بخشی از مقاله
چکیده
دستگاه عصارهگیر پرشر پلیت یا صفحه فشاری یکی از وسایلی است که برای تعیین رابطه بین مقدار رطوبت خاک در پتانسیلهای ماتریک مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه نقاطی را روی منحنی رطوبتی در محدوده ماتریک -150 ≥ ψm ≥ -1 متر آب تعیین میکند. اساس کار دستگاه به این صورت است که از طریق وارد کردن فشار به نمونه باعث میشود که آب اضافی آن از طریق صفحه سرامیکی متخلخل خارج شده و از این طریق نمونه به یک پتانسیل آبی خاص میرسد. زمانی که نمونه به تعادل رسید پتانسیل آب آن با فشار وارد شده متعادل می-شود. این دستگاه یک وسیله راحت و واقعی برای خروج رطوبت خاک تحت شرایط کنترل شده از سرتاسر محیط رشد گیاه است. اما این دستگاه علاوه بر مزایای گفته شده معایبی نیز دارد از جمله اینکه استفاده از آن زمانبر است و برای رسیدن به تعادل به خصوص در مکشهای بالا، مدت زمان زیادی لازم است هم چنین استفاده از آن با خطاها و مشکلاتی همراه است. به همین دلیل توصیه میشود که در محدودههای مکش مختلف از دستگاههای مختلفی یا روشهای متفاوت استفاده شود تا خطاهای دستگاه کاهش یابد.
کلمات کلیدی: پرشر پلیت، مقدار رطوبت خاک، پتانسیل ماتریک
مقدمه
دستگاه عصارهگیر صفحه فشاری1 اولین بار در سال1943 توسط ریچاردز و فایرمن معرفی شد و سپس در سال 1958 توسط الریک و تنر اصلاح گردید .(Chang 1969)
از دستگاه صفحه فشاری برای تعیین رابطه بین مقدار آب و مکش ماتریک خاک استفاده میشود (Richards and .Fireman1943) به این رابطه منحنی مشخصه آب-خاک2، منحنی نگهداری یا منحنی رطوبتی آب-خاک میگویند .(Dexter et al 2012) به طور معمول از صفحات فشار برای تعیین واجذب3 یا ترسیم منحنی مشخصه آب-خاک در حالت خشک شدن (مثال، ارتباط بین مقدار آب در خاک و مکش ماتریک در موقع از دست رفتن آب) استفاده می-کنند. هم چنین، این صفحات را میتوان برای تعیین واجذب یا ترسیم منحنی مشخصه آب-خاک در حال خیس شدن، که نشان دهنده ارتباط بین مقدار آب خاک و مکش ماتریک هنگام جذب آب توسط خاک است، به کاربرد. در مورد اول، نمونه خاک در وضعیت اشباع قرار دارد و فشار هوا به صورت پیوسته از فشار جو بالاتر میرود. در مورد دوم، گونه خاک در وضعیت غیر اشباع قرار دارد و فشار هوا مرتبا از فشار هوای بالاتر به پایینتر کاهش مییابد. به علت رفتارهای
1 Pressure plate extractor 2 Soil water characteristic curve 3 desorption
1
هیسترتیک و نامنظم منحنی مشخصه آب-خاک، رابطه بین مقدار آب و مکش ماتریک برای منحنیهای خشک و تر شدن مشابه نمیباشد. قابل اعتبار بودن اندازه گیریهای مرتبط با این منحنی برای پیش بینی رفتار خاکهای غیر اشباع مهم است .(Leong et al 2004) دستگاه عصاره گیر پرشر پلیت نقاطی را روی منحنی رطوبتی در محدوده ماتریک -150 ≥ ψm ≥ -1 متر آب تعیین میکند اساس کار دستگاه پرشر پلیت به این صورت است که این دستگاه در واقع پتانسیل آب یک نمونه را اندازه گیری نمیکند، در عوض این دستگاه نمونه را به یک پتانسیل آبی خاص می-رساند که از طریق وارد کردن فشار به نمونه باعث میشود که آب اضافی آن از طریق صفحه سرامیکی متخلخل خارج شود. هنگامی که نمونه به تعادل میرسد پتانسیل آب آن با فشار وارد شده متعادل میشود .(Richards and
Fireman 1943, Gee et al 2002)
اجزای دستگاه
اجزای دستگاه پرشر پلیت شامل محفظه فشاری، صفحات سرامیکی، منبع تامین فشار هوای فشرده، تنظیم کننده-های فشار، سوپاپ ها، فشار سنج، مواد تماسی و حلقههای نگهدارنده مییاشد که در ادامه دو مورد از آنها توضیح داده میشود :
الف) محفظه فشاری محفظه فشاری1 باید به صورت خاص برای این کاربرد طراحی و ساخته شود به عنوان مثال محفظههای فشار کم
بایستی تحمل فشار حدود 500 کیلو پاسکال و محفظه فشار زیاد بایستی تحمل فشار بیش از 1500 کیلو پاسکال را داشته باشند .(Solone et al 2012) محفظههای فشاری از استیل ساخته شده و مقاوم به زنگ زدگی هستند.
محفظه پرشر پلیت یک بار، برای اندازه گیری های مکش 0/1 و 0/3 بار و دیگر مطالعات رطوبتی خاک در محدوده 0 - 1 بار و محفظه صفحه فشاری 5 بار در مکش 0-5 بار مورد استفاده قرار می گیرد. اما یک محفظه فشاری 15 بار برای محدوده 0- 1 بار مناسب نیست. هر چند که آنها میتوانند برای مطالعات 1-5 بار استفاده شوند. محفظه فشاری 15 نسبت به نوع 5 بار ابعاد کوچکتری دارد به این دلیل که با بزرگ شدن محفظه، فشار و سطح هر دو افزایش یافته و مقدار نیرو افزایش می یابد پس آنرا کوچک میسازند تا دستگاه از بین نرود.
ب) صفحات سرامیکی هر مجموعه صفحه سرامیکی دارای یک صفحه سرامیکی متخلخل است که یک سمت آن با یک غشا از جنس
