0
0

روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

1301 بازدید

روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

میزان رطوبت خاک از جمله مهمترین پارامترها در مباحث مربوط به رابطه آب و خاک و گیاه به شمار می­ رود و به همین جهت روش های مختلفی برای اندازه گیری و تعیین این پارامتر ارائه شده است. روش های سنجش رطوبت خاک را به دو گروه روش های مستقیم و غیر مستقیم می توان تقسیم کرد.

روش مستقیم اندازه گیری 

در این روش ها اندازه گیری رطوبت بر روی نمونه هایی انجام می گیرد که وزن یا حجم آنها مشخص باشد. نمونه هایی که برای اندازه گیری به روش حجمی به کار می­ رود به وسیله ظرفی مخصوص و با حجم مشخص استخراج می گردد.  رطوبت را با روش وزنی و قرار دادن نمونه در گرمکن(آون) و با درجه حرارت ۱۰۵ درجه سانتیگراد و تا زمانی که وزن آن تثبیت گردد، از نمونه خارج می­ سازند.

برای برخی از منظورها باید مقدار رطوبت در واحد وزن را به مقدار رطوبت در واحد حجم تبدیل کرد، چون مقدار خاکی که بوسیله سیستم ریشه ای اشغال می­ شود بر حسب حجم تعیین می ­گردد. تبدیل کردن واحدهای وزنی به حجمی از طریق ضرب کردن درصد وزنی در وزن مخصوص ظاهری خاک مورد نظر انجام می گیرد.

روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

روش های غیر مستقیم اندازه گیری 

در این روش ها از دستگاه های مختلفی جهت اندازه گیری رطوبت و تخمین آن استفاده می­ شود.

ز جمله این روش ها: استفاده از دستگاه نوترون متر، بلوک گچی، تابش گاما، تانسیومتر، TDR

 

روش نوترون متر(پخش نوترون)

این روش از معمول ترین روش های تخمین رطوبت است و اساس این روش بر توانایی اتم های هیدروژن در کاهش سرعت نوترون های سریع بیش از اتم های دیگر است. اول باید دستگاه را با توجه به نوع خاک منطقه تنظیم کرده و رابطه بین درصد رطوبت و تعداد نبض های اندازه گیری شده در هر دقیقه را به صورت منحنی یا معادله به دست آورد که به این کار واسنجی دستگاه گفته می­ شود.

منحنی واسنجی دستگاه نوترون متر غالبا به شکل خط مستقیم است. معمولا قرائت استاندارد در همان محل اندازه گیری و در وضعیتی که میله نوترون متر هنوز از داخل محفظه خود خارج نشده است، به دست می آید. بدین ترتیب که با روشن کردن دستگاه و انجام شمارش نوترون های کند شده در همان دوره زمانی استاندارد یک دقیقه صورت گرفته و عدد به دست آمده به عنوان شمارش استاندارد در نظر گرفته می شود.

توصیه می ­شود قرائت استاندارد، یک بار قبل از آزمایش و بار دیگر پس از آزمایش تعیین و میانگین آنها در محاسبات لحاظ شود. پس از به دست آوردن قرائت استاندارد میله از داخل دستگاه بیرون آورده شده و در داخل خاک در موقعیت مورد نظر، شمارش نوترونی صورت می­ گیرد.

روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

روش بلوک گچی

استفاده از قالب های گچی از دیگر روش های تعیین رطوبت خاک است. به منظور ساختن بلوک گچی قالب مکعبی شکل به ابعاد ۵/۱*۳*۴ سانتی متر تهیه شده، سپس دو قطعه تور سیمی از فولاد ضد زنگ به ابعاد ۲*۱ سانتی متر انتخاب کرده و به هر کدام یک سیم را لحیم می­ کنند. این صفحات را الکترود می نامند و به فاصله کمی از هم به طور موازی در داخل قالب قرار داده می­شوند. پس از آماده شدن قالب و الکترودها، گچ دندان پزشکی را به نسبت ۱*۱ با آب مقطر مخلوط کرده و خوب به هم زده و آن را درون قالب می­ ریزند و با ضربه زدن به قالب، هوای محبوس شده را خارج می­ کنند و پس از آن گچ به اندازه کافی سفت شده و می توان آن را از قالب خارج کرد.

بلوک ها را حداقل به مدت یک شبانه روز در سایه خشک می­کنند، آنگاه آن ها را داخل آب قرار می­دهند تا به مدت۳۰دقیقه اشباع شوند و در همین وضعیت مقاومت دو سر الکترود را با دستگاه مقاومت سنج اندازه گیری می­ کنند، اگر عدد قرائت شده در بعضی از بلوک ها از ۵ درصد متوسط قرائت ها تجاوز کرد، نباید از آنها استفاده کرد. بلوک های آماده شده را داخل خاک مورد نظر قرار داده و پس از آبیاری مقاومت را در زمان های مختلف اندازه گیری کرده و همزمان با برداشت نمونه، رطوبت خاک اندازه گیری می شود.

