Na seznamu geodetskih del lahko včasih najdete takšno storitev, kot je določanje sestave tal. Ta postopek se izvaja z namenom pridobivanja informacij o vsebnosti delcev v tleh na določenem območju. Pri gradbenih delih je določitev takšne sestave potrebna redko, v kmetijstvu in geološko-raziskovalnih dejavnostih pa je nepogrešljiva. V tem primeru lahko granulometrično sestavo določimo z različnimi metodami. Izbira enega od njih je odvisna od številnih dejavnikov in pogojev.
Splošne informacije o porazdelitvi velikosti delcev
Pod granulometrično sestavo razumemo prisotnost mehanskih elementov v tleh. Poleg tega se v tem primeru lahko tla obravnavajo kot splošna oznaka tal, ki je lahko tudi umetna. Kar zadeva delce, imajo lahko različne lastnosti in izvor. Obstajajo tudi različne vrste sestavkov v koncentraciji. Na primer, porazdelitev velikosti delcev peska bo bolj ali manj homogena, tudi glede na vsebnost delcev določene frakcije. Strokovnjaki ugotavljajo, da je najmanjša velikost elementov, ki lahko prepoznajo uporabljene tehnike te analize,je samo 0,001 mm.
V skladu z GOST ločimo šest vrst frakcij - to so enaki delci peska, bloki, gramoz, glina itd. Vsaka frakcija ima ne le svoj obseg standardnih velikosti, ampak tudi biološki izvor. Hkrati pa ne smemo misliti, da je granulometrijsko sestavo značilna le vsebnost majhnih delcev. GOST pod številko 12536-79 tudi ugotavlja, da največja velikost frakcije, ki se upošteva kot sestavni del tal, doseže 200 mm. To so predvsem balvani, ki so lahko veliki. Najmanjša frakcija je glina, čeprav ji v tem kazalcu lahko tekmujejo delci peska.
Klasifikacije velikosti zrn
Poleg delne gradacije tal obstajajo še druga načela klasifikacije. Eden od njih predvideva ločevanje na podlagi vsebnosti glinenih delcev. V tem primeru se upošteva tudi narava tvorbe tal in razkrije se prevladujoča frakcija. Alternativna razvrstitev je določitev vrste sestave s prisotnostjo elementov peska, prahu in iste gline. To pomeni, da bo na nek način takšna porazdelitev velikosti delcev določena s kombiniranim principom s celovito predstavitvijo informacij o elementih, ki so vključeni v to. Pomembno je omeniti, da je zaradi podobnosti med obema pristopoma k klasifikaciji spojin v praksi precej težko razlikovati med njima.
Neposredne metode za določanje sestave
Obstajata dve bistveno različni skupini načinov za določanje mehanske sestave tal. Ena od njih je posredna in namenjena ugotavljanju vzorcev nastajanja tal na določenem območju, druga pa predstavlja segment neposrednih metod, ki temeljijo na tehničnih analiznih sredstvih. Zlasti skupina neposrednih metod lahko uporablja posebne naprave, naprave in napeljave, ki omogočajo določanje parametrov delcev z visoko stopnjo natančnosti. Zlasti se lahko uporabljajo elektronski in optični mikroskopi, ki izvajajo mikrometrični pregled. Neposredna metoda vam omogoča natančnejše določanje granulometrijske sestave tal, vendar se zaradi zapletenosti tehnične organizacije postopka in visokih stroškov uporablja izjemno redko.
Posredne metode za določanje sestave
Ta skupina metod za določanje sestave običajno vključuje metode, ki temeljijo na uporabi različnih vzorcev v strukturi preučevane mešanice. Zlasti je mogoče ugotoviti odvisnosti med samimi elementi matrike, vendar se najpogosteje predpostavlja kompleksna analiza. To pomeni, da se pri primerjalnem postopku upoštevajo tudi druge značilnosti tal, vključno z vlago, lastnostmi suspenzije, dinamiko sedimentacije itd. Posredne metode za določanje porazdelitve velikosti delcev vključujejo tudi optične in hidrometrične metode beleženja fizikalnih lastnosti. Poleg tega najnovejše tehnologije omogočajo uporabo naravnega modeliranja sedimentacije. Če primerjamo to linijo analize z neposrednimi metodami,potem njegove slabosti vključujejo nizko natančnost. Če je torej potrebno izvesti enkratno študijo na določenem mestu, bo neposredna metoda še vedno boljša. Toda pri obsežnem in rednem delu so ekonomsko upravičene le posredne metode.
