الكمية الكمية العالقات العالقاتاألرض األرض لمكونات لمكونات

الباب الباب الثانيالثاني

الجزء و الماء و الهواء الجزء عالقة و الماء و الهواء عالقةالصلبالصلب

: الحجم :عالقة الحجم عالقة

الماء حجم مع عكسيا يتناسب الهواء الماء حجم حجم مع عكسيا يتناسب الهواء حجم

المسامية مع عكسيا يتناسب الصلبة المواد المسامية حجم مع عكسيا يتناسب الصلبة المواد حجمحجما.حجما.

: الكتلة :عالقة الكتلة عالقة

الماء . كتلة مع عكسيا تتناسب الهواء الماء .كتلة كتلة مع عكسيا تتناسب الهواء كتلة

مع عكسيا تتناسب الصلب الجزء مع كتلة عكسيا تتناسب الصلب الجزء كتلةكتلة كتلة المسامية المسامية

Mt

الوزن الكلى

Vt

الحجم الكلى

VVaa AirAirهواء هواء MMaa

VVww WaterWaterماء ماء MMww

VVss SolidSolidصلب صلب MMss

و الماء و الهواء و عالقة الماء و الهواء عالقةالصلب الصلب الجزء الجزء

الحقيقية الحقيقية الكثافة الكثافةوالظاهريةوالظاهرية

الحقيقة :Real Density (s)الكثافة

الصلبة الحبيبات كثافة الصلبة وهي الحبيبات كثافة وهي

( . ق ( ث الحقيقية )الكثافة . ق ( ث الحقيقية = =الكثافة

(( / الحبيبات حجم األرض حبيبات / كتلة الحبيبات حجم األرض حبيبات كتلةفقط فقط الصلبة ((الصلبة

ss=(M=(Mss/V/Vss) = …..Kg m) = …..Kg m-3-3

. العضوية .المادة العضوية المادة

. المعدنية . المواد المعدنية المواد

. الطين معدن .نوع الطين معدن نوع

. . قنينة بواسطة عمليا ق ث . وتقدر . قنينة بواسطة عمليا ق ث وتقدر الكثافة.الكثافة.

قيمة على تؤثر التي قيمة العوامل على تؤثر التي العواملالحقيقية الحقيقية الكثافة الكثافة

الظاهرية = الظاهرية = الكثافة الكثافة

أو ÷ الكلي الحجم األرض حبيبات أو ÷ كتلة الكلي الحجم األرض حبيبات كتلة

الظاهريالظاهري

ρρbb=(M=(Mss/V/Vtt)=[(M)=[(Mss)/(V)/(Vss +V +Vw w +V+Vaa)])]

الظاهريه Bulk Densityالكثافة(b)

•. األرض تفكك أو تماسك مدى عن .تعبر األرض تفكك أو تماسك مدى عن تعبر•( التربة ( بناء الحبيبات ترتيب نظام عن )تعبر التربة ( بناء الحبيبات ترتيب نظام عن ..تعبرالزراعية • الخدمة عمليات كفاءة لمدى الزراعية مقياس الخدمة عمليات كفاءة لمدى مقياس

الواحدة. الواحدة. لألرض لألرض •. األرض قوام نوع على .دليل األرض قوام نوع على دليل•. األرض مسامية على .دليل األرض مسامية على دليلكميات • لتقدير الظاهرية الكثافة استخدام كميات يمكن لتقدير الظاهرية الكثافة استخدام يمكن

الري . الري .مياه مياه•. غرض ألي األرض وزن .حساب غرض ألي األرض وزن حساب

الظاهرية للكثافة العملية األهمية

و " • التفكك األرض في الحبيبات ترتيب و " نظام التفكك األرض في الحبيبات ترتيب نظام..احم ”احم ”ززالتالت

األرضي .• البناء األرضي .نظام البناء نظامالعضوية .• العضوية .المادة المادة•. التربة في الرطوبة .نسبة التربة في الرطوبة نسبةالتربة • التربة قوام ..قوام• . الطين معدن . نوع الطين معدن نوعاألرض • األرض عمق التحت ””عمق أو السطحية التحت الطبقة أو السطحية الطبقة

“.“.سطحيةسطحية

الكثافة قيمة على تؤثر التي العوامل( . ظ ( ث الظاهرية

أخذ في المستخدمة التربة اسطوانة أخذ باستخدام في المستخدمة التربة اسطوانة باستخدام..العيناتالعينات

من مكعب بتغطية تقدر و األرض كتلة من طريقة مكعب بتغطية تقدر و األرض كتلة طريقةالبرا بشمع البرا التربة بشمع ..ينينففالتربة

