نفاذية التربة

تؤثر عدة عوامل على نفاذية التربة ، بدءًا من حجم الجسيمات والشوائب الموجودة في الماء ونسبة الفراغات ودرجة التشبع والماء الممتص ، وصولاً إلى الهواء المحبوس والمواد العضوية.

تُحافظ تهوية التربة على مستويات الأكسجين في منطقة جذور النباتات ، وهو أمر ضروري للتنفس الميكروبي والجذري، ومهم لنمو النبات . بالإضافة إلى ذلك، تُنظم مستويات الأكسجين درجات حرارة التربة وتلعب دورًا في بعض العمليات الكيميائية التي تدعم أكسدة عناصر مثل المنغنيز (Mn²⁺ ⁾ والحديد (Fe²⁺ ⁾ التي قد تكون سامة. ^{[ 1 ]}

1. التجارب المعملية:
   1. اختبار نفاذية الضغط الثابت،
   2. اختبار النفاذية على مستوى منخفض،
   3. اختبار النفاذية الأفقية.

1. التجارب الميدانية:
   1. طبقة المياه الجوفية الحرة،
   2. طبقة مياه جوفية مضغوطة.

يتباين تركيب هواء التربة بشكل كبير نتيجة استهلاك النباتات للغازات وإطلاق العمليات الميكروبية لغازات أخرى. يتميز هواء التربة برطوبته النسبية مقارنةً بهواء الغلاف الجوي، وتميل تركيزات _ثاني أكسيد الكربون _فيه إلى أن تكون أعلى، بينما تكون تركيزات الأكسجين _{فيه عادةً} أقل بكثير. وتكون مستويات _{الأكسجين} أعلى في التربة جيدة التهوية، والتي تحتوي أيضاً على مستويات أعلى من الميثان وأكسيد النيتروز مقارنةً بهواء الغلاف الجوي. ^{[ 1 ]}

أظهرت دراسة أجراها ألين هازن أن معامل نفاذية التربة (k) يتناسب طرديًا مع مربع حجم حبيباتها (D). ولذلك، فإن نفاذية التربة الخشنة الحبيبات عالية جدًا مقارنةً بنفاذية التربة الناعمة الحبيبات. وقد تصل نفاذية الرمل الخشن إلى أكثر من مليون ضعف نفاذية الطين.

إن وجود الشوائب الجزيئية الدقيقة في التربة يمكن أن يقلل من نفاذيتها عن طريق الانسداد التدريجي لمساميتها.

يتغير معامل النفاذية بتغير نسبة الفراغات وفقًا للمعادلة e /sup>/(1+e). بالنسبة لتربة معينة، كلما زادت نسبة الفراغات، زادت قيمة معامل النفاذية. حيث تمثل 'e' نسبة الفراغات.

استنادًا إلى مفاهيم أخرى، فقد ثبت أن نفاذية التربة تتغير وفقًا لـ ^e² أو e³ / ( ¹ +e). ومهما كانت العلاقة الدقيقة، فإن جميع أنواع التربة يكون منحنى العلاقة بين e و log k خطًا مستقيمًا. ^{[ 2 ]}

إذا لم تكن التربة مشبعة تمامًا، فإنها تحتوي على جيوب هوائية. وتقل نفاذيتها بسبب وجود الهواء الذي يعيق مرور الماء. ^{[ 3 ]} ونتيجة لذلك، تكون نفاذية التربة المشبعة جزئيًا أقل بكثير من نفاذية التربة المشبعة تمامًا. في الواقع، لا ينطبق قانون دارسي بدقة على هذه التربة.

تحتوي التربة ذات الحبيبات الدقيقة على طبقة من الماء الممتص ملتصقة بقوة بسطحها. هذه الطبقة الممتصة غير حرة الحركة بفعل الجاذبية، مما يعيق تدفق الماء في المسامات ويقلل بالتالي من نفاذية التربة. ووفقًا لكاساغراندي ، يمكن اعتبار نسبة الفراغات التي يشغلها الماء الممتص هي النسبة التقريبية للنفاذية، ويمكن افتراض أن النفاذية تتناسب تقريبًا مع مربع نسبة الفراغات الصافية (e - 0.1) ^{[ 4 ].}

يؤدي الهواء المحتبس في التربة والمواد العضوية إلى إعاقة مرور الماء عبرها، مما يقلل نفاذيتها بشكل ملحوظ. في اختبارات النفاذية، يجب أن تكون عينة التربة المستخدمة مشبعة تمامًا لتجنب الأخطاء. ^{[ 5 ]}

• قانون دارسي
• الموصلية الهيدروليكية
• النفاذية (علوم الأرض)
• تربة
• ميكانيكا التربة