TOPRAK SUYU

1. TOPRAK SUYU Toprak Bilgisi Dersi2011 – 2012Peyzaj Mimarlığı Prof. Dr. Günay Erpulerpul@ankara.edu.tr

2. Toprak SuyuSu molekülünün yapısı

3. Toprak SuyuSu molekülünün yapısı

4. Polarite (kutupsallık) ve Hidrojen bağı

5. Polarite (kutupsallık) ve Hidrojen bağı

6. Gaz Sıvı Katı

7. Toprak SuyuAdezyon ve Kohezyon Bir toprak su sisteminde kohezyon (su molekülleri arasında) ve adezyon (su ve katı yüzey arasındaki ) kuvvetler. Kuvvetler büyük oranda H-bağlarının bir sonucudur. Adezif veya yüzeyde tutucu (adsorptif ) güç katı yüzeyden uzaklaştıkça hızla azalır. Daha gevşek bir yapı (1/3 atmosfer)

8. Toprak SuyuAdezyon

9. Toprak SuyuAdezyon ve Kohezyon

10. Toprak SuyuAdezyon ve Kohezyon

11. Toprak SuyuAdezyon ve Kohezyon

12. Yerçekimi suyu (sızma) Yarayışlı su hava Yarayışsız su katı

13. Toprak SuyuFarklı nem seviyeleri

14. Toprak SuyuBünye ve yarayışlı (elverişli) su

16. Toprak SuyuToprak su potansiyelinin yaklaşık eşdeğerleri

17. Toprak SuyuToprak su potansiyeli

18. Toprak SuyuToprak su potansiyeli

19. Toprak SuyuToprak su potansiyeli (pF)

20. Tabakalar-arası su Yarayışsız su Higroskopik su Solma noktası Kapilar su Yarayışlı su Tarla kapasitesi Fazla su Yerçekimi suyu

21. Toprak SuyuYarayışlı su

22. Adezyon ve Kohezyon (Yüzey Gerilimi) Günlük yaşam deneyimleri: iki parmak arasında bir su damlasının tutulması

23. Adezyon ve Kohezyon (Yüzey Gerilimi) Günlük yaşam deneyimleri: bir böceğin (sineğin) su üzerinde batmadan yürümesi

24. Adezyon ve Kohezyon (Yüzey Gerilimi) Günlük yaşam deneyimleri: metal tel su etkileşimi

25. Toprak SuyuYüzey Gerilimi Hava • Su-hava ara-yüzeyi Su

26. Suyun özellikleri bir silindirde menüsküs oluşmasına neden olur

27. Toprak SuyuKapilar su (Kapilla [Lat.]: kıl-saç) Su sever veya çeken bir yüzey ile suyun karşılıklı etkileşimi a) karakteristik bir temas açısı oluşur b) Eğer hava ve su kıvrık veya kavisli bir menüsküsde etkileşirlerse (karşılaşırlarsa), eğimin dış-bükey tarafında oluşan basınç, iç-bükey tarafta oluşandan daha küçüktür b) ince bir cam boruda kapilar yükselme oluşur, çünkü menüsküs altındaki basınç (P2) serbest su yüzeyindeki basınçtan (P1) daha küçüktür.

28. Toprak Suyu

29. Toprak SuyuKapilarite ile su hareketi h Sulama karığından suyun karık tepsine kapilarite ile hareketi (sol foto); sağ tarafta ise yine suyun yatay hareketi görülmektedir.

30. Toprak SuyuKapilarite ile su hareketi

31. Toprak SuyuKapilarite ile su hareketi

32. Toprak SuyuSu buharı hareketi

33. Toprak Suyu • Kütlesel nem içeriği (m) • m: kütlesel nem içeriği(oran) • Ws = toprak su miktarı, g (24h, 105 oC) • Mds = kuru toprak ağırlığı, g

34. Toplam toprak hacmi, Vb Su, Vw Toprak tanecikleri, Vp Hava, Va

35. Toprak Suyu • Hacimsel nem içeriği (v) • V = hacimsel nem içeriği (oran) • Vw = su hacmi (cm3) • Vb = toplam toprak hacmi (cm3)