ال السائل وزن معرفة طريق ال عن السائل وزن معرفة طريق يمكن ممعن يمكن زاح زاح

. . ظ ث ب .حسا . ظ ث ب حسا

الكثافة تقدير طرقالظاهرية

Porosity Porosityالمسامية المسامية (E)(E)

كتل المسامية ؛ حجما كتل المسامية المسامية ؛ حجما ههالمسامية

لألرض = ÷ الكلي الحجم المسام حجم حجما لألرض = ÷ المسامية الكلي الحجم المسام حجم حجما المسامية

E =(VE =(Vvv/V/Vtt)=[(V)=[(Vww+V+Vaa)/(V)/(Vss+V+Vww+V+Vaa)) الحقيقي والحجم الظاهري الحجم باستخدام حسابها الحقيقي ويمكن والحجم الظاهري الحجم باستخدام حسابها ويمكن

للتربةللتربة

([= ([= VVbb- V- Vtt/)/)VVbb

: ومنها والظاهرية الحقيقية الكثافات تستخدم بها :وبالتعويض ومنها والظاهرية الحقيقية الكثافات تستخدم بها وبالتعويض

قيمة بضرب مئوية كنسبة أو عشرية كنسبه عنها قيمة ويعبر بضرب مئوية كنسبة أو عشرية كنسبه عنها E x E xويعبر100100..

pb

ps

Ps - pb

ps

E = =1 - Ps - pb

ps

األكسجين التهويةالتهوية األكسجين وإمداد للجذور وإمداد للجذور الالزم الالزمالميكروبات.الميكروبات.وو

. بالتربة الماء .حركة بالتربة الماء حركة و للنبات الالزم بالماء و االحتفاظ للنبات الالزم بالماء االحتفاظ

الميكروبات.الميكروبات. بين المسامية قيمة بين وتتراوح المسامية قيمة ..% % 6060--3030وتتراوح حس حس تختلف في ــتختلف فهي التربة قوام في ب فهي التربة قوام ب

الطينية في منها أقل الطينية الرملية في منها أقل ..الرملية

دراسة أهميةالمسامية

المسام المسام أنواع أنواعكبري • كبري مسام Macro poresMacro poresمسام

من أكبر قطر ذات من هي أكبر قطر ذات ميكرومتر ميكرومتر 100100هي

. السريع الصرف و التهوية عن المسئولة .وهي السريع الصرف و التهوية عن المسئولة وهي

وسطي • وسطي مسام Meso poresMeso poresمسام

بين تتراوح بين أقطارها تتراوح (100100--3030أقطارها (ميكرومتر ) ) 100μm100μm--3030ميكرومتر الصرف بعد بالتربة الماء حركة عن المسئولة الصرف وهي بعد بالتربة الماء حركة عن المسئولة وهي

الماء توزيع إعادة المسام هذه وتتولى الماء السريع توزيع إعادة المسام هذه وتتولى والهواء والهواء السريع. التربة .بقطاع التربة بقطاع

صغري • صغري مسام Micro poresMicro poresمسام

من أقل أقطار من ذات أقل أقطار " " 30μm30μmميكرومتر "ميكرومتر "3030ذاتالمسئ المسئ وهي االحتف ــــوهي عن االحتف ولة عن إحتياج ــــولة لتغطية التربة في بالماء إحتياج اظ لتغطية التربة في بالماء اظ

النبات.النبات.

الرملية باألرض الكبرى المسام الرملية تسود باألرض الكبرى المسام ..تسود

. الطينية باألرض الصغرى المسام .تسود الطينية باألرض الصغرى المسام تسود

الكثافة و المسامية بين عكسية الكثافة العالقة و المسامية بين عكسية العالقة ..الظاهريةالظاهرية

عن فكرة تعطي ال لألرض الكلية عن المسامية فكرة تعطي ال لألرض الكلية المساميةللمسام الحجمي للمسام التوزيع الحجمي Pore size Pore sizeالتوزيع

distributiondistribution ذات المسام أحجام نسبة ذات أي المسام أحجام نسبة أيالمختلفة المختلفة األقطار ..األقطار

المسام المسام نسبة Void VoidنسبةRatio “eRatio “e””

÷ ) = الحبيبات حجم المسام حجم المسام الحبيبات = ( ÷ نسبة حجم المسام حجم المسام نسبة( فقط )الصلبة فقط ..الصلبة

