Характеристики грунтов таблица: ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация»

Содержание

Справочные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов

Для грунтов с промежуточными значениями е, не указанными в таблицах Б.1–Б.8, значения с, φ и Е определяют интерполяцией.

Если значения е, I _L и S_r грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицами Б.1–Б.8, характеристики с, φ и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов. Допускается в запас надежности принимать характеристики с, φ и Е по соответствующим нижним пределам е, I _L и S_r, если грунты имеют значения е, I _L и S_r меньше этих предельных значений.

Для определения значений с, φ и Е по таблицам Б.1–Б.8 используют нормативные значения е, I _L и S_r.

Таблица Б.1

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений
Пески	Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Пески	Обозначение характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые и крупные	с φ Е	2 43 50	1 40 40	— 38 30	— — —
Средней крупности	с φ Е	3 40 50	2 38 40	1 35 30	— — —
Мелкие	с φ Е	6 38 48	4 36 38	2 32 28	— 28 18
Пылеватые	с φ Е	8 36 39	6 34 28	4 30 18	2 26 11

Характеристики песков относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20% полевого шпата и не более 5% в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов S_r.

Таблица Б.2

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений
Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести I _L		Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
		Обозначение характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0 ≤ I _L ≤ 0,25	с φ	21 30	17 29	15 27	13 24	— —	— —	— —
Супеси	0,25 < I _L ≤ 0,75	с φ	19 28	15 26	13 24	11 21	9 18	— —	— —
Суглинки	0 ≤ I _L ≤ 0,25	с φ	47 26	37 25	31 24	25 23	22 22	19 20	— —
	0,25 < I _L ≤ 0,5	с φ	39 24	34 23	28 22	23 21	18 19	15 17	— —
	0,5 < I _L ≤ 0,75	с φ	— —	— —	25 19	20 18	16 16	14 14	12 12
Глины	0 ≤ I _L ≤ 0,25	с φ	— —	81 21	68 20	54 19	47 18	41 16	36 14
	0,25 < I _L ≤ 0,5	с φ	— —	— —	57 18	50 17	43 16	37 14	32 11
	0,5 < I _L ≤ 0,75	с φ	— —	— —	45 15	41 14	36 12	33 10	29 7

Характеристики глинистых грунтов в таблицах относятся к грунтам, содержащим не более 5% органического вещества и имеющим степень влажности S_r ≥ 0,8.

Таблица Б.3

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых нелессовых грунтов
Происхождение и возраст грунтов		Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести I _L		Модуль деформации грунтов Е, МПа, при коэффициенте пористости е, равном
Происхождение и возраст грунтов				0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Четвертичные отложения	Аллювиальные, делювиальные, озерные, озерно-аллювиальные	Супеси	0 < I _L ≤ 0,75	—	32	24	16	10	7	—	—	—	—	—
		Суглинки	0 < I _L ≤ 0,25	—	34	27	22	17	14	11	—	—	—	—
			0,25 < I _L ≤ 0,5	—	32	25	19	14	11	8	—	—	—	—
			0,5 < I _L ≤ 0,75	—	—	—	17	12	8	6	5	—	—	—
		Глины	0 ≤ I _L ≤ 0,25	—	—	28	24	21	18	15	12	—	—	—
			0,25 < I _L ≤ 0,5	—	—	—	21	18	15	12	9	—	—	—
			0,5 < I _L ≤ 0,75	—	—	—	—	15	12	9	7	—	—	—
	Флювиогляциальные	Супеси	0 ≤ I _L ≤ 0,75	—	33	24	17	11	7	—	—	—	—	—
		Суглинки	0 ≤ I _L ≤ 0,25	—	40	33	27	21	—	—	—	—	—	—
		Суглинки	0,25 < I _L ≤ 0,5	—	35	28	22	17	14	—	—	—	—	—
		Суглинки	0,5 < I _L ≤ 0,75	—	—	—	17	13	10	7	—	—	—	—
	Мореные	Супеси Суглинки	I _L ≤ 0,5	60	50	40	—	—	—	—	—	—	—	—
Юрские отложения оксфордского яруса		Глины	0,25 ≤ I _L ≤ 0	—	—	—	—	—	—	27	25	22	—	—
			0 < I _L ≤ 0,25	—	—	—	—	—	—	24	22	19	15	—
			0,25 < I _L ≤ 0,5	—	—	—	—	—	—	—	—	16	12	10

Таблица Б.4

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, угла внутреннего трения φ, град., и удельного сцепления с, кПа, глинистых заторфованных грунтов при степени заторфованности 0,05 ≤ I_r ≤ 0,25
Пределы нормативных значений показателя текучести I _L	Обозначение характеристик грунтов	Характеристики глинистых грунтов при степени заторфованности I_r и коэффициенте пористости е, равных
		I_r = 0,05–0,1				I_r = 0,1–0,25
		0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15	1,25	1,35
0 ≤ I _L ≤ 0,25	Е	13,0	12	11	10	8,5	8	7	5,0
	φ	21	20	18	16	15	—	—	—
	с	29	33	37	45	48	—	—	—
0,25 < I _L ≤ 0,5	Е	11	10	8,5	7,5	7	6	5,5	5
	φ	21	20	18	16	15	14	13	12
	с	21	22	24	31	33	36	39	42
0,5 < I _L ≤ 0,75	Е	8,0	7	6,0	5,5	5	5	4,5	4
	φ	21	20	18	16	15	14	13	12
	с	18	19	20	21	23	24	26	28
0,75 < I _L ≤ 1	Е	6	5	4,5	4,0	3,5	3	2,5	—
	φ	—	—	—	18	18	18	17	—
	с	—	—	—	15	16	17	18	—

Таблица Б.5

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных песков
Пески	Обозначение характеристик	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Пески	Обозначение характеристик	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	1,0	1,2
Дресвянистые	с	45	41	39	37	35	34	—
	φ	34	31	28	25	23	21	—
	Е	44	33	24	18	15	14	—
Крупные и средней крупности	с	41	35	29	23	19	—	—
	φ	32	30	27	24	22	—	—
	Е	44	31	22	14	13	—	—
Пылеватые	с	58	51	44	39	33	29	24
	φ	32	30	27	24	22	20	18
	Е	48	38	29	21	16	12	10

Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

Таблица Б.6

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород
Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести I _L		Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
		Обозначение характеристик грунтов	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2
Супеси	I _L < 0	с	47	44	42	41	40	39	—
		φ	34	31	28	26	25	24	—
		Е	37	30	25	20	15	10	—
	0 ≤ I _L ≤ 0,75	с	42	41	40	39	38	—	—
		φ	31	28	26	25	24	—	—
		Е	25	18	14	12	11	—	—
Суглинки	0 ≤ I _L ≤ 0,25	с	57	55	54	53	52	51	50
		φ	24	23	22	21	20	19	18
		Е	27	25	23	21	19	17	14
	0,25 < I _L ≤ 0,5	с	—	48	46	44	42	40	37
		φ	—	22	21	20	19	18	17
		Е	—	19	16	14	13	12	11
	0,5 < I _L ≤ 0,75	с	—	—	41	36	32	29	25
		φ	—	—	20	19	18	17	16
		Е	—	—	15	13	11	10	9
Глины	0 I ≤ I _L ≤ 0,25	с	—	62	60	58	57	56	—
		φ	—	20	19	18	17	16	—
		Е	—	19	18	17	16	15	—
	0,25 < I _L ≤ 0,5	с	—	54	50	47	44	—	—
		φ	—	17	15	13	12	—	—
		Е	—	14	12	10	9	—	—

Таблица Б.7

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород
Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Обозначение характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85
с	58	48	40	35	31
φ	29	24	21	19	17
Е	25	21	17	13	10

Таблица Б.8

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации E, МПа песчаных намывных грунтов
Пески	Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Пески	Обозначение характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95
Средней крупности	с	8	4	3	2	—	—
	φ	39	37	33	30	—	—
	Е	45	32	25	17	—	—
Мелкие	с	10	6	4	3	1	—
	φ	36	33	30	27	25	—
	Е	35	27	19	15	12	—
Пылеватые	с	—	10	7	5	3	2
	φ	—	33	29	25	23	20
	Е	—	20	16	10	8	5

Характеристики, приведенные в таблице, распространяются на намывные пески в возрасте не менее 4 лет. Предыдущая статьяСоединения на винтах работающих на срезСледующая статьяНатягивание разметочного шнура

1.2. Физические свойства грунтов

Вы здесь

Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 1. Свойства грунтов

Сообщение об ошибке

Strict warning: Only variables should be passed by reference в функции duble_node() (строка 191 в файле /home/s/seryis/ofips.rf/public_html/sites/all/themes/adaptivetheme/at_ofips/template.php).

1.2.1. Характеристики плотности грунтов и плотности их сложения

Одной из основных характеристик грунта является плотность. Для грунтов различают: плотность частиц грунта ρ_s — отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта; плотность грунта ρ — отношение массы грунта (включая массу воды в порах) к занимаемому этим грунтом объему; плотность сухого грунта ρ_d — отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему (включая имеющиеся в этом грунте поры). Плотность частиц песчаных и пылевато-глинистых грунтов приведена в табл. 1.2.

ТАБЛИЦА 1.2. ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ ρ_s ПЕСЧАНЫХ И ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Грунт	ρ_s, г/см³
Грунт	диапазон	средняя
Песок	2,65—2,67	2,66
Супесь	2,68—2,72	2,70
Суглинок	2,69—2,73	2,71
Глина	2,71—2,76	2,74

Плотность грунта определяется путем отбора проб грунта ненарушенного сложения и последующего анализа в лабораторных условиях. В полевых условиях плотность грунта определяется зондированием и радиоизотопным методом, а для крупнообломочных грунтов — методом «шурфа–лунки».

Плотность сложения грунта (степень уплотненности) характеризуется пористостью n или коэффициентом пористости е и плотностью сухого грунта (табл. 1.3).

ТАБЛИЦА 1.3. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

Характеристики	Формула
Плотность сухого грунта, г/см³ (т/м³)	ρ_d = ρ/(1 + w)
Пористость %	n = (1 – ρ_d /ρ_s)100
Коэффициент пористости	e = n/(100 – n) или e = (ρ_s – ρ_d)/ρ_d
Полная влагоемкость	ω₀ = eρ_w /ρ_s
Степень влажности
Число пластичности	I_p = ω_L – ω_p
Показатель текучести	I_L = (ω – ω_p)/(ω_L – ω_p)

Плотность сложения песчаных грунтов определяется также в полевых условиях с помощью статического и динамического зондирования.

1.2.2. Влажность грунтов и характеристики пластичности пылевато-глинистых грунтов

Влажность грунтов определяют высушиванием пробы грунта при температуре 105°С до постоянной массы. Отношение разности масс пробы до и после высушивания к массе абсолютно сухого грунта дает значение влажности, выражаемое в процентах или долях единицы. Долю заполнения пор грунта водой — степень влажности S_r рассчитывают по формуле (см. табл. 1.3). Влажность песчаных грунтов (за исключением пылеватых) изменяется в небольших пределах и практически не влияет на прочностные и деформационные свойства этих грунтов.

Характеристики пластичности пылевато-глинистых грунтов — это влажности на границах текучести ω_L и раскатывания ω_p, определяемые в лабораторных условиях, а также число пластичности I_p и показатель текучести I_L вычисляемые по формулам (см. табл. 1.3). Характеристики ω_L, ω_p и I_р являются косвенными показателями состава (гранулометрического и минералогического) пылевато-глинистых грунтов. Высокие значения этих характеристик свойственны грунтам с большим содержанием глинистых частиц, а также грунтам, в минералогический состав которых входит монтмориллонит.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Основные характеристики физико-механических свойств грунтов. Таблицы для расчета

Автор(ы):Юрик Я.В.

