A talajok fizikai tulajdonságai II. Vízgazdálkodási jellemzık Hı- és levegıgazdálkodás

Átírás

1 A talajok fizikai tulajdonságai II. Vízgazdálkodási jellemzık Hı- és levegıgazdálkodás

2 Vízmozgás a talajban Víz megkötése, visszatartása a talajban: Talajnedvesség egy része a szemcsék felületéhez tapadva, másik része a pórustérben helyezkedik el. Víz adszorbcióját a vízmolekulák dipólus jellege és a talajrészecskék elektromos töltése idézi elı. A pórustérbe jutott vizet csak a szők kapillárisok tudják visszatartani, a nagyobb méretőek gyorsan kiürülnek.

3 A kapillárisok vízvisszatartó, vízemelı képessége függ: adhéziós (adszorbciós) erıktıl és a vízmolekulák közti vonzóerıtıl, az un. kohéziós erıtıl.

4 A víz megkötése és visszatartása a talajban Ha a víz-talaj-levegı rendszerben az adhézió nagyobb, mint a kohézió -> a kapilláris meniszkusz homorú. A víz emelkedése a kapillárisban addig tart, míg a vízoszlop súlya egyenlı nem lesz a kohéziós és adhéziós erık által meghatározott emelı/húzó erıvel. A kapilláris csı szívóereje annál nagyobb, minél kisebb a keresztmetszete.

5 A talaj vízgazdálkodása, pf pf: Schofield: a pf érték a víz adott részlegének elszívásához szükséges erı vízoszlop cm-ben. (Az elsz. szüks. erı azonos a víz visszatartására kifejtett erıvel.) 1 cm H 2 O = 98.1 Pa Pl kpa~1000 cm H 2 O~10 3 cm H 2 O-> ennek 10-es alapú log-át véve -> 3-as pf

6 7 6 5 pf hy 1 hy1 higroszkóposság HV holtvíztartalom DV hasznosíható vízkészlet Vk minimális vízkapacitás SZ (levegıkapacitás) Vk T teljes vízkapacitás P összporozitás T 4 HV DV 3 VK S Z 2 Vk min víz levegı 1 VK { PT nedvességtartalom (térfogat %) T A pf görbe (Búzás I. nyomán)

7 Fontosabb pf értékek Vízzel telített talaj pf értéke: 0 Kiszárított talajé 7 v. annál nagyobb. Hervadás pont: pf=4.2 Kapilláris víz: pf= Gravitációs víz: pf= 1.8

8

9

10

11 A talaj vízkapacitása Vízkapacitás: az a vízmennyiség, amit a talaj különbözı körülmények között befogadni/visszatartani képes. (tömeg%, térfogat%) Szabadföldi vízkapacitás (VKSZ): Az a vízmennyiség, amit a talaj beázás után a gravitációval szemben visszatart. Függ a szemcseösszetételtıl, szerkezettıl, rétegzettségtıl, talajvízszint elhelyezkedésétıl stb (~ pf 2,5 szívóerıvel szemben visszatartott vízmenny.) Maximális vízkapacitás (VKMax): A talaj pórusterét teljesen kitöltı víz mennyisége. A talaj ekkor kétfázisú. Minimális vízkapacitás (VKMin): A talaj vízvisszatartó képessége laboratóriumi körülmények között, a gravitáció érvényesülése esetén: VKMax-ig telített eredeti szerkezető mintát száraz homokon állni hagyjuk súlyállandóságig. Ahol a talajvíz mélyen van, ott a felsı rétegben a VKSZ ~ VKMin. Ha a talajvíz közel van: VKSZ > VKMin.

12 Nedvességformák a talajban I. Kötött víz: Kémiailag kötött, un. szerkezeti víz: talajásványok alkotó része, 105 o C-os szárítás során sem távozik el. Fizikai erıkkel kötött (adszorbeált) víz: A kolloidok felületén és a pórusok falán megkötıdı kb vízmolekula vastagságú réteg. A kötıerı nagysága a felülettıl távolodva csökken -> megkülönböztetünk erısen kötött vizet (1-100 vízmolekula vastagság) és lazán kötött vizet (az adszorbeált vízhártya külsı része, max vízmolekula vastagság)

13 Nedvességformák a talajban II. Kapilláris víz: A 0,2-10 µm átmérıjő kapillárisokban és a talajrészecskék érintkezési pontjainál visszatartott un. pórusszögletvíz (kötıerı: 2,5-4,2 pf). A kapillárisok feltöltıdése felülrıl, vagy alulról történhet: Támaszkodó kapilláris víz: a talajvízbıl táplálkozó kapillárisok által felszívott nedvesség. Felszínhez közeli talajvíz esetén az anyagforgalom döntı tényezıje (szikesek sóprofilja). Függı kapilláris víz: a kapillárisok a beszivárgó csapadékvízbıl (öntözıvíz) felülrıl töltıdnek fel, a kapilláris zóna nincs kapcsolatban a talajvízzel.

14 Szabad víz: Kapilláris gravitációs víz: µm átmérıjő pórusokban -> a víz lassan lefelé áramlik Gravitációs víz: 50 µm-nél nagyobb pórusokban -> víz gyorsan mozog lefelé. (mozgása az oldott anyagok és diszpergált kolloidok lemosódását eredményezi) Talajvíz

15

16

17 A talaj fıbb vízgazdálkodási típusai Kilúgozási típus: a felszínre jutó víz egy része a talajvízbe jut (BET) Egyensúlyi típus: a csapadék víz nem jut el a talajvízig, a beázási rétegben migrál (csernozjom) Párologtató típus: felszínre jutó víz + talajvíz párolog (szikes talajok)

18 A talaj levegı gazdálkodása

19 A talajlevegı összetétele A talajlevegı fı komponensei: N 2,O 2, CO 2 és a vízgız. A talajlevegı vízgıztartalma nagyobb a légkörinél. Relatív páratartalma csak ritkán csökken 95% alá.

20

21 A talaj hıgazdálkodása A talaj hıenergiához juthat: Napsugárzás Föld belsejébıl kiáramló hı Szervesanyagok lebontása során keletkezı hı Talajba kerülı víz (csapadék, termálvíz)

22 A talaj hıgazdálkodása A talajban lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai folyamatok (pl. víz halmazállapotának megváltozása) is hıfelszabadulással, vagy hıelvonással jár. Párolgás -> energia felhasználással jár -> hıenergia távozik a talajból. Vízpára kondenzációja -> hıenergia válik szabaddá. (Hasonlóan fagyás, olvadás.)

23

24