كنسبة يعبريعبر كنسبة عنها . . عنها

) بين ما قيمتها بين (تتراوح ما قيمتها ..))2.02.0 - -0.30.3تتراوح

المسامية من أعلى المسام نسبة المسامية قيمة من أعلى المسام نسبة ..قيمة

VvVs

Vw + VaVs

e = =

المسامية بين المسامية العالقة بين العالقةالمسام المسام ونسبة ونسبة

e1+e

E1-EE= or e =

الهوائية = الهوائية =المسامية المسامية

الممل( المسام الممل( حجم المسام الحجم الحجم هواء ÷هواء ÷وءةوءةحجم( لألرض )الكلي لألرض الكلي

VaVt

VaVa +Vw +VsEa = =

نسب نسب هي إلى ــــــهي بالهواء المملوءة الهواء حجم إلى ة بالهواء المملوءة الهواء حجم ةالكلي الكلي الحجم ..لألرضلألرض الحجم

إذا مئوية كنسبة أو عشرية كنسبة عنها إذا يعبر مئوية كنسبة أو عشرية كنسبة عنها يعبر.. EaEa××100100ضرب ضرب

ته عن ته تعبر عن األرض ــتعبر األرض وية ..وية

النمو ــــالمساميالمسامي النمو ة بين ــــجيجيذذة تتراوح بين ة تتراوح على على 0.120.12 - -0.10.1ةيومي بعد يومي األقل بعد أي ن ن ــــاألقل أي وثالثة أو امامــــوثالثة الري أو من الري من

. الغزير .المطر الغزير المطر

على إما الرطوبي المحتوى عن يعبر على لذا إما الرطوبي المحتوى عن يعبر لذاالكتلة الكتلة أساس الحجم θθmmأساس أساس على الحجم أو أساس على θθvv..أو

MwMsθθm=

الماء = ÷ كتلة الكتلة أساس على الرطوبي الماء = ÷ المحتوى كتلة الكتلة أساس على الرطوبي المحتوىتماما الجافة األرض تماما كتلة الجافة األرض كتلة

الرطوبي Moisture Contentالمحتوى“θ”

الحجم =اا أساس على الرطوبي الحجم =لمحتوى أساس على الرطوبي الماء ÷ لمحتوى الماء ÷حجم حجملألرض الكلى لألرض الحجم الكلى الحجم

==

الرطوبي Moisture Contentالمحتوى“θ”

==θθvv = =

الرطوبي Moisture Contentالمحتوى“θ”

==Vw

Va +Vw +VsVwVt

المسام = ÷ حجم الماء حجم التشبع المسام = ÷ درجة حجم الماء حجم التشبع درجةباألرضباألرض

وقت = ÷ درجةدرجة أي في الرطوبي المحتوى وقت = ÷ التشبع أي في الرطوبي المحتوى التشبعالتشبع المحتوى المحتوى عند التشبع الرطوبى عند الرطوبى

VwVv

θ θ wwθθw(sat.)w(sat.)

θ θ vv θ θ v (sat.)v (sat.)

S” Saturation” التشبعدرجة Percentage

SS= =

SS== ==

حجم إلى الماء حجم نسبة عن يعبر دليل حجم هو إلى الماء حجم نسبة عن يعبر دليل هوباألرض الكلي باألرض المسام الكلي ..المسام

الجفاف عند صفر من تتراوح الجفاف قيمته عند صفر من تتراوح إلى قيمته إلى التام التام

100100. التشبع% حالة .في التشبع% حالة في

و الهوائية والمسامية المسامية بين و العالقة الهوائية والمسامية المسامية بين العالقة: الرطوبي :المحتوى الرطوبي المحتوى

Ea = E- θEa = E- θvv = E(1-S) = E(1-S)

وتدريب وتدريب مثــــال مثــــالمحلولمحلول

التربة من طبيعية عينات ألخذ اسطوانة التربة استخدمت من طبيعية عينات ألخذ اسطوانة استخدمتقـطر قـطر ذات وارتـفاع 1010ذات وارتـفاع ـسم األرض 1010ـسم وزن وـكان األرض ـسم وزن وـكان MtMtـسم

على 1.451.45 تجفيفها بعد األرض ووزن على كجم تجفيفها بعد األرض ووزن م° م° 105105كجم:كجم كجم MsMs 1.2 1.2ساعة ساعة 2424لمدة لمدة اآلتي :احسب اآلتي احسب

11 - -. الظاهرية .الكثافة الظاهرية الكثافةالمسامية.المسامية.- - 2233 - -. التشبع ودرجة التشبع عند الرطوبي .المحتوى التشبع ودرجة التشبع عند الرطوبي المحتوىالحجم - - 44 و الوزن أساس على الرطوبي الحجم المحتوى و الوزن أساس على الرطوبي المحتوى