با رسم منحنی تغییرات مقاومت بلوک و درصد رطوبت خاک، بلوک ها واسنجی می­شوند. حال اگر این بلوک ها را در خاک نصب کنیم، کافی است فقط مقاومت را اندازه گیری کرده و از روی این منحنی ها می توان درصد رطوبت خاک را به دست آورد.

تابش گاما

دستگاه تابش گاما یکی دیگر از روش های تابشی برای تعیین رطوبت خاک است که تابش گاما را به داخل خاک گسیل می­ دهد. اگر نمونه ای از خاک را انتخاب کرده و از یک طرف تابش گاما وارد آن کنیم، خاک باعث می شود که از شدت تابش کاسته شود. اگر در طرف دیگر نمونه شدت تابش را اندازه گیری کنیم، ملاحظه خواهد شد که از مقدار آن کاسته شده است.

کاهش شدت تابش بستگی به دانسیته، رطوبت خاک و فاصله ای که تابش در خاک طی می کند، دارد و اگر دانسیته خاک ثابت باقی بماند، می­توان گفت که تغییرات شدت تابش بستگی به رطوبت خاک دارد. از مزایای روش رطوبت سنجی با تابش گاما این است که بر خلاف روش نوترونی که در آن متوسط رطوبت خاک در حجم کره ای به شعاع تقریبی ۲۰ سانتی متر اندازه گیری می شود، با این روش می توان رطوبت را در هر مقطعی از خاک تعیین کرد. البته این روش بیشتر در امور تحقیقاتی استفاده شده و کاربرد آن در کارهای صحرایی کم است.

تانسیومتر یا مکش سنج

اندازه گیری پتانسیل ماتریک با وسایل ساده ای به نام تانسیومتر انجام می­ شود. تانسیومترها دو نوع جیوه ای و  فلزی هستند. تانسیومتر جیوه ای، لوله ساده و خمیده ­ای پر از آب که یک طرف آن منتهی به کلاهک سرامیکی است و طرف دیگر لوله وارد یک مخزن جیوه می شود. حال اگر کلاهک سرامیکی در داخل یک خاک قرار گیرد، پس از مدتی توازن پتانسیل رطوبتی بین آب داخل تانسیومتر و آبی که در بیرون از آن در داخل خاک وجود دارد، برقرار می گردد. برقراری تعادل با وارد شدن یا خارج شدن آب به داخل لوله تانسیومتر از طریق کلاهک آن که نسبت به آب نفوذپذیر است، انجام می شود.

اگر خاک خشک باشد، آب را از داخل تانسیومتر به طرف خود خواهد کشید. در این وضعیت خلا ایجاد شده در داخل تانسیومتر موجب می شود که در طرف دیگر لوله، جیوه صعود می­نماید. مقدار بالا آمدن جیوه متناسب با پتانسیل آب در خاک خواهد بود. تانسیومترهای جیوه ای بیشتر در کارهای آزمایشگاهی و تحقیقی مورد استفاده می باشند و چون کاربرد آنها در صحرا مشکل است، در عمل از نوعی دیگر از تانسیومترها با نام تانسیومتر فلزی استفاده می شود. این تانسیومترها نیز اساسا مشابه تانسیومترهای جیوه ای هستند با این تفاوت که در آنها به جای خلاء سنج جیوه ای از یک خلاءسنج فلزی استفاده شده است تا حمل و نقل آن ساده باشد.

 

بخوانید  بررسی نقش سد در کنترل سیلاب

دستگاه TDR

تعیین رطوبت خاک به طریق این تکنولوژی براساس اندازه گیری سرعت انتشار موج الکترومغناطیسی با دستگاه TDR در خاک است. دستگاه TDR از یک قسمت مرکزی گیرنده و یک سنسور میله ­ای تشکیل شده است. برای اندازه گیری رطوبت خاک میله ­های سنسور در داخل پروفیل و به تفکیک افق ها قرار می­ گیرد.

سنسور معمولا از ۴ یا ۵ میله مسی یا فلزی مشابه و هم اندازه تشکیل شده است که به صورت دایره یا کنار یکدیگر قرار گرفته است. اساس کار دستگاه TDR بر این اصل استوار است که دستگاه گیرنده علائمی را به داخل سنسور میله ­ای ارسال کرده که از میله ­ای اصلی(که معمولا میله وسطی است) این علائم خارج شده و توسط میله­ های کناری دریافت می­ شوند.

هنگامی که سنسور در داخل خاک قرار دارد و بین میله ­ها را خاک فرا می ­گیرد، بسته به میزان رطوبت خاک، زمان عبور موج الکترومغناطیس تغییر می­ کند و دستگاه برحسب واحدهای مختلف (بسته به تنظیم دستگاه بر روی کدام واحد) که معمولا میلی ولت، درصد رطوبت و یا مجموع هر دو است، میزان رطوبت را مستقیما قرائت می­ کند.

روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

آیا این مطلب را می پسندید؟
http://daneshab.ir/?p=3104
اشتراک گذاری:
نگار سادات موسویان
نگار سادات موسویان
مطالب بیشتر
برچسب ها:

نظرات

0 نظر در مورد روش های مختلف اندازه گیری رطوبت خاک

دیدگاهتان را بنویسید

هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.