جزوه تایپ شده حاصلخیزی خاک و کودها
میرسید حسینی دانشگاه پیام نور علمی کاربردی دانشگاه آزاد کاردانی جانال هاولین آزمون وارنرال نیلسون آزمون ساموئلال تیسدال آزمون
– ()
– ()
– (- )
() ()، () () :
:
لرزه نگار
با انتشار امواج دستگاه هایی به نام لرزه نگار آنها را ثبت می کنند. لرزه نگار ها (Seismogram) می توانند لرزه نگاشت یک زمین لرزه را ثبت کنند. مکانسیم لرزه نگار ها یک وزنه سنگین و آویخته است که اینرسی آن باعث می شود که تا زمانی که زمین بدون حرکت است، ساکن بماند ولی با حرکت زمین می تواند حرکت هاي افقی و قائم را ثبت کند.
امواج لرزه اي:
در اثر ارتعاش زمین دو نوع موج جزوه حاصلخیزی خاک و کودها می شود : 1- امواج سطحی 2- امواج درونی
– امواج درونی
این امواج به دو دسته فشاري P و برشی S تقسیم بندي می شوند. امواج فشارشی سرعت زیادي دارند (km/h 3000) و به دلیل اینکه اولین امواجی هستند که به لرزه نگار ها می رسند به آنها امواج اولیه گفته می شود. این امواج توانایی این را دارد که از تمام بخش هاي کره زمین عبور کند. امواج برشی یا ثانویه با سرعت km/h
14000 حرکت می کنند. این امواج توانایی عبور از هسته خارجی زمین (که به صورت مذاب است) را ندارند.
– امواج سطحی:
این امواج در سطح زمین حرکت می کنند و به دو نوع لاو و ریلی تقسیم بندي می شوند. امواج لاو قدرتمندترین ارتعاشات لرزه اي است که بیشترین خسارات را در هنگام زمین لرزه ایجاد می کند.
در شکل زیر یک لرزه نگاشت نشان داده شده است. شروع امواج اولیه و ثانویه به خوبی در این شکل دیده می شود.
تعیین مرکز سطحی زمین لرزه
با توجه به اختلاف زمان رسید امواج P و S و مشخص بودن سرعت این امواج می توان فاصله مرکز سطحی را با محل لرزه نگاشت تعیین کرد که نقطه اي بر روي دایره اي با شعاع فاصله تعیین شده واقع شده است. بنابراین با در اختیار داشتن حداقل سه لرزه نگاشت و ترسیم 3 دایره محل دقیق مرکز سطحی تعیین می شود. براي تعیین فاصله کانون تا محل لرزه نکار می توان از رابطه زیر استفاده کرد.
Vp.Vs
D (tp ts)
Vp Vs
و روش تعیین محل کانون نیز در این شکل نشان داده شده است.
شدت زمین لرزه Intensity
شدت زمین لرزه با مقیاس مرکالی معرفی می شود، در حقیقت یک مقیاس نسبی است که در آن اثرات وقوع زمین لرزه در یک موقعیت خاص را نشان می دهد. در جدول زیر مقیاس مرکالی نشان داده شده است. همانطور که می بینید این مقیاس شدت خرابی ایجاد شده توسط زمین لرزه را به 12 رده تقسیم کرده است. مشخص است که با جمع آوري آمار در ارتباط با شدت زمین لرزه، می توان منحنی هاي هم شدت را ترسیم و در نهایت به نقطه با بالاترین شدت در مرکز منحنی ها دست یافت.