36. Toprak Suyu Hacimsel nem içeriği

37. Toprak Suyu • Kütlesel (m) ve hacimsel nem içeriği (v) arasındaki ilişki • V: hacimsel nem içeriği (oran) • m: kütlesel nem içeriği(oran) • ds: toprak hacim ağırlığı (g cm-3) • w = su yoğunluğu = 1 gcm-3

38. Toprak Suyu • Eşdeğer su derinliği (d) • Birim yüzey alanındaki suyun hacmidir. • d = herhangi bir toprak katmanındaki eşdeğer su derinliği • L = toprak katmanının derinliği

39. Toprak Suyu

40. Hacimsel Nem İçeriği & Eşdeğer DerinlikTarım Topraklarının Tipik Değerleri Toprak Katı Fazı (Tanecikler):50% 0,50 m. 1 m Çok büyük gözenekler: 15% (Yerçekimi kuvvetleri) 0,15 m. Toplam Boşluk Oranı:50% Orta-büyüklükteki gözenekler: 20% (Bitkiye elverişli su) 0,20 m Çok küçük gözenekler: 15% (Elverişsiz su) 0,15 m

41. Toprak Su Tutma KapasitesiToprak Bünyesinin Etkisi Kaba Kum Siltli Kil Tın Kuru Toprak Yerçekimi Suyu Su Tutma Kapasitesi Elverişli Su Elverişsiz Su

42. Toprak Neminin Ölçülmesi • Ağırlıksal (Gravimetrik) • Kütlesel su içeriği ölçülür (m) • Arazi örnekleri alınırtartılırkurutulur(24h, 105oC) yeniden tartılır • Avantajları: doğru; birçok yerden alınan örnekler ile ölçüm yapılabilir • Dezavantajları: iş gücü; zamansal gecikme • His etme ve görünüm • Toprak örneği alınır ve el ile nem hissedilmeye çalışılır • Avantajları: düşük maliyet; birçok yerden alınan örnekler ile ölçüm yapılabilir • Dezavantajları: deneyim gerektirir; çok doğru değildir

43. Toprak Neminin Ölçülmesi • Nötron saçılması yöntemi (nötron yavaşlaması) • Hacimsel nem içeriğini ölçer (v) • Hidrojen atom çekirdekleri ile yüksek enerjili nötronların zayıflatılması • Avantajları: • göreli olarak daha büyük bir toprak alanını örnekler • devamlı olarak aynı sahadan birçok farklı derinlikten ölçüm alınabilir • doğru-kesin (hassas ve güvenilir) • Dezavantajları: • yüksek maliyetli ölçüm aleti • radyo-aktif lisans ve güvenlik gerekliliği • toprak yüzeyine yakın sığ ölçümler için güvenilir değildir

44. Toprak Neminin Ölçülmesi Nötron-prob

45. Toprak Neminin Ölçülmesi Nötron-prob H+ H+

46. Toprak Neminin Ölçülmesi • Dielektrikkatsayısı (Yalıtkanlık sabiti) • Bir toprağın yalıtkanlığı toprak nemine bağlı olarak değişiklik göstermektedir • Zaman ayarlı yansıma ölçümü [Time domain reflectometry (TDR)] (v) • Frekans bazlı yansıma ölçümü [Frequency domain reflectometry (FDR)] (v) • Öncelikli olarak araştırma amaçlı kullanılmaktadırlar

47. Toprak Neminin Ölçülmesi TDR (Dalga yayılım zamanı) Taşıma (iletim) hattı boyunca elektrik dalgalarının yayılım zamanının belirlenmesi 10 – 30 cm uzunluğunda iki metal çubuk (iletim hattı)

48. Toprak Neminin Ölçülmesi TDR (Dalga yayılım zamanı)

49. Toprak Neminin Ölçülmesi FDR (Dalga yansıma sıklığı) Elektromanyetik dalgaların üretilmesi ve dişler aracılığı ile toprakta yayılması ve bu dalgaların toprak tarafından tekrar dişlere yansıtılma sıklığının değerlendirmesi esasına göre çalışmaktadır. Dalga yayıcı dişler

50. Toprak Neminin Ölçülmesi Tansiyometreler Toprak nemi azaldığında, toprak tansiyometreden su almaya başlar; tansiyometredeki su yüksekliğinde veya hidrostatik basıncınca düşme meydana gelir. Bu basınç bir manometre ile ölçülür.