Издание:Будівельник, Киев, 1976 г., 216 стр., УДК: 624.131.2 (083.4.)

Книга содержит таблицы готовых значений показателей плотности и влажности нескальных грунтов (объемный вес скелета, пористость, коэффициент пористости, полная влагоемкость, степень влажности и объемного веса при полном водонасыщении) для различных исходных величин простейших характеристик физических свойств — объемного и удельного весов и весовой влажности, определяемых лабораторным путем.
В книге помещены также таблицы значений модуля общей деформации глинистых грунтов, для различных исходных данных, получаемых в результате лабораторных испытаний грунтов на сжатие. Приведены примеры, иллюстрирующие практическое применение таблиц.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников проектно-изыскательских организаций, научно-исследовательских институтов и строительных лабораторий, занимающихся исследованиями физико-механических свойств грунтов, проектированием и устройством оснований и земляных сооружений.
Таблицами можно пользоваться также для определения объемного веса и других характеристик физических свойств, исходя из данных полевого определения влажности и’ плотности методами радиометрических измерений.
В настоящем издании содержатся частные значения характеристик, определяемые по результатам испытаний отдельных образцов грунтов. По рядам частных значений вычисляют обобщенные (нормативные и расчетные) значения характеристик для определенных инженерно-геологических элементов.
Из-за ограниченного объема в книге не помещены таблицы показателей плотности и влажности для разновидностей грунтов с удельным весом более 2,7 т/м3, значений модуля деформации для супесей и характеристик сопротивления грунтов сдвигу.
Преимущество таблиц показателей физических свойств настоящей книги заключается в том, что по ним одновременно можно определить все семь основных показателей физических свойств грунтов ненарушенной структуры в зависимости от трех исходных простейших характеристик, получаемых лабораторным путем.
Содержание:
Предисловие.
Правила пользования таблицами.
Определение характеристик физических свойств.
Определение модуля общей деформации глинистых грунтов.
Основные показатели физико-механических свойств грунтов.
Характеристики физических свойств.
Модуль общей деформации глинистых грунтов.
Угол внутреннего трения и удельное сцепление песчано-глинистых грунтов.
Таблицы для определения показателей физических свойств песчано-глинистых грунтов.
Таблицы для определения модуля деформации грунтов.

Свойства грунтов

Рассмотрим группу характеристик грунта, которые используют при расчетах несущей способности основания или откоса, давления на крепь горных выработок или подпорную стенку и т. д. Свойства грунтов объединены в группы: физические, водно-физические и характеристики мерзлых грунтов.

Физические свойства

Эта группа включает характеристики, отражающие влажность, плотность, удельный вес, пористость (рис. 1), тепловые, электрические, магнитные и другие свойства.

Рис. 1. Графическое изображение физических характеристик грунта:
а — влажности; б — плотности; в — удельного веса; г — пустотности. 1, 2, 3 — соответственно газовый, жидкий и твердый компоненты грунта; 4 — вес грунта, сниженный за счет взвешивающего действия воды

К характеристикам влажности относят природную и гигроскопическую влажности, максимальную молекулярную влагоемкость и степень влажности (см. рис. 1, а). Первые три характеристики ω, ω_g и ω_mmc — это отношение массы воды в грунте естественного состояния, воздушно-сухом и содержащем только рыхлосвязанную пленочную воду, к массе сухого грунта. Степень влажности S_r — это отношение природной влажности к влажности полного водонасыщения. Все четыре характеристики выражаются в долях единицы. Степень влажности определяется расчетным путем, а три другие характеристики — экспериментально по ГОСТ 5180–84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». Сохранять ненарушенную структуру образца при этом не требуется. Степень влажности является классификационной характеристикой, с ее помощью грунты разделяют на маловлажные (0–0,5), влажные (0,5–0,8) и водонасыщенные (0,8–1). Три другие характеристики используются в расчетах других показателей (табл. 1).

К характеристикам, отражающим концентрацию массы вещества в грунте, относятся четыре разновидности плотности: плотность грунта ρ, плотность сухого грунта ρ_d, плотность частиц грунта ρ_s и плотность грунта при влажности полного водонасыщения ρ_sat. Во всех случаях это отношение массы к объему (см. рис. 1, б). Плотность грунта и частиц грунта определяют прямыми экспериментальными методами по ГОСТ 5180–84, а плотности сухого и полностью водонасыщенного грунта — расчетом (см. табл. 1). При определении плотности грунта ρ требуется сохранять природную влажность и ненарушенную структуру. Все четыре характеристики не являются классификационными и используются в расчетах других показателей. Измеряют их в килограммах на кубический метр.

Таблица 1. Формулы для расчета физических характеристик грунта
Примечание. ρ_ω — плотность воды, ρ_ω = 1000 кг/м3.

К характеристикам, отражающим концентрацию веса грунта, относятся удельный вес грунта γ, удельный вес сухого грунта γ_d, удельный вес частиц грунта γ_s, удельный вес с учетом взвешивающего действия воды γ_sb и удельный вес полностью водонасыщенного грунта γ_sat(см. рис. 1, в). Определяют эти показатели расчетом, путем умножения соответствующей плотности на ускорение свободного падения. Удельный вес грунта используется для расчета давления от собственного веса грунта и других, связанных с ним давлений, а также характеристик и процессов, где нужно знать вес грунта или его частей. Удельный вес измеряют в килоньютонах на кубический метр.

К характеристикам, отражающим содержание пустот в грунте, относятся коэффициент трещинной пустотности, пористость и коэффициент пористости. Коэффициент трещинной пустотности k_тр относится к трещиноватым грунтам, представляет собой отношение площади (объема) трещин к общей площади обнажения (объему блока) и измеряется в долях единицы. Этот показатель чаще всего определяют прямыми обмерами трещин в полевых условиях на обнажениях и на кернах или фотоспособом в скважинах. Он служит классификационной величиной и используется для отнесения массива грунта к одной из категорий по трещиноватости. Пористость n и коэффициент пористости e используют для оценки пустот в грунте с равномерным их распределением. Пористость — это отношение объема пор к общему объему грунта, а коэффициент пористости — отношение того же объема пор к объему твердой части грунта. Таким образом, пористость n представляет собой долю объема грунта, приходящуюся на пустоты, а коэффициент пористости e — соотношение объемов пор и твердой части грунта. Обе характеристики выражаются в долях единицы и связаны между собой (см. табл. 1 и рис. 1, г).

Определяют их чаще всего расчетом с использованием других характеристик. Пористость применяют в расчетах других показателей, а коэффициент пористости также служит классификационной величиной для оценки плотности сложения песка и выделения ила из глинистого грунта.

Другие физические характеристики используются в горном деле редко и здесь не приводятся.

Нормативные характеристики песчаных грунтов

В соответствии со СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» при расчете фундаментов под здания и сооружения 2 и 3 класса (по капитальности) можно пользоваться нормативными значениями прочностных и деформационных характеристик грунтов.

На данной странице расположена таблица, в которой указаны значения удельного сцепления С, кПа (кгс/см2), угла внутреннего трения φ, град. и модуля деформации Е, МПа (кгс/см2), песчаных грунтов четвертичных отложений.

Таблица 1. Нормативные значения прочностных и деформационных характеристик песчаных грунтов.

Песчаные грунты

Обозначение
характеристик грунтов

Характеристики грунтов при коэффициенте пористости e, равном

0,45

0,55

0,65

0,75

Гравелистые и крупные

2 (0,02)

50 (500)

1 (0,01)

40 (400)

—

30 (300)

—

Средней крупности

3 (0,03)

50 (500)

2 (0,02)

40 (400)

1 (0,01)

30 (300)

—

Мелкие

6 (0,06)

48 (480)

4 (0,04)

38 (380)

2 (0,02)

28 (280)

—

18 (180)

Пылеватые

8 (0,08)

39 (390)

6 (0,06)

28 (280)

4 (0,04)

18 (180)

2 (0,02)

11 (110)

Примечания:

1) По капитальности здания разделяют на четыре класса:

1 класс — здания и сооружения, к которым предъявляют повышенные требования, — монументальные постройки, рассчитанные на эксплуатацию в течение длительного периода (театры, музеи, административные здания, жилые дома повышенной этажности). Долговечность и огнестойкость этих зданий и сооружений должны быть не ниже I степени;

2 класс — жилые, общественные и другие здания с числом этажей не более девяти. Их долговечность и огнестойкость должны быть не ниже II степени;

3 класс — малоэтажные дома, общественные здания, возводимые в районных центрах, сельских населенных пунктах и пр., долговечностью не ниже II степени, огнестойкостью не ниже III и IV степеней;

4 класс — постройки, удовлетворяющие минимальным архитектурно-эксплуатационным требованиям. Их огнестойкость не нормируется, а долговечность — не ниже III степени.

2) Приведение нормативных значений к расчетным осуществляется путем умножения их на коэффициент надежности по грунту:

в расчетах оснований по деформациям — γ = 1;

в расчетах оснований по несущей способности:

— для удельного сцепления — γ_(с) = 1,5;

— для угла внутреннего трения — γ = 1,1.

Поделиться статьей с друзьями:

elima.ru › Скрипты › Таблицы 1

Присхождение и возраст грунтов		Наименование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести		Модуль деформации грунтов Е, [МПа] (кгс/см²), при коэффициенте пористости е, равном
Присхождение и возраст грунтов				0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Четвертичные отложения	Аллювиальные, делювиальные	Супеси	0<I_L≤0,75	–	32(320)	24(240)	16(160)	10(100)	7(70)	–	–	–	–	–
	Аллювиальные, делювиальные	Суглинки	0<I_L≤0,75 0,25<I_L≤0,5 0,5<I_L≤0,75	– – –	34(340) 32(320) –	27(270) 25(250) –	22(220) 19(190) 17(170)	17(170) 14(140) 12(120)	14(140) 11(110) 8(80)	11(110) 8(80)) 6(60)	– – 5(50)	– – –	– – –	– – –
	Озерные, озерно- аллювиальные	Глины	0<I_L≤0,75 0,25<I_L≤0,5 0,5<I_L≤0,75	– – –	– – –	28(280) – –	24(240) 21(210) –	21(210) 18(180) 15(150)	18(180) 15(150) 12(120)	15(150) 12(120) 9(90)	12(120) 9(90) 7(70)	– – –	– – –	– – –
	Флювиогля- циальные	Супеси	0<I_L≤0,75	–	33(330)	24(240)	17(170)	11(110)	7(70)	–	–	–	–	–
	Флювиогля- циальные	Суглинки	0<I_L≤0,75 0,25<I_L≤0,5 0,5<I_L≤0,75	– – –	40(400) 35(350) –	33(330) 28(280) –	27(270) 22(220) 17(170)	21(210) 17(170) 13(130)	– 14(140) 10(100)	– – 7(70)	– – –	– – –	– – –	– – –
	Моренные	Супеси суглинки	I_L≤0,5	75(750)	55(550)	45(450)	–	–	–	–	–	–	–	–
Юрские отложения оксфордского яруса		Глины	-0,25<I_L≤0 0<I_L≤0,25 0,25<I_L≤0,5	– – –	– – –	– – –	– – –	– – –	– – –	27(270) 24(240) –	25(250) 22(220) –	22(220) 19(190) 16(160)	– 15(150) 12(120)	– – 10(100)

Нормативные и расчетные характеристики грунтов

Из большого количества характеристик грунта, наибольшую ценность для инженеров, которые проектируют дома, представляют нормативное значение удельного сцепления с^н, угла внутреннего трения φ^н и модуля общей деформации Е.