حاصلخیزی خاک
رویدادهاي اتفاقی ممکن مقیاس مرکالی
احساس نمی شود 1
توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالاي ساختمان احساس می شود 2
در داخل ساختمان احساس می شود . اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر جزوه حاصلخیزی خاک و کودها سبک دارند . مدت لرزش قابل برآورد است . ممکن است زلزله به حساب نیاید 3
اشیاء آویزان تاب می خورند . ارتعاشی مثل گذر کامیونهاي سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد . ماشینهاي پارك
شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند . شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند . در حد فوقانی ivدیوارهاي چوبی و قابها ترك بر می دارند 4
در خارج ساختمان احساس می شود . جهت آن قابل برآورد است . افراد خواب بیدار می شوند . مآیعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج
ظرف خود می ریزند . اشیاء ناپآیدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند . درها تکان می خورند و باز و بسته می شوند . ساعتهاي آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر می کند 5
توسط همه احساس می شود . بسیاري متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند . اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند . پنجره ها، بشقابها و
ظروف شیشه اي می شکنند . اشیاء، کتابها و چیزهاي دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند . عکسها از دیوارها فرو می افتند . مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند . گچهاي ضعیف یا ساختمانهاي نوع d ترك بر می دارند . زنگهاي کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند . درختان و بوته ها تکان می خورند 6
آیستادن مشکل می شود. توسط رانندگان وسآیل نقلیه احساس می شود . اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند . مبلها و وسآیل چوبی می شکنند .بناهاي
نوع d صدمه می بینند و ترك بر می دارند . دودکشهاي ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهاي سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهاي نوع cترك بر می دارند . امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه اي آیجاد می شود . زنگهاي بزرگ کلیساها به صدا در میآیند . نهرهاي آبیاري صدمه می بینند 7
هدآیت وسآیل نقلیه مشکل می شود . بناهاي نوع c صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند . به بناهاي نوع b کمی صدمه وارد می آید بناهاي
نوع a بدون صدمه باقی می مانند . گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند . دودکشها و بناهاي یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند . دیوارهاي جداکننده اي که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهاي فرسوده شده می شکنند . شاخه هاي درختان می شکنند .
میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهاي مرطوب و دامنههاي پرشیب ترکهآیی آیجاد می شود 8
عموم مردم احساس وحشت می کنند. بناهاي نوع d کاملاً تخریب می شوند، بناهاي نوع c به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند،
بناهاي نوع b به طور جدي صدمه می بینند . ساختمانهاي پیش ساخته، اگر خوب به هم متصل نشده باشند، از محل پی جا به جا می شوند مخازن
شدیداً صدمه می بینند. لوله هاي زیرزمینی می برند . ترکهاي آشکاري در زمین آیجاد می شود. در زمینهاي آبرفتی، ماسه و گل به خارج فوران میکنند 9
پی اغلب بناهاي معمولی و جزوه حاصلخیزی خاک و کودها ساخته تخریب می شود . برخی از سازه هاي چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند . سدها و خاکریزها
صدمه جدي می بینند . زمین لغزه هاي بزرگ به وقوع می پیوندد . آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند . ماسه و گل در سواحل و زمینهاي هموار به طور افقی جا به جا می شوند . ریلهاي راه آهن کمی خم می شوند 10
ریلها به شدت خم می شوند . خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند 11
خسارت تقریباً به طور کامل است . توده هاي سنگی بزرگ جا به جا می شوند . اشیاء به هوا پرتاب می شوند 12
در شکل زیر یک نقشه هم شدت زمین لرزه نشان داده شده است.
بزرگی زمین لرزه:Magnetude
بزرگی زمین لرزه توسط آقاي ریشتر در سال 1935 ابداع شد و پارامتري است که به طور کمی توسط یک لرزه نگاشت ثبت می شود. بنا به تعریف بزرگیM به صورت لگاریتم دامنه بزرگترین موجی که در یک لرزه نگاست (بر حسب میکرون) استاندارد در فاصله 100 کیلومتري از مرکز سطحی زمین لرزه قرار گرفته است، بیان می شود. با توجه به اینکه لرزه نگاست ممکن است در فاصله اي کمتر یا بیشتر از 100 کیلومتري مرکز سطحی قرار گرفته باشد براي بدست آوردن بزرگی از نوموگرام استفاده می شود.
در شکل فوق مشخص است که با در اختیار داشتن جزوه خاک شناسی عمومی دامنه موج (20 میلی متر) و اختلاف زمان رسید امواج P و S بزرگی 5 ریشتر براي زمینلرزه بدست آمده است.
خلاصه حاصلخیزی خاک
انرژي زمین لرزه:
میزان انرژي آزاد شده در زمین لرزه بر حسب ارگ، از رابطه زیر بدست می آید.
