األرضى الماء األرضى جهد الماء جهدSOIL WATER POTENTIALSOIL WATER POTENTIAL

الباب السابع

األرضى الماء األرضى جهد الماء جهد Water potentialWater potential

للحصول بذله الالزم الشغل كمية بأنه المائي الجهد للحصول يعرف بذله الالزم الشغل كمية بأنه المائي الجهد يعرف

وحدة وحدة على الماء ههالكميالكمي على الماء من المستوى من من تنتقل المستوى لكي من تنتقل لكي

( . المراد النقطة أي الدراسة موضع إلى ) القياسي . المراد النقطة أي الدراسة موضع إلى معرفة معرفة القياسي

) نفس عند عندها ( الجهد نفس عند عندها الحرارة الجهد الحرارة درجة ..درجة

القي القي المستوى سطح اسياسيالمستوى اعتباره سطح يمكن اعتباره عند يمكن حر نقي عند ماء حر نقي ماء

الماء) الجوي الجوي الضغطالضغط الماء) مستوى األرضي(.األرضي(. مستوى

الماء جهد عن التعبير علي يمكنالتالية الثالث األسس

الحجم أساس الحجم على أساس : : علىEnergy/Volume = )MLEnergy/Volume = )ML22TT-2-2(/ )L(/ )L33( = ML( = ML-1-1TT-2-2

الوحدات تكون الحالة هذه وفي الضغط أبعاد تساوي الوحدات وهي تكون الحالة هذه وفي الضغط أبعاد تساوي ,Pa, Pa : :وهيKg mKg m-1-1ss-2-2, Jm, Jm-3-3

الكتلة أساس الكتلة على أساس ::علىEnergy/mass = )MLEnergy/mass = )ML22TT-2-2(/ )M( = L(/ )M( = L22TT-2-2

بوحدة عنها بوحدة ويعبر عنها ..JKgJKg-1-1 ,, mm22ss-2-2::ويعبر

الوزن أساس الوزن على أساس : : Weight basisWeight basisعلى

قوة عن عبارة الوزن أن قوة حيث عن عبارة الوزن أن حيثEnergy/Weight = )MLEnergy/Weight = )ML22TT-2-2( / )MLT( / )MLT-2-2( = L( = L

( المتر بوحدة عنها المتر )ويعبر بوحدة عنها ..((mmويعبر في استخداما واألسهل شيوعا األكثر في هي استخداما واألسهل شيوعا األكثر . . األرض األرض هي عمود بارتفاع الحالة هذه في الجهد عن عمود يعبر بارتفاع الحالة هذه في الجهد عن الماء.الماء. يعبر

الوحدات بين التحويل ويمكنالتحويل ثوابت باستعمال المختلفة

التالية:1 bar = 100 cb = 1000mb = 1022 cm water = 1000 H2O

= 75.01 cm Hg

= 0.9869 atom or = 1 atom

= 100 J Kg-1 = 106 erg gm-1 = 106 dyne cm-2

الماء جهد عن كاآلتي :w ψويعبر مكوناته بداللة

ψψww = ψ = ψp p + ψ+ ψmm + ψ + ψss

::حيثحيثψψpp مشبعة والفوق المشبعة باألرض خاص الضغط جهد إلى مشبعة ترمز والفوق المشبعة باألرض خاص الضغط جهد إلى ترمز

موجبة) موجبة) وقيمته (.(.وقيمته

ψψmm ) الغير ) باألراضي خاص السالب الضغط الشد جهد إلى ( ترمز الغير ) باألراضي خاص السالب الضغط الشد جهد إلى ترمز

سالبة) قيمة سالبة) مشبعة قيمة (.(.مشبعة

ψψss = باألمالح خاص صفر النقي للماء اإلسموزي الجهد إلى باألمالح = ترمز خاص صفر النقي للماء اإلسموزي الجهد إلى ترمز

باألمالح ) متأثرة أرض الماء في باألمالح ) الذائبة متأثرة أرض الماء في ..((الذائبة للماء الكلي الجهد للماء ويكون الكلي الجهد مضافا( ψψtt))ويكون الماء جهد مجموع عن مضافا( عبارة الماء جهد مجموع عن عبارة

األرضية الجاذبية جهد األرضية إليه الجاذبية جهد ..((ψψgg ) )إليه

ψψtt = ψ = ψww + ψ + ψgg

األرضية الجاذبية جهدGravitational Potential

. األرضية الجاذبية جهد .طاقة األرضية الجاذبية جهد طاقة

Eg = m g zEg = m g z::حيثحيث

EgEg األرضية الجاذبية جهد األرضية طاقة الجاذبية جهد ، ، طاقة

gg الجاذبية الجاذبية عجلة كتلة كتلة mm ، ، االرتفاع االرتفاع zz ، ، عجلة الماءالماء