По результатам выбора нормативных значений, корректируются расчетные значения характеристик, которые применяют при расчете глубины заложения фундаментов.

Нормативные значения характеристик

Для определения нормативных значений существуют формулы, учитывающее огромное количество параметров. Выполнять каждый раз при одинаковых условиях такой расчет не всегда целесообразно, поэтому были разработаны сведенные таблицы параметров, которые вы можете увидеть ниже.

Нормативные значения удельного сцепления с^н, угла внутреннего трения φ^н и модуля общей деформации Е песчаных грунтов четвертичных отложений

Песчаные грунты	Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
Песчаные грунты	Обозначение характеристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистые и крупные	c^н, МПа φ^н, град Е, МПа	0,002 43 50	0,001 40 40	— 38 30	— — —
Средней крупности	c^н, МПа φ^н, град Е, МПа	0,003 40 50	0,002 38 40	0,001 35 30	— — —
Мелкие	c^н, МПа φ^н, град Е, МПа	0,006 38 48	0,004 36 38	0,002 32 28	— 28 18
Пылеватые	c^н, МПа φ^н, град Е, МПа	0,008 36 39	0,006 34 28	0,004 30 18	0,002 20 11

Нормативные значения удельного сцепления с^н, угла внутреннего трения φ^н четвертичных пылевато-глинистых грунтов

Наимование грунтов и пределы нормативных значений их показателя текучести		Обозна- чение характе- ристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости е, равном
		Обозна- чение характе- ристик грунтов	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси	0≤ J_L≤0,25	c^н, МПа φ^н, град	0,021 30	0,017 29	0,015 27	0,013 24	— —	— —	— —
Супеси	0,25< J_L≤0,75	c^н, МПа φ^н, град	0,019 28	0,015 26	0,013 24	0,011 21	0,09 18	— —	— —
Суглинки	0< J_L≤0,25	c^н, МПа φ^н, град	0,047 26	0,037 25	0,031 24	0,025 23	0,022 22	0,019 20	— —
	0,25< J_L≤0,5	c^н, МПа φ^н, град	0,039 24	0,034 23	0,028 22	0,023 21	0,018 19	0,015 17	— —
	0,5< J_L≤0,75	c^н, МПа φ^н, град	— —	— —	0,025 19	0,020 18	0,016 16	0,014 14	0,012 12
Глины	0< J_L≤0,25	c^н, МПа φ^н, град	— —	0,081 21	0,068 20	0,054 19	0,047 18	0,041 16	0,036 14
	0,25< J_L≤0,5	c^н МПа φ^н, град	— —	— —	0,057 18	0,050 17	0,043 16	0,037 14	0,032 11
	0,50< J_L≤0,75	c^н, МПа φ^н, град	— —	— —	0,045 15	0,041 14	0,036 12	0,033 10	0,029 7

Важно понимать, что данные приведенные в таблице, используют только для предварительного анализа и расчета оснований. Для того, чтобы сделать полноценный окончательный расчет, необходимо определить расчетные значения этих характеристик.

Расчетные значения характеристик

Для того, чтобы определить расчетные значения характеристик грунтов Х, применяют формулу:

где Х^н – нормативное значение характеристики, для которой выполняется преобразование, γ_g – коэффициент надежности по грунту, который меняется в зависимости от назначения расчета и типа грунта:

расчет оснований по деформациям – 1;
по несущей способности, для удельного сцепления – 1,5;
угла внутреннего трения песчаных грунтов – 1,1;
угла внутреннего трения пылевато-глинистых грунтов – 1,15

Добавить комментарий

Характеристики двух типов почв

Контекст 1

… образцы с парных участков под молочными пастбищами сельскохозяйственных угодий, удобренных суперфосфатом и мочевиной, и неоплодотворенного леса были взяты из двух обширных типов почв, происходящих либо из позднего голоцена, либо из позднечетвертичного периода риолитовые (богатые кремнеземом) тефры: (1) супеси Таупо (удивитранд, поздний голоцен) и (2) алевритовые суглинки Тирау (гаплуданд, позднечетвертичный возраст) (Таблица 1). Образцы для каждого грунта состояли из 50 кернов, 2.Диаметр 5 см взят с глубины 0-10 см на разрезе 50 м. …

Контекст 2

… Почва Тирау образована из смешанных, множественных слоев тефры, в основном риолитовых по составу, образовавшихся из очень тонких отложений (~ 1-2 см) в результате извержения Таупо (ок. Н.э. (Таблица 1; Pullar and Birrell, 1973). Таким образом, почва Тирау выдержала примерно в десять раз больше времени на выветривание за счет развития почвообразования (Lowe and Tonkin, 2010), чем почва Таупо, и поэтому верхний слой почвы имеет более тонкую структуру илового суглинка с глинистость около 19%, преобладает аллофан….

Контекст 3

… Таким образом, почва Тирау выдерживала погодные условия в десять раз дольше, чем почва, способствующая развитию (Lowe and Tonkin, 2010), чем почва Таупо, и поэтому верхний слой почвы имеет более тонкую структуру илового суглинка. с содержанием глины около 19%, преобладает аллофан. Соответственно, содержание вулканического стекла в почве Тирау ниже, чем в почве Таупо (Таблица 1; Баккер и др., 1996). …

Контекст 4

… пробы с парных участков под молочными пастбищами, удобренными суперфосфатом и мочевиной, и неудобренных лесов были взяты из двух обширных типов почв, происходящих из позднего голоцена или позднечетвертичного риолита (кремнезем- богатые) тефры: (1) супесчаный суглинок Таупо (удивитранд, поздний голоцен) и (2) илистый суглинок Тирау (гаплуданд, позднечетвертичный возраст) (Таблица 1).Образцы для каждого грунта состояли из 50 кернов диаметром 2,5 см, взятых с глубины 0-10 см на разрезе 50 м. …

Контекст 5

… Почва Тирау образована из смешанных, множественных слоев тефры, в основном риолитовых по составу, образовавшихся из очень тонких отложений (~ 1-2 см) в результате извержения Таупо (ок. Н.э. (Таблица 1; Pullar and Birrell, 1973). Таким образом, почва Тирау выдержала примерно в десять раз больше времени для выветривания за счет развития почвообразования (Lowe and Tonkin, 2010), чем почва Таупо, и поэтому верхний слой почвы имеет более тонкую структуру илового суглинка с глинистость около 19%, преобладает аллофан….

Контекст 6

Понижение уровня грунтовых вод меняет физико-химические характеристики почвы на торфяниках Зойге

Основные моменты

•: Отношение C / N, зольность и индекс гумификации значительно менялись с понижением уровня грунтовых вод и с глубиной.
•: Понижение уровня грунтовых вод нарушило стабильность торфяников из-за изменения состава органического вещества почвы.
•: Соотношение C / N, зольность и индекс гумификации могут быть надежными индикаторами деградации торфа.

Abstract

Потепление и деятельность человека привели к деградации торфяников и просадке грунтовых вод, что сильно влияет на физико-химические характеристики почвы на разных глубинах.Как снижение уровня грунтовых вод влияет на физико-химические характеристики почвы, для Тибетского нагорья, особенно торфяников Зойге, не совсем понятно. В этом исследовании измерялись вариации соотношения C / N, зольности, δ ¹³ C и индекса гумификации (HI) в зависимости от снижения уровня грунтовых вод и глубины путем отбора проб 100-сантиметровых столбов почвы с трех участков с разными уровнями грунтовых вод в Зойжевые торфяники. Отношение C / N снизилось, в то время как зольность и HI увеличились с понижением уровня грунтовых вод, что свидетельствует о большем разложении органического вещества почвы на участках с более низким уровнем грунтовых вод.Реакция физико-химических характеристик почвы на просадку грунтовых вод варьировалась с глубиной: в слое над уровнем грунтовых вод соотношение C / N не изменялось, зольность снижалась, а HI увеличивалась; в слое ниже уровня грунтовых вод соотношение C / N и HI снизились, а зольность увеличилась. На физико-химические характеристики над уровнем грунтовых вод в основном повлияло поступление нового углерода, в то время как на характеристики ниже уровня грунтовых вод в основном повлияло разложение. Глубинный профиль отношения C / N, зольности и HI хорошо согласуется с образованием и разложением торфа и может быть индикаторами разложения торфа.δ ¹³ C не менялось в зависимости от депрессии, глубины или процесса разложения грунтовых вод. Такое понимание изменения физико-химических характеристик почвы в зависимости от глубины и уровня грунтовых вод может помочь прояснить процессы, лежащие в основе деградации торфяников.

Ключевые слова

Плато Зойге

Деградация

C / N

Содержание золы

δ ¹³ C

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Полный текст

Цитирующие статьи

Служба охраны рыболовства и дикой природы США

Документация и инструменты для использования данных NRCS о почвах

Наборы данных о почвах Национальной службы охраны ресурсов (NRCS) содержат информацию об особенностях почвы на поверхности Земли или вблизи нее. Данные были собраны как часть Национального кооперативного исследования почв. На самом деле существует два отдельных набора пространственных данных обсуждается здесь.Государственная почвенно-географическая база данных (СТАТСГО2) — это небольшая набор данных (1: 250 000 для большей части страны, 1; 1 000 000 для Аляски). Исследование почвы База географических данных (SSURGO) — это новый крупномасштабный (1:24 000) набор данных. SSURGO — это более подробная, обновленная версия STATSGO, но лежащие в основе системы классификации и базы данных очень похожи. Там, где это применимо, будут отмечены различия между ними.

Набор данных STATSGO2 состоит из обширной инвентаризации почвенных и непочвенных участков, которые встречаются в повторяющемся узоре на ландшафте, и это может быть картографически показано на масштаб нанесен.Почвенные карты для СТАТСГО2 составлены путем обобщения более детальных карты почвенной съемки. Если имеются более подробные карты исследования почвы, данные о геология, топография, растительность и климат собраны вместе с Land Remote Зондирование спутниковых изображений (LANDSAT). Состав картографических единиц определяется по площадям выборки. на более подробных картах и статистическом расширении данных для характеристики всего блок карты. Данные карты собираются в виде топографических четырехугольников размером 1 на 2 градуса. объединены и распространены как покрытия по всему штату.

Набор данных SSURGO более подробный и состоит из данных цифровой карты с географической привязкой и компьютеризированные атрибутные данные. Данные карты представлены в формате четырехугольника на 7,5 минут и включать подробный, проверенный в полевых условиях инвентарь почв и непочвенных участков, которые обычно встречаются в повторяющемся узоре на ландшафте, и это может быть картографически показано на масштаб нанесен. Иногда специальный слой почвенных объектов (точечные и линейные объекты) включены.На этом слое отображаются слишком маленькие объекты, чтобы их можно было очертить на масштаб отображения, но они достаточно большие и достаточно контрастные, чтобы существенно повлиять использование и управление. Единицы почвенной карты связаны с атрибутами в модуле карты. Интерпретации Запишите реляционную базу данных, которая дает пропорциональную степень составные почвы и их свойства.

Федеральный комитет по географическим данным (FGDC) завершил сбор национальных данных о почвах. стандарт.Полный стандарт можно скачать с сайта FGDC. Это большой и сложный документ. Хотя основные определения данных будут такими же как данные NRCS, будут различия в именах элементов и связей. между столами. NRCS указала, что они внесут набор данных SSURGO в соответствие стандарту FGDC; они не уверены, вернутся ли они назад и переделают STATSGO также. Базовые данные останутся прежними; главное влияние, если оба набора данных не обновляются, возникнут трудности при сравнении данных или связывании данных.