LogE11.41.5M
براي مقایسه میزان انرژي آزاد شده در زمین لرزه با انفجار تی ان تی در جدول زیر آورده شده است. میزان انرژي هر زمین لرزه با افزایش هر ریشتر 30برابر می شود. براي مثال میزان انرژي آزاد شده در زمین لرزه هاي 5، 6 و 7ریشتري به ترتیب 30، 900، 27000 برابر انرژي آزاد شده در زمین لرزه 4 ریشتري است.
زمان بازگشت زمین لرزه ها
منظور از زمان بازگشت، مدت زمانی است که یک گسل براي فعالیت مجدد به آن نیاز دارد. مدت زمان فعالیت معمولا به فاکتور هاي مختلفی از جمله نوع گسل بستگی دارد ولی به طور کلی می توان گفت که دوره بازگشت زمین لرزه براي گسل هاي فشاري بیشتر از گسل هاي کششی و دوره بازگشت گسل هاي کششی بیشتر از گسل هاي امتداد لغز می باشد.
تقسیم بندي گسل ها از نظر فعالیت
گسل ها را از نقطه نظر فعالیت به سه دسته اصلی تقسیم جزوه حاصلخیزی خاک و کودها می کنند: گسل هاي فعال، گسل هاي با توان فعالیت و گسل هاي غیر فعال
گسلهاي فعال
گسل هاي فعال به گسل هایی گفته می شود که یکی از ویژگی هاي زیر را داشته باشد:
– رسوبات کواترنر را بریده باشد (یک فعالیت در 35000 سال گذشته، یا دو فعالیت در 500000 سال گذشته)
– در منطقه زمین لرزه هاي تاریخی رخ داده باشد.
گسل هاي با توان فعالیت
– نشانه اي از زمین لرزه هاي تاریخی دیده نمی شود.
– گسل لایه اي از کواترنر (رسوبات جدید) را قطع کرده است.
گسل غیر فعال نیز گسلی است که نه رسوبات کواترنر را قطع کرده و نه هیچ فعالیت تاریخی داشته است.
آب هاي زیرزمینی
آبهایی که در زیر زمین وجود دارد و تمام خلل و فرج بین ذرات را پر کرده است را آب زیرزمینی می نامند.
منشا آبهاي زیرزمینی
منشاء آبهاي زیرزمینی به دو دسته اصلی تقسیم می شود:
1- آبهاي جوان: این آبها مثل آبهاي محبوس بین رسوبات (در هنگام رسوبگذاري، آبهاي ماگمایی) هستند که درصد ناچیزي از آبهاي زیرزمینی را تشکیل می دهند.
2- آبهاي جوي: آبهاي ناشی از بارندگی که در زمین نفوذ می کند و به آبهاي زیرزمینی می پیوندد را گویند.
منطقه بندي
از سطح زمین که به سمت پائین حرکت می کنیم از نظر هیدروژئولوژي دو لایه اصلی دیده می شود.
1- منطقه تهویه
2- منطقه اشباع
با فرو رفتن آب در زمین در نهایت به لایه نفوذناپذیري می رسد که نمی تواند به آن نفوذ کند. پس از آن شروع به پر کردن فضاهاي خالی می کند تا اینکه یک زون اشباع (Saturation Zone) را بوجود می آورد. به سطح بالایی این زون ،سطح ایستایی گویند. در این سطح آب تحت تاثیر نیروي موئینه به سمت بالا حرکت می کند و منطقه موئین را تشکیل می دهد. به فاصله بین سطح ایستابی تا سطح زمین را منطقه تهویه می گویند.
نمایی از مدل ساده آب زیرزمینی
اشکال مختلف آب در خاك
آب در خاك به 3 صورت اصلی وجود دارد:
1- آب جذبی که جذب سطح بلور و کانی هاي خاك می شود و خود به دو صورت دیده می شود
1- 1- آب نمی: تضاریس بسیار ریز سطح خاك توسط این آب آغشته می شود
1- 2- آب غشایی: این آب آب نمی و سطوح ذرات را می پوشاند و اگر چه ضخامت بسیار متفاوتی دارد ولی هیچ گاه از 0.1 میکرون تجاوز نمیکند. این آب که آب هیگروسکوپیک نامیده میشود در اثر نیروي ثقل جابجا نمی شود.