. الماء كعمق عنه .معبرا الماء كعمق عنه معبرا55 - -. الهوائية .المسامية الهوائية المسامية66 - -. المسام .نسبة المسام نسبةلعمق - - 77 الفدان لعمق وزن الفدان وحجم 8080وزن األرض من وحجم سم األرض من سم

. به .الماء به الماء

D=10 cm = 0.1 mr = 0.1/2 = 0.05A= πr2 = (22/7) . (0.05)2 = 7.85 x 10-4 m3

Ms = 1.2 KgMw = 1.45 – 1.2 = 0.25 Kg

11- calculate Bulk Density- calculate Bulk Density::ρρbb= M= Mss/V/Vtt

= [(1.2)/(7.85 x 10= [(1.2)/(7.85 x 10-4-4)] = 1529 Kg m)] = 1529 Kg m-3-3

2- Calculate porosity:2- Calculate porosity: E= 1- ( ρE= 1- ( ρbb/ ρ/ ρss)) = 1- (1529/2650) = 0.423 = 42.3 %= 1- (1529/2650) = 0.423 = 42.3 %

ـ)ـ)11الحــــ(الحــــ(ـــلـــل

3- Caculate Moisture Content and Saturation Percentage:

VVww = M = Mww/ ρ/ ρww

= (0.25/1000)=2.5 x 10= (0.25/1000)=2.5 x 10-4-4 m m33

θθmm = M = Mww/M/Mss

= 0.25/1.2 = 0.208 = 20.8%= 0.25/1.2 = 0.208 = 20.8% θθvv = V = Vww/V/Vtt

= (2.5 x 10-4)/(7.85 x 10= (2.5 x 10-4)/(7.85 x 10-4-4) = 0.318 = 31.8 %) = 0.318 = 31.8 % De = VDe = Vww/A/A

= (2.5 x 10= (2.5 x 10-4-4)/(7.85 x 10)/(7.85 x 10-3-3) = 0.032 m = 3.2 cm) = 0.032 m = 3.2 cm E = 0.423=42.3%E = 0.423=42.3%

4-Calculate Depth of water (De):4-Calculate Depth of water (De):

S = [(θS = [(θvv)/(E-θ)/(E-θvv sat.)] sat.)]

= 0.318/0.423=0.75=75%= 0.318/0.423=0.75=75%

5-Calculate Air Porosity:5-Calculate Air Porosity:EEaa=E- θ=E- θvv = E (1-S) = E (1-S)

0.423-0.318 = 0.105 =10.5%0.423-0.318 = 0.105 =10.5%

6- Calculate Void Ratio :6- Calculate Void Ratio :e = [(E)/(1-0.423)=0.733e = [(E)/(1-0.423)=0.733

77-Calculate Weight of Feddan &Water volume:-Calculate Weight of Feddan &Water volume:

Feddan area = 4200mFeddan area = 4200m22

VVt t feddan = 4200 x 0. 8 = 3360 mfeddan = 4200 x 0. 8 = 3360 m33

VVww feddan = 3360 x 0.318 = 1068.5 m feddan = 3360 x 0.318 = 1068.5 m33/feddan/feddan

نسبة • و الهوائية السامية و المسامية حساب نسبة ويمكن و الهوائية السامية و المسامية حساب ويمكنأخرى بطريقة أخرى المسام بطريقة المسام

حدة • على مكون كل حجم بحساب ذلك حدة و على مكون كل حجم بحساب ذلك ::و• VVw w =2.5x 10=2.5x 10-4-4 m m3 3 • VVtt = 7.85x10 = 7.85x10-4-4 m m33

• VVss = M = Mss/ρ/ρss=1.2kg /2650 kgm=1.2kg /2650 kgm33=4.53x10=4.53x10-4-4 m m33

• VVaa = (V = (Vtt-(v-(vss+ v+ vww) =7.85x10) =7.85x10-4-4-(2.5x10-(2.5x10-4 -4 +4.52x10+4.52x10-4-4))• = 8.2x10= 8.2x10-5-5 m m33

• E = (VE = (Vw w +V+Vaa)/V)/Vtt

• = 0.423=42.3%= 0.423=42.3%• EEaa =V =Vaa/ V/ Vtt

• = 0.104 =10.4%= 0.104 =10.4%• e = (Ve = (Vww + V + Vaa)/V)/Vss

• = 0.733= 0.733