Документация по почвам и источники данных

Метаданные для данных Statsgo. Метаданные для обобщения USGS доступны на Data.gov.
Данные STATSGO2 на Data.gov — Обобщенные данные о почвах из системы Statsgo для всех штатов, кроме Аляски, в растровом формате, размер сетки 1 км, с таблицами атрибутов, которые можно объединить в сетку. (Из USGS)
Данные SSURGO на шлюзе данных USDA NRCS — выберите данные в шейп-файле и табличном формате по округам. Данные бесплатны, но требуют регистрации.Данные SSURGO в веб-исследовании почв USDA NRCS — интерфейс картографа, который позволяет пользователю выбирать и загружать шейп-файлы и табличные данные, определяя интересующую область

Инструменты для работы с данными о почвах

Примечания к базе данных Оба набора данных используют реляционные интерпретации единиц карты. база данных (MUIR) для описания отображаемых свойств почвы. В целом столбец в таблицах с надписью muid является базовой единицей карты (многоугольник) который изображает классы почвы.Самая большая разница между наборами данных — масштаб карт и соответствующая точность исходных данных. Там также некоторые дополнительные данные, включенные в набор данных SSURGO, в виде добавлены таблицы атрибутов. В следующем списке описаны найденные таблицы атрибутов. в наборах данных ССУРГО и СТАТСГО; элементы, отмеченные знаком *, можно найти только в СУРГО. Для получения дополнительной документации по этим таблицам или базе данных MUIR посетите WWW-сайт выше и перейдите в раздел схемы и словаря.

коды (коды базы данных) — хранит информацию обо всех кодах, используемых в базе данных
comp (компонент модуля карты) — хранит информацию о компонентах модуля карты почвы
compyld (компонентный урожай) — хранит информацию об урожайности для блока карты почвы. компоненты
лес (лесной подлесок) — хранит информацию о растительном покрове как лесной подлесок для компоненты единицы почвенной карты.
* helclass (класс сильно размываемых земель) — хранит сильно размываемые земли классификация ветра и воды, присвоенная единицам почвенной карты.
* hydcomp (информация о гидр. Компоненте) — хранит данные, относящиеся к гидр. классификация, критерии, форма рельефа и т. д.
* inclusn (включение единицы карты) — сохраняет названия почв, включенных в почвенную карту. ед.
interp (интерпретация) — хранит рейтинги интерпретации грунта (оба рейтинга ограничений и рейтинги пригодности) для компонентов блока карты почвы
layer (слой почвы) — хранит характеристики слоев почвы для компонентов блока карты почвы
mapunit (блок карты) — хранит информацию, которая применяется ко всем компонентам почвенной карты. Отряд
* mucoacre (акров графства единицы карты) — хранит количество акров для единицы карты в пределах округ
* muyld (урожайность единицы карты) — хранит информацию об урожайности для единицы карты почвы
plantcom (композиция растений) — хранит символы растений и процентное содержание растений. связанные с компонентами единицы карты почвы
plantnm (название растения) — хранит общеупотребительные и научные названия растений, используемых в база данных
* rangenm (имя диапазона) — хранит имена сайтов диапазона.
rsprod (ассортимент участка производства) — хранит информацию о производстве участка ассортимента для карты почвы. узлы
* ssacoac (площадь земельного участка округа) — хранит площадь округа в пределах граница участка почвенного обследования
* ssarea (область исследования почвы) — хранит информацию, которая будет применяться ко всему исследованию почвы. площадь
taxclass (таксономическая классификация) — хранит таксономическую классификацию почв в база данных
windbrk (windbreak) — хранит информацию о рекомендуемых ветрозащитных растениях для карты почвы. узлы
wlhabit (среда обитания диких животных) — хранит информацию о среде обитания диких животных для блока почвенной карты. компоненты
woodland (лесной массив) — хранит информацию о деревьях общих индикаторов для блока карты почвы. компоненты.
woodmgt (управление лесными угодьями) — хранит информацию об управлении лесными угодьями для блока почвенной карты. компоненты.
yldunits (единицы урожайности) — хранит названия культур и единицы измерения урожайности.

Примечания по использованию данных

Имена полей: Есть несколько имен полей, которые наиболее полезны при связывании таблицы атрибутов. Поле muid является основным блоком информации о почве и может быть встречается почти во всех таблицах.Его можно использовать для ссылки на таблицу атрибутов кодов, чтобы найти информацию о типах почв. Поле musym также связано с этим основным блок (см. выше). Наконец, поле plantym используется с таблицей plantnm, и помогает связать названия заводов с заводскими кодами, используемыми в таких таблицах, как лес или windbrk.

Тип почвы влияет на стратегию орошения

Характеристики почвы играют важную роль при внесении почвенных добавок, пестицидов, удобрений и воды.Стратегия орошения для глинистых почв сильно отличается от стратегии для песчаных почв.

Когда дело доходит до орошения, многие производители задаются вопросом, сколько, как долго, как быстро и как часто им нужно поливать. Ответы обычно включают сочетание характеристик почвы, стадии роста растений и погоды, однако скорость полива зависит исключительно от типа почвы.

Почвы на глинистой основе содержат мелкие плоские компактные частицы с большим отношением поверхности к объему. Эти почвы часто трудно подготовить к посадке, поскольку они скользкие в мокром состоянии и твердые в сухом, поэтому время для полевых работ имеет решающее значение, чтобы не повредить структуру почвы и не получить надлежащую вспашку почвы для посадки.На другом конце спектра находятся песчаные почвы, имеющие сравнительно крупные частицы с малым отношением поверхности к объему. Как правило, их легче подготовить к посадке, и их можно обрабатывать вскоре после значительных осадков. Для каждого типа почвы есть свои плюсы и минусы (Таблица 1).

Таблица 1. Характеристики песчаных, илистых и глинистых почв. Брэди и Вейл, 2008.

Для целей орошения важно помнить, что вода абсорбируется и медленно перемещается через глинистые почвы, но, будучи влажными, они сохраняют значительное количество влаги.Вода абсорбируется и перемещается быстро через песчаные почвы, но они удерживают очень мало. Это означает, что вода, быстро нанесенная на глинистую почву, имеет тенденцию стекать, а не попадать в почву. Поэтому при орошении глинистых почв воду следует поливать медленно в течение длительного периода, но тогда участок может не нуждаться в орошении в течение нескольких дней. Орошение песчаных почв следует проводить быстро, но непродолжительно. Время полива на песчаных участках должно быть короче, иначе вода будет выходить за пределы корневой зоны, становясь недоступной для растений и способствуя вымыванию почвы.Для эффективного использования воды при определенных погодных условиях песчаные участки могут нуждаться в ежедневном орошении в течение коротких периодов времени. Глинистые почвы имеют большее капиллярное движение (в стороны и вверх), чем песчаные почвы (Рисунок 1). Быстрое внесение воды на песчаные почвы будет способствовать увеличению площади увлажнения, обеспечивая больший объем почвы для использования корнями.

Рис. 1. Распространение воды, время проникновения и расстояние в песчаных и глинистых почвах. Дэвид Уайтинг, 2011.

Почвы штата Мичиган могут значительно различаться в пределах одного поля.Системы капельного орошения могут быть зонированы для учета этого разброса, и каждая зона орошается в соответствии с преобладающим типом почвы. Скорость потока эмиттера также может быть выбрана для соответствия различным типам почвы; с эмиттерами с высоким расходом, используемыми на песчаных участках, и с излучателями с низким расходом на глинистых участках. Расстояние между излучателями также можно изменить, увеличив расстояние на глинистых почвах и уменьшив расстояние на песчаных участках. Производители, использующие капельные системы, должны воспользоваться этими вариантами, чтобы максимально использовать воду и минимизировать экологические проблемы.У верхних ирригаторов нет этой опции, поэтому им нужно больше знать о погоде и следить за тем, чтобы не пропитать почву, особенно если есть вероятность дождя. Им также следует избегать больших поливов сразу после внесения удобрений или пестицидов.

Уделение внимания типу почвы и способу ее орошения сделает поливы более эффективными и экологически безопасными.

За дополнительной информацией о товарном производстве овощей обращайтесь к Dr.Рон Голди, тел. 269-944-1477 доб. 207.

Вы нашли эту статью полезной?

Расскажите, пожалуйста, почему
Представлять на рассмотрение
Характеристики почвы — Пневматический инструмент для земляных работ AirSpade
Классификация почв
Нам часто задают вопрос: «Будет ли AirSpade эффективно работать на моем сайте вакансий?» Ответ во многом зависит от типа почвы.Хотя существуют сотни различных типов почв, Управление по охране труда и технике безопасности (OSHA) классифицирует почвы на четыре основные категории (в порядке убывания прочности):
Стабильная скала
Связный грунт типа A
Связный грунт типа B
Связный грунт типа C
Относительная прочность этих четырех категорий грунтов измеряется с использованием метрики «Прочность на неограниченное сжатие», выраженной в тоннах на квадратный фут.Данные об этих почвах содержатся в следующих трех таблицах:
Стабильная порода

Предел прочности на сжатие по типу породы
Rock Тип Прочность на неограниченное сжатие (тонны / кв. Фут)
Минимум Максимум
25 Шаль 254 2537
Мел, известняк, долустон 18 1,100
Песчаник 50 2100
каменная соль, калий, гипс, ангидрит 120 1 000 90 278
Алевролит 190 870
Магматические / метаморфические 750 3 400
Связные грунты

Прочность на неограниченное сжатие по типу грунта
Когезив OSHA
Тип почвы Описание почвы Неограниченный
Прочность на сжатие
(тонн / кв. Фут)
A Глина, илистая глина, супесчаная глина, суглинок, калича, твердый слой
Некоторые илистые суглинки, супеси ≥1.5
B Гранулированные связные почвы, такие как угловатый гравий, ил, илистый суглинок, супесь
Некоторые илистые суглинки, супеси 0,5 — 1,5
С Гранулированные почвы, такие как гравий, песок, суглинистый песок, затопленный грунт
Почва, из которой свободно просачивается вода ≤0,5
Глины