Areometrična metoda
To je visoko specializirana, čeprav priljubljena tehnika, ki temelji na principih izpodrinjene tekočine. Pravzaprav tako deluje hidrometer, ki se uporablja v procesu analize. Sam princip deluje po pravilu, po katerem bo prostornina izpodrinjene tekočine enaka masi, ki jo nadomesti novo telo. Le v primeru uporabe hidrometričnih tehnik se granulometrijska sestava tal določi z zbrano suspenzijo. Zlasti strokovnjak s potopitvijo delcev v vodo preveri tudi odstopanja od predhodno pridobljenih podatkov. Običajno se taka analiza izvaja serijsko in v vsakem primeru se opravi delo za določitev ene značilnosti - gostote. Ponovno je na podlagi razmerja delcev in pogojev njihovega bivanja v tleh mogoče na ta način določiti frakcijsko in mehansko sestavo.
Pipetna metoda
V tem primeru se uporablja tudi tekoči medij, ki omogoča razlikovanje med posameznimi delci glede na njihove značilnosti. Odvzeti vzorec se potopi v vodo, po kateri se zabeleži hitrost padca elementov sestave. Po določenem času se analiza zaključi in usedli delci se odstranijo. Vzorec nato posušimo, izmerimo in oblikujemotestno poročilo. Določanje velikosti delcev s to metodo se praviloma uporablja pri analizi glinenih tal. To je posledica prav dejstva, da imajo delci v takšni zemlji fino frakcijo, ki jo je mogoče analizirati s hitrostjo padca v tekočem mediju.
metoda Rutkowskega
Kot vse posredne metode analize sestave tudi ta tehnika ni zelo natančna in daje le splošno predstavo o elementih, ki jih vsebuje preučevana masa. Samo načelo določanja lastnosti delcev po metodi Rutkowskega temelji na dveh parametrih. Prvič, to je enaka hitrost padanja elementa v tekočem mediju. Toda v tem primeru se odvisnost ne izsledi med hitrostjo in izvorom delca, temveč glede na dinamiko potopitve do velikosti. In drugi parameter, ki omogoča določitev granulometrijske sestave tal s to tehniko, temelji na sposobnosti delcev, da nabreknejo v istem vodnem mediju. Ta del analize razkriva tako fizične kot na nek način kemične lastnosti mase.
Sitna metoda
To je ena najstarejših in najpogostejših metod za določanje sestave tal. Temelji na uporabi posebnih kompletov sit, ki prepuščajo frakcije enake velikosti in ne prepuščajo delcev z večjimi parametri. Metoda je enostavna in cenovno dostopna za uporabo, zato se pogosto uporablja v gradbeništvu, kjer ni mogoče organizirati kompleksnih metod posredne analize. Vendar pa je nemogoče preveriti sestavo skozi sitolahko z gotovostjo pripišemo neposrednim metodam. Kljub temu takšna analiza ne bo omogočila, da bi na primer določili granulometrijsko sestavo kamnin z enako stopnjo natančnosti kot mikrometrična študija. Res je, natančnost bo v veliki meri odvisna od orodja za analizo - to je nabora sit. Obstajata dve kategoriji teh naprav. Eden od njih se osredotoča na delo s sejanjem brez pranja. V tem primeru imajo celice velikost od 0,5 do 10 mm. Druga skupina predstavlja sita s prehodno frakcijo od 0,1 do 10 mm.
Kako porazdelitev velikosti delcev vpliva na rastline?
Tako frakcija kot zastopanost različnih mineralov vplivata na agrotehnične lastnosti tal. Zlasti sestava lahko določi vodno-zračno okolje tal, njeno nagnjenost k erozijskim procesom, agregacijo, gostoto, biološke in kemične lastnosti. Tako na primer peščena in ilovnata tla povzročajo, da je okolje šibko v smislu izmenjave zraka in vlage. To je škodljivo za večino rastlin – predvsem tistih, ki rastejo znotraj kmetijskih zemljišč, kjer na rodovitno plast vpliva tudi narava pridelave. Toda granulometrijska sestava je pomembna za vegetacijo, ne toliko glede na strukturo in gostoto, temveč glede na vsebnost koristnih elementov. Včasih prisotnost magnezija, fosforja in soli sama po sebi zagotavlja optimalno plast hranilne baze, kar odpravlja potrebo po dodatnih gnojilih.
Sklep
Primer tehnoloških pristopov k analizi tal za porazdelitev velikosti delcev kaže, kako najnovejši merilni instrumenti niso konkurenčni raziskovalnim metodam z uporabo osnovnih fizikalnih pravil in vzorcev. Seveda ne moremo reči, da določanje granulometrijske sestave tal z mikrometrično analizo izgublja pred posrednimi metodami glede kakovostne izvedbe. Toda v smislu praktičnosti je druga skupina bolj učinkovita. Hkrati se sam koncept uporabe visoko natančnih tehničnih sredstev sploh ne prekine. Najbolj obetavne metode vključujejo samo združevanje dveh raziskovalnih načel.
