة يتم حفرها للعمق بواسطة بريمة يدوية أو ميكانيكية إذا كان العمق كبير وبعد وضع قليل من الزلط حول الطرف السفلي توضع طبقة من مادة البنتونيت وتدك بشكل كاف لمنع تسرب ماء من أعلى إلى فتحات البيزومتر ثم يستكمل ردم الحفرة ..ومن بين التطبيقات التي يفيد فيها وضع بيزومترات هي قياس مقاومة المصرف المغطي لدخول المياه فيه وفي هذه الحالة يوضع بيزومتر إلى جوار الماسورة على مسافة حوالي ٢٠-١٠سنتيمتر

وبيزومتر آخر داخل الماسورة.

١٠٨

شكل يوضح الآبار والبيزومترات

قياس ملوحة وقلوية الماء في الحقل :يتم استخدام أجهزة إلكترونية تشغل بالبطارية لقياس ملوحة وقلوية الماء في الحقل سواء كان ماء ري أو صرف أو ماء أرضي وتوضع العينة في وعاء نظيف بارتفاع لغمر قطب الجهاز وتختلف الأجهزة المستخدمة طبقا للشركة المنتجة إلا أنها تتميز جميعها بسهول التشغيل وعادة تحتاج هذه الأجهزة معايرة في المعمل عند بدء استخدامها وبصفة دورية للتأكد من دقة تشغيلها وأنها تعطي القيمة الحقيقية والأجهزة الحديثة لقياس الملوحة لا تحتاج لمعايرة القراءة لدرجات الح اررة الفعلية حيث أنها تعطي تركيز الأملاح مقد ار بالسينمنز أو الديسيمنز /متر ودقة هذه الأجهزة عالية وتصل إلى حوالي ٠.١ديسيمنز /متر.

كما توجد طرق تقريبية تعتمد على إضافة بعض الكيماويات إلى العينة المراد قياس درجة قلويتها أو حموضتها وتحديد التغيرات التي تط أر على لونها ومقارنته بفاتورة ألوان قياسية لتحديد الدرجة وهي تعطي قيم تقريبية تمثل

مدى معين أكثر من قيمة محددة.

التحليلات المعملية : Laboratory Analysisتجرى التحليلات المعملية على عينات من التربة تؤخذ من مواقع الدراسة المحددة على خريطة المباحث الحقلية طبقا للأعماق المعمول بها وهي ، ١٠٠ ، ٥٠ ، ١٠ ٢٠٠ ، ١٥٠سنتيمتر من سطح الأرض حيث يتم تجميع عينة من التربة تصل إلى حوالي واحد كيلوجرام تمثل التربة التي توجد على هذه الأعماق في كيس نظيف من النايلون الشفاف يغلق برباط ويلصق عليه بطاقة بيان تعريف باسم المنطقة ورقم الحفرة والعمق المأخوذة منه العينة ..كما تؤخذ من كل حفرة عينة من المياه الأرضية في زجاجة نظيفة من البلاستيك يدون عليها البيانات الخاصة بها )اسم المنطقة – رقم الحفرة(.

تخضع العينات لتحليلات طبيعية وكيميائية بالمعامل وتشمل ما يلي:

تحليل ميكانيكي )بالمناخل أو الهيدرومتر أو كلاهما حسب نوع التربة( لتحديد التدرج الحبيبي للتربة ومكوناتها

وقوامها.

تحديد الانحدار الهيدروليكي لسريان المياه في التربة الذي يحدث عنه انهيار التربة ) Hydraulic Failure (Gradientوالذي على ضوئه يمكن معرفة مدى حاجة المصارف لمادة مغلفة.

في حالات خاصة يتم قياس معامل النفاذية في المعمل وتحديد العلاقة بين رطوبة التربة وقوة الشد الرطوبي ) (Soil Water Characteristicsعلى عينات تؤخذ خصيصا لهذا الغرض ..وأن كان ذلك في الغالب مقصو ار على المناطق التجريبية التي تتم فيها الأبحاث.

١٠٩

قياس معامل التوصيل الكهربي ) (Electric Conductivityعلى مستخلص عينات التربة المشبعة للتعبير عن ملوحة التربة بالديسيمنز /متر ..ويرمز للملوحة في هذه الحالة بالرمز ).(ECc قياس الرقم الأيدروجيني ) (pHفي مستخلص التربة المشبعة.