Предел прочности на сжатие по консистенции
Консистенция Прочность на сжатие без ограничений
(тонн / кв. Фут)
Очень мягкий 0-0.25
Мягкий 0,25 — 0,5
Средний 0,5 — 1
Жесткий 1-2
Очень жесткий 2–4
Жесткий > 4
Текстуры почвы
OSHA Типы связных грунтов (A, B или C) можно определить по текстуре данного грунта. Слева внизу показана таблица классификации почв Texturl Министерства сельского хозяйства США.На этой диаграмме представлен состав почвы в виде процентного содержания песка, ила и глины и классифицируется каждая уникальная комбинация. Таблица справа содержит ту же информацию с наложенными типами связных грунтов OSHA.
Таким образом, понимание почвы на данной рабочей площадке является ключом к определению эффективности копания с помощью AirSpade.
Характеристики почвы, воды и растений, важные для орошения — Публикации
Орошение — это применение воды для обеспечения достаточной влажности почвы для хорошего роста растений в течение всего вегетационного периода.Орошение, практикуемое в Северной Дакоте, называется «дополнительным орошением», потому что оно увеличивает количество осадков, выпадающих до и во время вегетационного периода.
Орошение часто используется для выращивания сельскохозяйственных культур в течение всего сезона или для выращивания ценных специальных культур, чтобы обеспечить надежный урожай каждый год. Он также используется на таких культурах, как картофель, цветы, овощи и фрукты, где водный стресс влияет на качество урожая.
В большинстве лет в некоторых местах штата выпадает достаточно осадков для хорошего роста растений.Но во многие из этих лет в других районах штата наблюдается снижение урожайности и / или снижение качества неорошаемых культур из-за водного стресса из-за недостаточной влажности почвы.
Для целей планирования орошения среднее количество осадков за вегетационный период не является хорошим критерием для определения потребности в орошении. Время и количество осадков в течение сезона, способность почвы удерживать воду и потребности сельскохозяйственных культур в воде — все это факторы, влияющие на потребность в орошении.В любом месте штата могут быть недели, месяцы и даже годы, которые можно считать «влажными или сухими».
При орошении очень важна совместимость почвы и воды. Если они несовместимы, поливная вода может отрицательно повлиять на химические и физические свойства почвы. Определение пригодности земли для орошения требует тщательной оценки свойств почвы, топографии земли в поле и качества воды, которая будет использоваться для орошения.Базовое понимание взаимодействия почвы / воды / растений поможет ирригаторам эффективно управлять своими культурами, системами орошения почвы и водоснабжением.
Свойства почвы
Обследование почвы округа содержит подробную информацию о почвах для любого участка земли в Северной Дакоте. Обследование почвы в каждом округе Северной Дакоты было завершено Службой охраны природных ресурсов (NRCS). Официальная и самая последняя информация о почвенных исследованиях доступна на веб-сайте NRCS Websoil Survey.
Опубликованные копии можно найти в местных офисах NRCS и NDSU Extension, но у них может не быть последней информации о почвенном исследовании. База данных исследования почвы предоставляет информацию о важных свойствах почвы, таких как текстура, структура, глубина, проницаемость и химический состав, которые важны для управления орошением.
Текстура почвы
Текстура почвы определяется размером и типом твердых частиц, из которых состоит почва. Частицы почвы могут быть минеральными или органическими.Большинство орошаемых земель в Северной Дакоте — минеральные.
Для минеральных почв классификация текстуры основана на относительной пропорции частиц размером менее 2 миллиметров (мм) или 5/64 дюйма. Как показано на рис. , рис. 1 , самые большие частицы — это песок, самые маленькие — глина, а между ними и ил. Текстура почвы основана на процентном содержании песка, ила и глины (Рисунок 2) .
Рис. 1. Классификация по размеру первичных частиц почвы, которые определяют текстурную группу на основе U.С. Система классификации почв Министерства сельского хозяйства. Под ПЕСКОМ В.Ф. относится к очень хорошему и В. до очень грубого.