2- آب موئین: هرگاه رطوبت خاك از حد جزوه حاصلخیزی خاک و کودها بیشتر شد، آب در داخل لوله هایی که بین ذرات خاك تشکیل می شود(تحت اثر نیروي کاپیلاریته) بالا می آید ولی نیروي ثقل نمی تواند آن را جابجا کند.
آبهاي موئین و هیگروسکوپیک
3- آب آزاد (ثقلی): این آب که آب اشباعی نامیده می شود، میزان آبی است که خلل و فرج غیر موئین خاك را پر کرده و تحت تاثیر نیروي ثقل در خاك حرکت می کند.
انواع آب در خاك (به ترتیب از چپ به راست: آب هیگروسکوپیک، موئین، آزاد)
لایه آبدار (آبخوان یا سفره آب زیرزمینی)
آبخوان(Aquifer)، یک لایه اشباع شده در زمین است که می توان آن را منبع آب به حساب آورد. اگر آبخوان آب را از خود عبور ندهد و در خود جمع نکند به آن سازند بسته (اکوفیوژ) می گویند و در صورتی که آب را در خود جمع کند ولی به سختی عبور دهد به آن سازند ریز (اکوکلود) گویند.
لایه هاي آبدار را همچنین به دو دسته آزاد و بسته نیز تقسیم بندي می کنند.
لایه آبدار آزاد: لایه آبداري که سطح ایستابی، سطح بالاي آن را تشکیل دهد(شکل)
لایه آبدار بسته: لایه آبداري است که سطح بالاي آن مشخص نیست و آب بین دو لایه نفوذناپذیر تحت فشار قرار دارد. در این حالت اگر چاهی در آن حفر شود سطح آب بالاتر از لایه اشباع قرار می گیرد که در این حالت به آن سطح پیزومتریک گفته می شود. این سطح پیزومتریک ممکن است بالاتر از سطح زمین باشد که در صورت حفر چاه در این آبخوان ها آب به صورت آرتزین خارج خواهد شد. (شکل)
آبخوان تحت فشار
در شکل زیر این دو نوع آبخوان نشان داده شده است.
آبخوان آزاد، تحت فشار ، چاه آرتزین
تخلخل
تخلخل یک توده سنگ یا خاك، به نسبت حجم فضاي خالی به حجم کل توده گفته می شود و بر حسب درصد نشان داده می شود.
آبدهی ویژه (تخلخل موثر)
آبدهی ویژه(Specific Yield)، یا تخلخل موثر عبارتست از میزان درصد حجم آبی که در اثر نیروي ثقل از یک خاك اشباع شده خارج می شود به کل حجم خاك
Sy: آبدهی ویژه
Vy: حجم آبی که در اثر نیروي ثقل خارج می شودV: حجم کل توده خاك
این نسبت در خاك شنی 25% ، در ماسه 20% و در رس جزوه حاصلخیزی خاک و کودها کمتر از 3% است
نگهداشت ویژه
نگهداشت ویژه(Specific)، یا ظرفیت نگهداري مخصوص عبارتست از نسبت حجمی آب نگهداشته شده (آبی که تحت نیروي ثقل از آن خارج نمی شود)، به حجم کل نمونه ك هبه درصد بیان می شود.
Sr: نگهداشت ویژهVr: حجم آبی که در اثر نیروي ثقل از ذرات جدا نمی شود
V: حجم کل توده خاك
مجموع نگهداشت ویژه و آبدهی ویژه میزان تخلخل خاك را نشان می دهد
ضریب ذخیره
ضریب ذخیره(Specific Storage) عبارتست از نسبت حجم آبی که یک منشور قائم آبدار به سطح مقطع واحد به ازاي واحد ارتفاع پیزومتري پس می دهد یا ذخیره می کند، به حجم کل منشور. این پارامتر را با S نشان می ()
:
: ()
: :
:()
() : (): ()
فهرست مطالب