تحديد تركيز الأنيونات الذائبة في محلول التربة بالميكافئ /لتر وتشمل:

الكربونات ) (CO3--والبيكربونات ) (HCO3-والكبريتات ) (SO4--والكلوريد ) .(CL تحديد تركيز الكاتيونات الذائبة بالميكافئ /لتر في محلول التربة وتشمل:

+

الصوديوم ) (Na+والكالسيوم ) (Ca++والمغنسيوم ) (Mg++والبوتاسيوم ) .(K تحديد السعة التبادلية الكاتيونية للتربة ).Cation exchangeable capacity (CEC حساب النسبة المئوية للصوديوم المتبادل ).Exchangeable sodium percentage (ESP ويتم تسجيل البيانات في جداول خاصة معدة لهذا الغرض ليستعان بها في تقييم حالة التربة من حيث تأثرها بالأملاح ونوع الأملاح السائدة ..كما تستخدم نتائج تحديد قوام التربة وقياس الانحدار الهيدروليكي في التعرف على نفاذية التربة ومدى حاجاتها لاستخدام مواد تغليف حول المواسير إذا كانت التربة من النوع القابل للتفكك وتحتوي على حبيبات دقيقة كما سيأتي تفصيلا فيما بعد.

تحديد الصفات الطبيعية للتربة :الكثافة الظاهرية : Bulk Densityهي عبارة عن وزن التربة لكل

وحدة حجم.

الأدوات المستخدمة :

ميزان حساس

فرن كهربائي

اسطوانات التربة

خطوات العمل :

تعمل حفرة بالأرض تسمح بالوقوف بداخلها لأخذ العينات ويكون سطح التربة أملس.

تجمع العينات بدفع الاسطوانة داخل التربة بحيث تكون العينة طبيعية وغير مضغوطة.

نعين وزن العينة الجاف وذلك بتجفيف التربة عند درجة ١٠٥لمدة ٢٤ساعة.

الحسابات :

وزن العينة

= جم /سم٣

الكثافة الظاهرية =

حجم العينة )حجم الاسطوانة(

منحنى الشد الرطوبي :الجهاز المستخدم :









جهاز حلة الضغط Pressure cooker

اسطوانات معدنية ذات قطر ٥سم وارتفاع ٥سم.

ميزان حساس.

فرن كهربائي.

إعداد العينة:

تؤخذ عينات التربة بحالتها Undisturbedمن الحقل في الاسطوانات المعدنية.

تشبع عينات التربة بالماء.

طريقة العمل :













بعد تشبع عينات التربة يتم وزن التربة بالاسطوانة وليكن و ١في حالة التشبع.

يضبط الضغط ٠.٥ضغط جوي بعد وضع الاسطوانة التي تحتوي على عينة التربة وتقفل الحلة بإحكام وتترك لمدة ٣أيام ويلاحظ خروج المياه من الفتحة المخصصة لذلك والتي تصب في سحاحة تستخدم لمراقبة

تغيير ارتفاع المياه بها.

بعد توقف خروج المياه وزن العينات وتسجيل ذلك الوزن وليكن و.٢ يكرر ما سبق مع زيادة الضغوط المختلفة المطلوب قياس المحتوى الرطوبي عندها وتسجيل الوزن وليكن و٣ ،و ٤وهكذا حتى نصل إلى الضغط ١٥ضغط جوي ..وهو الذي تصل فيه درجة الح اررة إلى نقطة الذبول.

تجفف التربة بالاسطوانة في الفرن على درجة ١٠٥م لمدة ٣ساعات وتوزن وليكن وزنها )و(.

تقدر كمية الرطوبة التي تحتويها التربة عند الضغوط المختلفة وذلك بطرح قيمة )و( من الأوزان و ، ٢و، ٣

و.٤

١١٠

تعدل نسب الرطوبة طبقا للكثافة الظاهرية ٠

يرسم منحنى الشد الرطوبي وذلك برسم المحتوى الرطوبي أمام الضغوط المختلفة مقدرة بارتفاع عامود ماء بعد تحويلها إلى ) (PFوهو القيمة اللوغاريتمية المناظرة لقيمة الضغط.