Рис. 2. Текстурный треугольник почвы Министерства сельского хозяйства США (USDA). Процент (по весу) фракции песка, ила и глины определяет структуру почвы. Пунктирной линией обозначена суглинистая почва, содержащая 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 процентов глины.
Классы текстуры почвы могут быть изменены, если более 15 процентов частиц являются органическими (например, илистый илистый суглинок).Частицы почвы размером более 2 мм не используются для определения текстуры почвы. Однако, когда они составляют более 15 процентов объема почвы, текстурный класс изменяется (например, гравийный песок).
Разделение и взвешивание количества песка, ила и глины в образце определяет текстуру минеральной почвы. Например, если 100-фунтовый образец почвы был просеян через фильтры и обнаружил, что он содержит 45 фунтов песка, 35 фунтов ила и 20 фунтов глины, то почва будет состоять из 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 фунтов. процентов глины.Как показано пунктирными линиями на рис. 2 , эта почва имеет структуру суглинка.
Двенадцать основных текстур почвы показаны на Рис. 2 . Песок, супеси и супеси являются наиболее распространенными структурами почвы, орошаемой в Северной Дакоте.
Структура почвы
Под структурой почвы понимается объединение частиц песка, ила и глины в более крупные агрегаты различных размеров и форм. Процессы проникновения корней, циклы увлажнения и сушки, замораживания и оттаивания, а также деятельность животных в сочетании с неорганическими и органическими вяжущими веществами создают структуру почвы (Рисунок 3) .Структурные агрегаты, устойчивые к физическим нагрузкам, важны для поддержания рыхлости почвы и ее продуктивности. Чрезмерная обработка или обработка влажных почв разрушает агрегаты и ускоряет потерю органического вещества, что приводит к снижению агрегативной устойчивости.
Рисунок 3. Примеры наиболее распространенных структур грунта. Также показано влияние конструкций на нисходящее движение (инфильтрацию) воды. (Любезно предоставлено NRCS, раздел 15 Национального инженерного справочника)
На движение воздуха, воды и корней растений через почву влияет ее структура.Стабильные агрегаты образуют сеть почвенных пор, которые позволяют быстро обмениваться воздухом и водой с корнями растений. Рост растений зависит от быстрых обменных курсов.
Практика применения полезных методов управления почвой, таких как использование покровных культур, уменьшенная обработка почвы, севооборот, добавление органических веществ и своевременная обработка почвы, могут поддерживать хорошую структуру почвы. В песчаных почвах часто трудно поддерживать агрегативную стабильность из-за низкого содержания органических веществ, содержания глины и устойчивости песчаных частиц к процессам агрегации.
Грунт серии
Почва — это слой поверхности Земли, который был изменен физическими или биологическими процессами. Пять почвообразующих факторов, контролирующих процесс изменений, — это исходный материал, климат, топография, биота (растения и животные) и время.
Почвы сгруппированы по категориям в соответствии с их наблюдаемыми свойствами. Система классификации Министерства сельского хозяйства США состоит из шести категорий. Высшая категория (порядок почв) включает 11 основных групп почв, каждая из которых обладает очень широким диапазоном свойств.Самая низкая категория (ряды почв) включает более 12 000 почв, каждая из которых определяет очень узкий диапазон свойств почвы.
Северная Дакота насчитывает 339 названных серий почв. Серия почвы уникальна благодаря сочетанию таких свойств, как текстура, структура, топографическое положение (на склоне холма или в долине) или глубина уровня грунтовых вод.
Отдельная серия почв описывает области, в которых эти почвенные условия аналогичны. Эти места могут находиться в одном поле, разделе, округе, штате или даже регионе.Очертания почв на земельных картах графства основаны на сериях почв.
Серия почв обычно носит название города рядом с участком, который представляет типичные свойства этой почвы. Например, участок с типичными свойствами для серии почв Эмбден находится недалеко от Эмбдена, Северная Дакота,
.
Многие серии почв не имеют глубокого однородного профиля почвы. Ограничительные подповерхностные слои часто мешают проникновению корней. В этих почвах корни растений будут сосредоточены в верхней части почвенного профиля.Например, в профиле суглинка Реншоу (рис. 4) большая часть корней растений будет в верхних 18 дюймах, потому что гравий ниже — плохая среда для укоренения. Этот тип информации важен для управления орошением.
Глубина почвы
Глубина почвы — это толщина почвенных материалов, которые обеспечивают структурную поддержку, питательные вещества и воду для растений. В Северной Дакоте ряды почв с коренными породами на глубине 10–20 дюймов ниже поверхности описываются как мелкие.Коренная порода от 20 до 40 дюймов описывается как умеренно глубокая.
Большинство серий почв в Северной Дакоте имеют коренные породы на глубине более 40 дюймов и описываются как глубокие. Глубина до контрастных текстур указана в описаниях серий почв в отчетах почвенной съемки.
Глубина контрастирующего слоя почвы из песка и гравия (Рис. 4) может повлиять на решения по управлению орошением. Если глубина этого слоя меньше 3 футов, глубина укоренения и доступная почвенная вода для растений уменьшаются.Почвы с менее доступной водой для растений требуют более частых поливов.
Рис. 4. Глубина горизонта почвы для четырех репрезентативных серий почв Северной Дакоты. A, B и C относятся к разным горизонтам почвы, а IIC указывает на другой материнский материал (для этих серий почв это песок и гравий).
Проницаемость и инфильтрация почвы
Показателем способности воздуха и воды проходить сквозь почву является ее проницаемость. На него влияют размер, форма и непрерывность поровых пространств, которые, в свою очередь, зависят от насыпной плотности, структуры и текстуры почвы.
Большинство серий грунтов относятся к одному классу проницаемости на основе самого ограничивающего слоя в верхних 5 футах профиля почвы (Таблица 1) . Однако почвенные ряды с контрастной структурой в почвенном профиле относятся к более чем одному классу проницаемости. В большинстве случаев почвы с низкой, очень медленной, быстрой или очень быстрой классификацией проницаемости считаются плохими для орошения.
Инфильтрация — это нисходящий поток воды с поверхности через почву.Скорость инфильтрации (иногда называемая скоростью поглощения) почвы — это мера ее способности поглощать количество дождевой или поливной воды в течение заданного периода времени. Обычно выражается в дюймах в час. Это зависит от проницаемости поверхности почвы, содержания влаги в почве и условий поверхности, таких как неровность (обработка почвы и растительные остатки), уклон и растительный покров.
Грунты с крупной структурой, такие как песок и гравий, обычно имеют высокую скорость инфильтрации. Скорость инфильтрации средне- и мелкозернистых почв, таких как суглинки, илы и глины, ниже, чем крупнозернистых почв, и на нее влияет стабильность почвенных агрегатов.
Потери воды и питательных веществ растениями могут быть больше на грубых почвах. Таким образом, время и количество поливов и поливной воды особенно важны для этих почв.
Засоленные и натриевые почвы
Засоленные почвы сгруппированы по содержанию растворимых солей и натрия (Таблица 2) . Засоленные и натриевые почвы обычно встречаются в районах, где грунтовые воды движутся вверх от неглубокого зеркала грунтовых вод близко к поверхности почвы. Вода несет растворенные минералы (соли), которые накапливаются в почве по мере того, как вода испаряется с поверхности почвы или выводится через растения в атмосферу.Как правило, эти почвы не рекомендуется для орошения.
Засоленные и натриевые почвы могут иметь естественное или антропогенное происхождение. Один из искусственных процессов связан с орошением. При определенных сочетаниях качества поливной воды и почвы соли и / или натрий могут накапливаться в корневой зоне и оказывать неблагоприятное воздействие на рост растений.
В некоторых условиях содержание натрия в верхней части почвы можно контролировать с помощью растворимых добавок кальция.Замена натрия кальцием улучшает структуру почвы. Кальциевые добавки в почву могут быть полезны в ситуациях, когда земля с большинством незатронутых орошаемых почв содержит очаги (включения) пораженных натрием почв. При орошении внесение кальция в почву поможет там, где поверхностная корка стала проблемой. На этих почвах могут потребоваться особые методы управления орошением.
Выщелачивание или регулирование уровня грунтовых вод может управлять концентрациями солей.Выщелачивание осуществляется путем внесения большего количества воды, чем почва удерживает в корневой зоне. Сильные ливни, применение дополнительной поливной воды или и того, и другого приведет к унесению части солей ниже корневой зоны.
Посадка глубоко укоренившейся культуры, такой как люцерна, или установка подземного дренажа могут обеспечить контроль уровня грунтовых вод. Глубокие канавы и облицовка плиткой — это методы подземного дренажа, которые успешно использовались во многих частях мира для контроля уровня грунтовых вод.
Необходимо измерить содержание соли и натрия в почве, чтобы точно определить серьезность проблемы.Содержание соли в почве оценивается путем измерения электропроводности с использованием одного из следующих средств: водной вытяжки из почвы, суспензии почвенной воды или почвенной пасты. Содержание натрия в почве часто измеряется на водной вытяжке почвы и выражается как соотношение между натрием и кальцием плюс магний; ему дан термин коэффициент адсорбции натрия (SAR).
Отбор проб почвы в поверхностном слое (верхние 6 дюймов) на периодической основе (каждые три-пять лет) позволит отслеживать изменения в накопленной соли или натрия.SAR образцов почвы укажет, произошло ли накопление натрия.
Как правило, почвы с SAR 13 от насыщенного экстракта будут иметь значительные физические проблемы из-за рассеивания частиц глины. Обычно почва с SAR 6 или ниже от насыщенного экстракта не будет иметь физических проблем, связанных с диспергированной глиной. Однако, если периодическая выборка показывает, что SAR увеличивается, скажем, с 6 до 9, вам может потребоваться принять меры по исправлению положения.
Топография поля
Топография, или «расположение земли», имеет большое влияние на возможность орошения поля.Рельеф — это компонент топографии, который относится к разнице в высоте между холмами и впадинами в поле. Топографический рельеф будет влиять на тип используемой ирригационной системы, систему водоснабжения (канавы или трубы), требования к дренажу и методы борьбы с водной эрозией.
Форма и расположение топографических форм рельефа и тип сети поверхностных водных путей также будут влиять на управление ирригацией. Например, низкое место на поле, где обычно скапливается вода после дождя, может стать местом, которое постоянно увлажняется при добавлении поливной воды.
При выращивании некоторых сельскохозяйственных культур, таких как картофель, влажная низина может стать источником болезней. Для центрального шарнира башня, которая проходит через низкую точку, может застрять.
■ Наклон
Уклон важен для формирования и управления почвой из-за его влияния на сток, дренаж почвы, эрозию, использование техники и выбор культур. Уклон — это наклон или уклон поверхности, обычно выражаемый в процентах.
Процент уклона определяется путем измерения разницы в высоте в футах на 100 футов горизонтального расстояния.Например, 5-процентный уклон поднимается или опускается на 5 футов на 100 футов горизонтального расстояния.
Форма откоса — еще одна важная характеристика. Выпуклый наклон изгибается наружу, как внешняя поверхность шара, вогнутый наклон изгибается внутрь, как внутренняя поверхность блюдца, а плоский наклон похож на наклонную плоскую поверхность.
Склоны бывают простыми и сложными. Простые склоны имеют гладкий вид с поверхностью, простирающейся в одном или, возможно, в двух направлениях.Например, склоны на конусах выноса и подножия речных долин считаются простыми. Сложные территории имеют короткие склоны, которые простираются в нескольких направлениях и состоят из выпуклых и вогнутых склонов, во многом напоминающих рельеф холмов и выбоин на ледниковых равнинах.
Самотечный (поверхностный) полив можно использовать только на простых уклонах не более 2 процентов. Как правило, простые и сложные откосы более 1 процента следует поливать только с помощью дождевальных или капельных систем. Спринклерные оросительные системы с центральным шарниром могут работать на уклонах до 15 процентов, но обычно простые уклоны более 9 процентов не рекомендуются.
Чтобы приспособиться к самотечным или дождевальным системам орошения, выравнивание почвы можно использовать для изменения уклона поля. Однако выравнивание земель может привести к снижению урожайности в течение одного-трех вегетационных сезонов. В местах снятия верхнего слоя почвы наиболее вероятно снижение урожайности. Для ускорения формирования почвы на этих территориях может потребоваться специальное управление с использованием повышенного содержания органического вещества.
Качество поливной воды
Качество некоторых источников воды не подходит для орошения сельскохозяйственных культур.Поливная вода должна быть совместима с культурами и почвами, на которых она будет применяться. Лаборатория почвы и воды при отделении почвоведения NDSU предоставляет рекомендации по совместимости почвы и воды для орошения. Прежде чем давать рекомендации, необходимы анализ воды и юридическое описание земли, предлагаемой для орошения.
Качество воды для орошения определяется общим содержанием в ней растворенных солей. Анализ воды для орошения должен включать катионы (кальций, магний и натрий) и анионы (бикарбонат, карбонат, сульфат и хлорид).Поскольку некоторые культуры чувствительны к бору, его часто включают в анализ.
Классификация оросительной воды
Двумя наиболее важными факторами, на которые следует обратить внимание при анализе качества поливной воды, являются , общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и коэффициент адсорбции натрия (SAR) . TDS пробы воды является мерой концентрации растворимых солей в пробе воды и обычно называется соленостью воды.
Электропроводность (ЕС) пробы воды часто используется в качестве показателя TDS.EC может быть выражен во многих различных единицах, и это часто вызывает путаницу. В отчете об испытании поливной воды вы можете увидеть одну из следующих единиц:
миллимос на сантиметр (ммос / см)
микромос на сантиметр (мкмос / см)
деци-сименс на метр (дСм / м)
микросименс на сантиметр (мкСм / см)
где:
1000 мкСм / см = 1 ммОс / см = 1 дСм / м = 1000 мкСм / см
SAR пробы воды — это доля натрия по отношению к кальцию и магнию.Поскольку это коэффициент, SAR не имеет единиц измерения.
Лаборатории, выполняющие анализ поливной воды, могут предоставить классификацию пригодности на основе системы, разработанной в Лаборатории солености США в Калифорнии (рис. 5) . Эта классификационная система объединяет соленость и соленость. Например, образец воды, классифицированный как C3-S2, будет иметь высокий рейтинг солености и средний рейтинг SAR.
Рисунок 5. Схема классификации оросительной воды.(Из Справочника по сельскому хозяйству № 60, Лаборатория солености Министерства сельского хозяйства США в Риверсайде, Калифорния)
Шкала солености непостоянна, потому что она зависит от уровня солености. Например, SAR, равный 8, относится к категории S1, если соленость составляет от 100 до 300 мкмос / см; S2, если соленость составляет от 300 до 3000 мкмос / см, и S3, если соленость превышает 3000 мкмос / см.
Большая часть воды в Северной Дакоте классифицируется в диапазоне солености от C2 до C3 и в диапазоне опасности натрия от S1 до S2. В целом, любая вода с ЕС выше 2000 или значением SAR выше 6 не рекомендуется для непрерывного орошения в Северной Дакоте.
В случаях, когда практикуется спорадическое орошение (конкретный участок земли орошается один год из трех или более), может использоваться вода более низкого качества. Однако вода более низкого качества не должна иметь ЕС, превышающего 3000 мкмос / см, или SAR выше 10.
Кальций, добавленный в поливную воду, может снизить SAR и уменьшить вредное воздействие натрия.Эффективность добавленного кальция зависит от его растворимости в поливной воде. Растворимость кальция регулируется источником кальция (например, карбонат кальция, гипс, хлорид кальция) и концентрацией других ионов в поливной воде.
По сравнению с карбонатом кальция и гипсом, добавление хлорида кальция приведет к повышению концентрации растворимого кальция и будет наиболее эффективным для снижения SAR для поливной воды. Однако хлорид кальция значительно дороже карбоната кальция и сульфата кальция (гипса).
■ Соленость
C1 — Вода с низким содержанием соли: Может использоваться для орошения большинства культур на большинстве почв с малой вероятностью развития засоления почвы. Требуется некоторое промывание, но это происходит при обычных методах орошения, за исключением почв с медленной и очень медленной проницаемостью.
C2 — Вода средней солености: Может использоваться при умеренном выщелачивании. Растения с умеренной солеустойчивостью в большинстве случаев можно выращивать без специальных методов борьбы с засолением.
C3 — Вода с высокой соленостью: Не может использоваться на почвах с умеренно медленной или очень медленной проницаемостью. Даже при адекватной проницаемости может потребоваться специальное управление для контроля засоления, и следует выбирать растения с хорошей солеустойчивостью.
C4 — Вода очень высокой солености: Не подходит для орошения в обычных условиях, но может использоваться время от времени в особых обстоятельствах. Почвы должны иметь быструю водопроницаемость, дренаж должен быть адекватным, поливная вода должна применяться в избытке для обеспечения значительного выщелачивания, и следует выбирать очень солеустойчивые культуры.
■ Натрий
S1 — Вода с низким содержанием натрия: Может использоваться для орошения почти всех почв с небольшой опасностью развития вредных уровней обменного натрия.
S2 — Вода со средним содержанием натрия: Будет представлять заметную опасность натрия в мелкозернистых почвах, особенно в условиях слабого выщелачивания. Эта вода может использоваться на грубых почвах с проницаемостью от умеренно быстрой до очень быстрой.
S3 — Вода с высоким содержанием натрия: Будет производить вредные уровни обменного натрия в большинстве почв и требует особого управления почвой, хорошего дренажа, высокого выщелачивания и добавления большого количества органических веществ.
S4 — Вода с очень высоким содержанием натрия: Обычно непригодна для орошения, за исключением низкой и, возможно, средней солености.
Карбонаты
Карбонат и бикарбонат-ионы в воде соединяются с кальцием и магнием с образованием соединений, которые выпадают в осадок из раствора. Удаление кальция и магния увеличивает опасность натрия для почвы из-за поливной воды. Повышенная опасность натрия часто выражается как «скорректированный SAR». Увеличение «скорректированного SAR» от SAR является относительным показателем увеличения опасности натрия из-за присутствия этих ионов.
Форсунки спринклерных систем были забиты карбонатными минералами в некоторых штатах, но этого не наблюдалось в Северной Дакоте. Однако карбонатные минералы засорили источники выбросов в системах капельного орошения в Северной Дакоте. Чтобы решить эту проблему, добавьте слабую кислоту, чтобы снизить pH поливной воды.
Бор
Бор необходим для нормального роста всех растений, и его необходимое количество невелико по сравнению с другими минералами. Однако некоторые растения чувствительны даже к низким концентрациям бора.Сухие бобы очень чувствительны к небольшому количеству бора, но кукуруза, картофель и люцерна более терпимы. Фактически, концентрация бора, которая может повредить чувствительные растения, часто близка к той, которая требуется для нормального роста толерантных растений.
Хотя никаких проблем с бором в воде, используемой для орошения в Северной Дакоте, не зарегистрировано, тестирование этого элемента в поливной воде является мерой предосторожности. Бор действительно присутствует в некоторых грунтовых водах Северной Дакоты в концентрациях, которые теоретически токсичны для некоторых культур.
Концентрация бора более 2 частей на миллион (ppm) может быть проблемой для некоторых чувствительных культур, особенно в годы, когда требуется большое количество поливной воды.
Взаимодействие почвы и воды
Почва — это среда, которая накапливает и перемещает воду. Если бы кубический фут типичного верхнего слоя почвы илистого суглинка был разделен на его составные части, около 45 процентов объема составляли бы минеральные вещества (частицы почвы), органические остатки занимали бы около 5 процентов объема, а остальное было бы поровым пространством.
Поровое пространство — это пустоты между частицами почвы, занятые воздухом или водой. Количество и размер порового пространства определяется структурой, объемной плотностью и структурой почвы.
Вода удерживается в почве двумя способами: тонким слоем на внешней стороне частиц почвы и в поровых пространствах. Почвенную воду в поровом пространстве можно разделить на две различные формы: гравитационная вода и капиллярная вода (Рисунок 6) .
Гравитационная вода. Поровые пространства Капиллярная вода удерживается в поровом пространстве против силы
заполнена водой, превышающей их капиллярную емкость, силы тяжести.
и избыток, или гравитационная вода, стекает вниз.
Рис. 6. Двумя основными способами удержания воды в почве для растений являются капиллярные и гравитационные силы.
Гравитационная вода обычно быстро движется вниз в почве под действием силы тяжести. Капиллярная вода является наиболее важной для растениеводства, потому что она удерживается частицами почвы против силы тяжести.
По мере того, как вода проникает в почву, поры заполняются водой. По мере заполнения пор вода движется через почву под действием силы тяжести и капиллярных сил. Движение воды продолжается вниз до тех пор, пока не будет достигнут баланс между капиллярными силами и силой тяжести.
Вода вытягивается вокруг частиц почвы и через небольшие поры в любом направлении за счет капиллярных сил. Когда капиллярные силы перемещают воду от неглубокого зеркала грунтовых вод вверх, соли могут выпадать в осадок и концентрироваться в почве, поскольку вода удаляется растениями и испарением.
Влагоудерживающая способность почв
Четыре важных уровня влажности почвы отражают доступность воды в почве. Эти уровни обычно называют 1) насыщением, 2) полевой емкостью, 3) точкой увядания и 4) сушкой в печи.
Когда почва насыщена, поры почвы заполняются водой, и почти весь воздух в почве вытесняется водой. Вода, находящаяся в почве между насыщением и полевой емкостью, является гравитационной водой. Часто гравитационной воде требуется несколько дней, чтобы просочиться через профиль почвы, и, таким образом, некоторая часть может быть поглощена корнями растений.
Пропускная способность определяется как уровень влажности почвы, оставшейся в почве после дренажа гравитационной воды (Рисунок 7) .Вода, удерживаемая между емкостью поля и точкой увядания, доступна для использования растениями.
Вместимость поля. Поры капилляров заполнены и точка увядания . Вода, доступная растениям, исчерпана.
оставшееся поровое пространство заполнено воздухом.
Рис. 7. Влажность почвы, доступная растениям, — это величина, удерживаемая между полем урожайности и точкой увядания.
Точка увядания определяется как содержание влаги в почве, при котором большинство растений не может приложить достаточную силу для удаления воды из мелких пор в почве.Большинство сельскохозяйственных культур будут навсегда повреждены, если содержание влаги в почве достигнет точки увядания. Во многих случаях снижение урожайности может произойти задолго до достижения этой точки.
Капиллярная вода, оставшаяся в почве за пределами точки увядания, может быть удалена только путем испарения. При сушке в духовке почти вся вода удаляется из почвы. «Сухая» влажность используется в качестве эталона для измерения других трех значений влажности почвы.
При обсуждении водоудерживающей способности, связанной с определенным рядом почв, количество воды, доступной для использования растениями в корневой зоне, обычно составляет (Таблица 3) .Доступное содержание влаги в почве обычно выражается в дюймах на фут почвы.
Например, доступная вода может быть рассчитана для почвы с мелким супесем на первом основании, супесчаным песком на втором основании и песком на третьем основании. Верхняя опора будет иметь примерно 2 дюйма, вторая опора будет иметь примерно 1 дюйм, а третья опора будет иметь примерно 0,75 дюйма, что в сумме составит 3,75 дюйма доступной воды для культуры с глубиной корня 3 фута.
Напряжение влажности почвы
Степень прилипания воды к почве является наиболее важной характеристикой воды в почве для растущего растения.Это понятие часто выражается как напряжение почвенной влаги. Напряжение почвенной влаги — это отрицательное давление, обычно выражаемое в барах.
В ходе этого обсуждения, когда напряжение влажности почвы становится более отрицательным, это будет обозначаться как «возрастающее» значение. Таким образом, по мере увеличения напряжения влаги в почве (давление воды в почве становится более отрицательным), количество энергии, затрачиваемой растением на удаление воды из почвы, также должно увеличиваться. Один бар напряжения влажности почвы почти эквивалентен давлению -1 атм (1 атм давления равняется 14.7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря).
Насыщенная почва имеет напряжение влаги около -0,001 бар или меньше, что требует небольшого количества энергии для растения, чтобы отводить воду от почвы. При полевой урожайности у большинства почв напряжение влажности почвы составляет от -0,05 до -0,33 бар. Почвы, классифицируемые как песчаные, могут иметь натяжение полевой емкости около -0,10 бар, в то время как глинистая почва будет иметь полевую нагрузку при натяжении около -0,33 бар. При полевой урожайности удаление воды из почвы растению относительно легко.
Точка увядания достигается, когда максимальная энергия, проявляемая растением, равна напряжению, с которым почва удерживает воду. Для большинства сельскохозяйственных культур это примерно -15 бар напряжения влажности почвы. Для сравнения: температура увядания некоторых пустынных растений составляет от -50 до -60 бар напряжения влажности почвы.
Присутствие большого количества растворимых солей в почве снижает количество воды, доступной растениям. По мере увеличения количества растворенных солей в почвенной воде энергия, затрачиваемая растением на извлечение воды, также должна увеличиваться, даже если напряжение почвенной влаги остается прежним.По сути, растворенные соли уменьшают общее количество доступной воды в почвенном профиле.
Как растения получают воду из почвы
Вода необходима для роста растений. Без достаточного количества воды нормальные функции растений нарушаются, и растение постепенно увядает, перестает расти и погибает. Растения наиболее подвержены повреждению от недостатка воды на вегетативной и репродуктивной стадиях роста. Кроме того, многие растения очень чувствительны к засолению во время прорастания и на ранних стадиях роста.
Большая часть воды, поступающей в корни растений, не остается в растении. Менее 1 процента воды, потребляемой растением, фактически используется в фотосинтезе (усваивается растением). Остальная вода перемещается к поверхности листьев, где она испаряется (испаряется) в атмосферу. Скорость, с которой растение поглощает воду, определяется его физическими характеристиками, атмосферой и почвенной средой.
По мере того, как вода движется из почвы в корни, через стебель, в листья и через устьица листьев в воздух, она переходит от низкого давления воды к высокому. (Рисунок 8) .Напряжение воды в воздухе во многом определяется относительной влажностью и всегда больше, чем натяжение воды в почве.
Рис. 8. Иллюстрация разницы в энергии, которая движет потоком воды из почвы в корни, вверх по стеблю, в листья и в атмосферу. Вода переходит от менее отрицательного напряжения влажности почвы к более отрицательному напряжению атмосферы.
Растения могут извлекать только ту почвенную воду, которая контактирует с их корнями.Для большинства агрономических культур распределение корней в глубокой однородной почве сосредоточено вблизи поверхности почвы (Рисунок 9) . Таким образом, в течение вегетационного периода растения обычно извлекают больше воды из верхней части своей корневой зоны, чем из нижней.
Рис. 9. В течение вегетационного периода растения извлекают около 40 процентов воды из верхней четверти, 30 процентов из второй четверти, 20 процентов из третьей четверти и 10 процентов из нижней четверти корня. зона.
Такие растения, как травы, которые имеют высокую плотность корней на единицу объема почвы, могут поглощать всю доступную почвенную воду. Другие растения, такие как овощи, которые имеют низкую плотность корней, могут быть не в состоянии получить столько же воды из равного объема той же почвы. Таким образом, овощи, как правило, более чувствительны к водному стрессу, чем агрономические культуры с высокой плотностью корней, такие как люцерна, кукуруза, пшеница и подсолнечник.
Использование воды для сельскохозяйственных культур
Использование воды растениями, также называемое эвапотранспирацией или ЭП, часто определяется как суточная оценка сочетания количества воды, выделяемой растениями, и количества испарения с поверхности почвы вокруг растений.Использование воды растением меняется предсказуемо от прорастания до созревания.
Все агрономические культуры имеют схожую структуру водопользования (Рисунок 10) . Однако общее потребление воды растениями будет варьироваться от сезона к вегетационному сезону из-за изменений климатических переменных (температура воздуха, количество солнечного света, влажность, ветер) и различий в почве между полями (глубина корней, влагоудерживающая способность почвы, текстура, структура. , так далее.).
Рисунок 10.Типичная кривая водопотребления для большинства сельскохозяйственных культур.
В результате многолетних исследований были получены уравнения, позволяющие точно рассчитать значения водопотребления сельскохозяйственных культур для основных орошаемых культур в Северной Дакоте с использованием измеренных суточных погодных переменных. Эти уравнения были объединены с метеорологическими данными, собранными Сетью сельскохозяйственных погодных условий Северной Дакоты (NDAWN), чтобы обеспечить суточные оценки использования воды растениями для каждой метеостанции в сети. Значения использования воды для сельскохозяйственных культур можно найти в формате таблицы или карты на веб-сайте NDAWN в разделе «Приложения» в левом меню.
Знание моделей водопользования на разных стадиях роста имеет большое влияние на то, как проектируется и управляется ирригационная система. Неспособность распознать модели водопользования культурой может привести к неэффективному управлению поливом. Недостаток воды для сельскохозяйственных культур, вымывание удобрений и пестицидов, а также увеличение затрат на перекачивание — это лишь некоторые из результатов плохого управления поливной водой.
Управление оросительной водой
Одна из самых сложных частей управления поливной водой — это решить, когда включать ирригационную систему и сколько применять.Хорошее управление поливом начинается с точного измерения количества дождя, полученного на каждом орошаемом поле. В идеале каждое орошаемое поле должно иметь по крайней мере один, а возможно, два дождемера (не менее 2 дюймов в диаметре), установленные на столбах рядом с полем.
Оценка влажности почвы — наиболее распространенный метод управления поливной водой; однако это необходимо делать регулярно в течение всего вегетационного периода. В летнюю жару обычно проверяют влажность почвы два-три раза в неделю.
Самым старым и наиболее часто используемым является «метод наощупь», который оценивает влажность почвы, беря образец почвы и сжимая его в шарик. Наблюдая за внешним видом мяча и создавая полоску почвы между большим и указательным пальцами, можно определить содержание влаги в почве. Этот метод требует практики и опыта, чтобы точно прогнозировать потребности в воде для орошения.
Для определения полного водного статуса почвы необходимо брать пробы почвы с нескольких уровней в корневой зоне.Этот метод популярен, потому что его можно комбинировать с другими полевыми работами, такими как разведка насекомых, отбор проб почвы на азот или отбор проб черешков.
Механические устройства, такие как тензиометры и блоки влажности почвы, также используются для управления поливной водой. Эти устройства особенно полезны при работе с фруктовыми и овощными культурами. Для этих культур они оказались точными, надежными и недорогими. Для составления расписания полива могут использоваться другие, более сложные приборы, но, как правило, они не используются для управления поливом из-за больших затрат.
Планирование полива
Планирование полива — это наука и / или искусство применения надлежащего количества воды в нужное время, чтобы обеспечить максимальную полезную влажность почвы в корневой зоне растения, не вызывая вредного стресса. Планирование полива — это баланс между применением слишком большого или недостаточного количества воды для удовлетворения потребностей растений на определенной стадии роста.
Использование слишком большого количества воды может привести к увеличению затрат на перекачивание и увеличению нагрузки на урожай.Внесение слишком малого количества воды в неподходящее время вызовет стресс у урожая и снизит урожайность. Планирование поливов — это в основном методология принятия решений. Каждому оросителю пришлось научиться разрабатывать метод планирования полива, который работает в его или ее ситуации.
Распространенной формой планирования полива является метод «замены». Ирригаторы, которые следуют этому методу, регистрируют (обычно в календаре) количество дождя и полива, а также ежедневное использование воды растениями. Время и количество полива корректируются для восполнения почвенной воды, используемой растениями.
Другая форма метода замены — предположить, что среднесуточное потребление воды растениями составляет 0,25 дюйма в день. Средняя сумма за неделю в июле и августе составляет 1,75 дюйма. Количество дождевых осадков в течение недели вычитается из 1,75 и применяется это количество поливной воды. Имея доступ к Интернету, этот метод можно было бы значительно улучшить, используя данные об использовании воды для сельскохозяйственных культур с веб-сайта NDAWN.
Процедура планирования полива, называемая методом «чековой книжки», успешно используется в течение многих лет в Северной Дакоте.Метод чековой книжки — это метод учета влажности почвы, который использует суточные значения водопотребления растениями и влагоудерживающую способность почвы для прогнозирования времени и количества воды, необходимой для восполнения того, что было удалено из корневой зоны. Количество дождя и полива — это «отложения» для хранения в корневой зоне, а использование воды растениями — это забор воды из этого хранилища.
Три инструмента планирования полива доступны ирригаторам в Северной Дакоте. Ручной метод описан в дополнительной публикации AE792 «Планирование полива методом чековой книжки».«Два других — электронные методы. Веб-приложение для конкретного сайта доступно через веб-сайт NDAWN; загляните в меню «Приложения».
Также была разработана версия чековой книжки в виде электронной таблицы. Он включает методы чековой книжки от NDSU и Университета Миннесоты. В Северной Дакоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, ячменя, картофеля, люцерны, сои, подсолнечника, сахарной свеклы и подсолнечника. В Миннесоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, сои, подсолнечника, картофеля, сахарной свеклы и бобов.
Дополнительные источники информации
Дополнительные публикации
AE1360, «Анализ пробы поливной воды»
AE1637, «Совместимость почв Северной Дакоты для орошения»
SF1087, «Обработка засоленных почв в Северной Дакоте»
AE92, «Планирование ирригации … Контрольный список»
AE91, «Выбор спринклерной системы орошения»
AE792, «Планирование полива методом чековой книжки»
Публикации NRCS
Руководство по ирригации Северной Дакоты, доступно на веб-сайте NRCS.
Веб-исследование почвы.
Профили и типы почв | Геология
Опишите и сравните типичные профили почвы и основные типы почвы.
В этом разделе представлена информация о различных типах почвы и почвенных профилях. Вы познакомитесь с различными типами почв, их компонентами и общими местами расположения.
Что вы научитесь делать
Определите измеримые компоненты почвы: песок, ил и глина.
Укажите основные горизонты почвы: органический слой, верхний слой почвы, подпочвы и горизонт C.
Определите три распространенных (и важных!) Типа почвы: педальфер, педокал и латерит.
Текстура и состав почвы
Рис. 1. Поле суглинка.
Неорганическая часть почвы состоит из множества частиц разного размера, и эти частицы разного размера присутствуют в разных пропорциях. Сочетание этих двух факторов определяет некоторые свойства почвы.
Проницаемая почва позволяет воде легко проходить через нее, потому что промежутки между неорганическими частицами большие и хорошо связаны.Песчаные или илистые почвы считаются «легкими» почвами, потому что они являются водопроницаемыми и дренирующими типами почв.
Почвы с очень маленькими участками являются влагоудерживающими. Например, когда в почве присутствует глина, она тяжелее, крепче скрепляется и удерживает воду.
Когда почва содержит смесь размеров зерен, она называется суглинком (рис. 1).
Когда почвоведы хотят точно определить тип почвы, они измеряют процентное содержание песка, ила и глины.Они наносят эту информацию на треугольную диаграмму, где частицы каждого размера находятся в одном углу (рис. 2). Затем тип почвы можно определить по местоположению на схеме. Вверху почва была бы глиной; в левом углу — песок, а в правом — ил. Почвы в нижней средней части с содержанием глины менее 50% представляют собой суглинки.
Рисунок 2. Типы почв по размеру частиц.
Используя диаграмму в качестве ориентира, каков состав супеси? Если вы хотите определить тип почвы на ощупь, вот таблица от Министерства сельского хозяйства США, которая поможет вам.
Горизонты и профили почвы
Остаточная почва образуется в течение многих лет, так как механическое и химическое выветривание медленно превращает твердую породу в почву. Развитие остаточного грунта может происходить примерно так.
Рис. 3. Почва — важный ресурс. На этой фотографии отчетливо виден каждый горизонт почвы.
Трещины коренных пород из-за выветривания из-за расклинивания льда или другого физического процесса.
Вода, кислород и углекислый газ проникают в трещины, вызывая химическое выветривание.
Растения, такие как лишайники или травы, укореняются и вызывают биологическое выветривание.
Выветрившийся материал собирается, пока не останется почва.
Почва развивает горизонта почвы , поскольку каждый слой постепенно изменяется. Наибольшая степень выветривания находится в верхнем слое. Каждый последующий нижний слой изменяется чуть меньше. Это потому, что первое место, где вода и воздух соприкасаются с почвой, находится наверху.
На разрезе на склоне холма видны разные слои почвы.Все вместе они называются почвенным профилем (рис. 3).
Самые простые почвы имеют три горизонта: верхний слой почвы (горизонт A), подпочвенный слой (горизонт B) и горизонт C.
Верхний слой почвы
Рисунок 4. Профиль почвы — это полный набор слоев почвы. Каждый слой называется горизонтом.
Называемый горизонтом А, верхний слой почвы обычно является самым темным слоем почвы, потому что он имеет наибольшую долю органического материала. Верхний слой почвы является регионом наиболее интенсивной биологической активности: насекомые, черви и другие животные роются в нем, а растения протягивают в него свои корни.Корни растений помогают удерживать этот слой почвы на месте. В верхнем слое почвы минералы могут растворяться в проходящей через него пресной воде и переноситься в нижние слои почвы. Очень мелкие частицы, такие как глина, также могут попадать в нижние слои, когда вода просачивается в землю.
Недра
Горизонт B или недра — место накопления растворимых минералов и глин. Этот слой светло-коричневого цвета и содержит больше воды, чем верхний слой почвы из-за присутствия железа и глинистых минералов.Органического материала меньше. Посмотрите на рисунок 4.
C горизонт
Горизонт С представляет собой пласт частично измененной коренной породы. В этом слое есть некоторые свидетельства выветривания, но фрагменты первоначальной породы видны и могут быть идентифицированы.
Не во всех климатических регионах развиваются почвы, и не во всех регионах развиваются одни и те же горизонты. В одних областях возникает до пяти или шести отдельных слоев, в других — только очень тонкие почвы или, возможно, вообще нет почвы.
Типы почв
Хотя почвоведы признают тысячи типов почв, каждый со своими характеристиками и названием, давайте рассмотрим только три типа почв. Это поможет вам понять некоторые из основных представлений о том, как климат создает определенный тип почвы, но есть много исключений из того, что мы узнаем прямо сейчас (рисунок 5).
Рис. 5. Только некоторые из тысяч типов почв.
Педальфер
Рис. 6. Педальфер — это темная плодородная почва, которая образуется в лесной местности.
Лиственным деревьям, деревьям, теряющим листья каждую зиму, требуется не менее 65 см дождя в год. В этих лесах образуются почвы, называемые pedalfers , которые распространены во многих районах умеренной восточной части Соединенных Штатов (рис. 6).
Слово «педальфер» происходит от некоторых элементов, которые обычно встречаются в почве. Al in ped al fer — химический символ элемента алюминия, а Fe in pedal fe r — химический символ железа.
Педальферы обычно очень плодородные, темно-коричневые или черноземы. Неудивительно, что они богаты алюминиевыми глинами и оксидами железа. Поскольку в этом климате часто выпадает много осадков, большинство растворимых минералов растворяются и уносятся, оставляя менее растворимые глины и оксиды железа.
Педокальный
Рис. 7. Педокал — это щелочная почва, которая образуется в пастбищах.
Племенные почвы образуются в более засушливых районах с умеренным климатом, где луга и кустарники являются обычным типом растительности (рисунок 7).В климатических условиях, которые образуют педокалы, выпадает менее 65 см осадков в год, поэтому по сравнению с педалферами меньше химического выветривания и меньше воды для растворения растворимых минералов, поэтому присутствует больше растворимых минералов и меньше глинистых минералов. Это более сухой регион с меньшим количеством растительности, поэтому почвы имеют меньшее количество органического материала и менее плодородны.
Педокал назван в честь образующегося обогащенного кальцитом слоя. Вода начинает двигаться вниз через слои почвы, но, не успев далеко уйти, она начинает испаряться.Растворимые минералы, такие как карбонат кальция, концентрируются в слое, отмечающем самое низкое место, до которого могла добраться вода. Этот слой называется калише.
Латерит
Рис. 8. Латерит — это тип толстой, бедной питательными веществами почвы, которая образуется в тропических лесах.
В тропических лесах, где дожди идут буквально каждый день, образуется латеритных почв (рис. 8). В этих жарких, влажных тропических регионах интенсивное химическое выветривание лишает почвы питательных веществ.Гумуса практически нет. Все растворимые минералы удаляются из почвы и уносятся все питательные вещества растений. Все, что осталось, — это наименее растворимые материалы, такие как оксиды алюминия и железа. Эти почвы часто имеют красный цвет из-за оксидов железа. Латеритные почвы спекаются, как кирпич, если они подвергаются воздействию солнца.
Многие типы климата здесь не упоминаются. Каждая из них создает особый тип почвы, который формируется в конкретных обстоятельствах, существующих на ней. Там, где меньше выветривание, почвы тоньше, но могут присутствовать растворимые минералы.