التحليل الميكانيكي للتربة :يعتبر هذا التحليل من التحاليل الضرورية لتحديد أقطار حبيبات التربة وقوامها ) (Soil Textureومعرفة إن كانت طينيه أو سلتية أو رملية أو خليط بينها.

التحليل بالهيدروميتر :ستخدم طريقة الهيدرومتر عندما يكون حجم الحبيبات الغالبة بالتربة أصغر من ٠.٠٧ مللميتر ويعتمد هذا التحليل على قانون ستوك ) (Stokeالذي يربط بين سرعة الرسوب لكرة في سائل مع القطر

وهو :

  f 2

V  s

D

1800 

حيث:

= V سرعة وصول الكرة )سم /ث(.

=  s كثافة الكرة)جرام /سم (٣كثافة التربة.

=  f كثافة السائل )جرام /سم.(٣

=  درجة لزوجة السائل )جم .ث /سم (٢بواز.

=D قطر الكرة )مم(.

والكرة هنا هي حبيبات التربة ذات الحجم والشكل المختلف ..ويستعمل الهيدرومتر في تحديد نسبة حبيبات التربة المعلقة في محلول عند زمن معين ومن القانون نعين أكبر قطر عند كل قراءة هيدرومتر.

الأدوات المستعملة:















هيدرومتر لقياس الكثافة مدرج من ١.٠٠إلى ١.١٠٠وبدرجة دقة . ٠.٠٠١+

خلاط ميكانيكي.

مخبار مدرج سعة لتر ) ١٠٠٠سم.(٣

ترمومتر حراري مدرج من ٠.٠إلى ٥٠درجة مئوية وبدرجة دقة ٥ – ٠.٥م.

ميزان بدرجة حساسية ٠.١جرام.

فرن.

ساعة توقيت.

خطوات التجربة:



















نزن ٥٠جرام من عينة التربة الجافة ) (Oven-dry weightونضعها في جفنة ونضيف كمية من المياه

المقطرة حتى تغمرها.

نضيف ١٠٠سم ٣من السائل المشتت هكساميتا فوسفات الصوديوم للعينة ونتركها طوال الليل حتى يتم تفتيت كل الجزيئات الكبيرة وفي حالة التربة العضوية فأنه يضاف محلول فوق أكسيد الهيدروجين %٦بالوزن

حتى يتم التخلص من المادة العضوية.

في اليوم التالي ننقل العينة لكأس الخلاط الميكانيكي ونستعمل المياه المقطرة لغسلها جيدا من الجفنة إذا كانت هناك ضرورة حتى يصل سطح الماء في الكأس إلى ٥سم من الحافة ونستعمل الخلاط في خلط العينة لمدة تتراوح ما بين دقيقة إلى عشر دقائق حسب درجة لدونة تربة العينة.

ننقل بعد ذلك إلى المخبار سعة لتر ونضيف مياه مقطرة حتى يصبح الحجم ١٠٠٠سم ٣بالضبط.

قبل البدء في القياس بدقيقة واحدة ترج العينة بالمخبار باستخدام رجاج آلي وتحريكه لأعلى وأسفل لمدة دقيقة

حتى يصبح الخليط بالمخبار متجانسا.

نضع المخبار على منضدة أفقية في القياس بغمس الهيدرومتر فيه ببطء حتى نمنع اضطراب المخلوط.

نسجل قراءة الهيدروميتر بعد مرور زمن قدره دقيقة ثم دقيقتان منذ بدء وضع المخبار على النضد ثم نرفع الهيدروميتر من المخبار لنمنع تلاصق حبيبات التربة حوله والتي تسبب خطأ في القياس.

نغمس الهيدروميتر مرة أخرى في المخلوط ونسجل قراءاته عند زمن قدره ، ١٢٠ ، ٦٠ ، ٣٠ ، ١٥ ، ٤ ١٤٤٠٠ ، ٢٤٠دقيقة مع رفعه بعد قراءة ووضعه في مخبار به مياه مقطرة.

جميع قراءات الهيدروميتر تؤخذ من أعلى التقعر ).(Meniscus

١١١