Стабильная порода Предел прочности на сжатие по типу породы
Rock Тип	Прочность на неограниченное сжатие (тонны / кв. Фут)
Rock Тип	Минимум	Максимум
25 Шаль	254	2537
Мел, известняк, долустон	18	1,100
Песчаник	50	2100
каменная соль, калий, гипс, ангидрит	120	1 000 90 278
Алевролит	190	870
Магматические / метаморфические	750	3 400

Связные грунты Прочность на неограниченное сжатие по типу грунта
Когезив OSHA Тип почвы	Описание почвы	Неограниченный Прочность на сжатие (тонн / кв. Фут)
A	Глина, илистая глина, супесчаная глина, суглинок, калича, твердый слой Некоторые илистые суглинки, супеси	≥1.5
B	Гранулированные связные почвы, такие как угловатый гравий, ил, илистый суглинок, супесь Некоторые илистые суглинки, супеси	0,5 — 1,5
С	Гранулированные почвы, такие как гравий, песок, суглинистый песок, затопленный грунт Почва, из которой свободно просачивается вода	≤0,5

Глины Предел прочности на сжатие по консистенции
Консистенция	Прочность на сжатие без ограничений (тонн / кв. Фут)
Очень мягкий	0-0.25
Мягкий	0,25 — 0,5
Средний	0,5 — 1
Жесткий	1-2
Очень жесткий	2–4
Жесткий	> 4

Справочные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов

1.2. Физические свойства грунтов

Вы здесь

Сообщение об ошибке

Основные характеристики физико-механических свойств грунтов. Таблицы для расчета

Свойства грунтов

Физические свойства

Нормативные характеристики песчаных грунтов

elima.ru › Скрипты › Таблицы 1

Нормативные и расчетные характеристики грунтов

Нормативные значения характеристик

Расчетные значения характеристик

Характеристики двух типов почв

Понижение уровня грунтовых вод меняет физико-химические характеристики почвы на торфяниках Зойге

Основные моменты

Abstract

Ключевые слова

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Служба охраны рыболовства и дикой природы США

Документация и инструменты для использования данных NRCS о почвах

Тип почвы влияет на стратегию орошения

Таблица 1. Характеристики песчаных, илистых и глинистых почв. Брэди и Вейл, 2008.

Рис. 1. Распространение воды, время проникновения и расстояние в песчаных и глинистых почвах. Дэвид Уайтинг, 2011.

Добавить комментарий Отменить ответ