الفرق قيمة عن عبارة هو األرضية الجاذبية الفرق جهد قيمة عن عبارة هو األرضية الجاذبية جهدقياس مستوى عن قياسها المراد النقطة ارتفاع قياس في مستوى عن قياسها المراد النقطة ارتفاع في

جهدها معرفة المراد النقطة كانت فإذا جهدها افتراضي معرفة المراد النقطة كانت فإذا افتراضيالقيم فإن القياسي المستوى القيم فوق فإن القياسي المستوى إشارة ههفوق إشارة تأخذ تأخذ

المستوى تحت وجودها حالة في والعكس المستوى موجبة تحت وجودها حالة في والعكس موجبةفي كما سالبة إشارة تأخذ القيمة فإن في القياسي كما سالبة إشارة تأخذ القيمة فإن القياسي

التالي التالي الشكل + ::الشكللموجبةا

-السالبة

فوق المستوى القياسي

Ref = + g z

المستوى تحت القياسي

Ref = - g z

الضغط الضغط جهد Pressure PressureجهدPotentialPotential عند األرضي الماء يكون عندما يحدث ما وهو

وعليه الجوي الضغط من أكبر هيدروستاتيكي ضغطال الماء جهد مفإن تحت يكون حر ماء سطح تحت تواجد

هذا عند الماء ضغط جهد يكون بينما موجب ضغط( ) ( الهيدروستاتيكي فالضغط صفر مساوي ( Pالسطح

: يكون الجوي للضغط بالنسبة للماء P = ρw g h

، ρwحيث: الماء تحت hكثافة النقطة عمق. الحر الماء سطح

الضغط جهد طاقة كاآلتي : EpوتكونEp = P(dv) = ρw g h (dv)

جهد يكون الوزن وحدة أساس وعلى

:كاآلتي ψpالضغط

ψp = h

على عنها معبرا الماء من الكمية وحدة تكون عندماجهد يكون الوزن ارتفاع أساس عن عبارة الضغط

الحر الماء معرفة سطح المراد النقطة فوقالتربة في .جهدها

النقطة من الرأسية المسافة عن عبارة يكونالبيزومتر داخل الماء .Piezometersوسطح

الضغط ) الشد الضغط ) جهد الشد جهدالسالب(السالب(

الشعرية الخاصية و اإلدمصاص بقوى المرتبط الجهد الشعرية وهو الخاصية و اإلدمصاص بقوى المرتبط الجهد وهوبالتربة. بالتربة.

. جهده طاقة من تخفض و وتربطه الماء تجذب القوى . وهذه جهده طاقة من تخفض و وتربطه الماء تجذب القوى وهذه الشد جهد فإن الشد ولذلك جهد فإن :ΨΨmmولذلك هي الوزن وحدة أساس :على هي الوزن وحدة أساس على

ΨΨmm = - h = - h

النقطة بين الرأسية المسافة عن عبارة يكون التربة النقطة في بين الرأسية المسافة عن عبارة يكون التربة فيمملوء مانوميتر داخل الماء سطح وبين قياسها مملوء المراد مانوميتر داخل الماء سطح وبين قياسها المراد

كأسي مسامي جزء طريق عن النقطة بهذه ومتصل كأسي بالماء مسامي جزء طريق عن النقطة بهذه ومتصل بالماء. االتزان عند وذلك .الشكل االتزان عند وذلك الشكل

مانوميتر متصل باألرض عن طريق

h جزء مسامي

أرض

جزء مسامي

مانوميتر

التغيرات لتتبع األرض في الشد جهاز يوضع. الرطوبي المحتوى في

نتيجة وذلك الشد جهد تغيرات وبالتاليالنباتات بواسطة نقصها أو الماء إضافات

. األخرى أوالعوامل

الشد لجهود الجهاز قياسات تستخدم لك ولذ . الري مواعيد تحديد في المختلفة

يمjغ ذو التقسjاس التفريjون مقيjاري يكjتوى التجjيم على المسjغ ذو التقسjاس التفريjون مقيjاري يكjتوى التجjعلى المس j-فرjص( j-فرjص(ر – 100100jفjص( jمن jدjدى شjم jلjذا يقابjوه j) – رjفjص( jمن jدjدى شjم jلjذا يقابjوه j)10001000 .)مjس .)مjس

( نتيبارjد سjل واحjة تمثjل عالمjأي أن ك( نتيبارjد سjل واحjة تمثjل عالمjأي أن كcbcb يمjون تقسjويك ) يمjون تقسjويك )( لنفس مjدى الشjد فتكjوjن كjل jعالمjة ممثلjة ( لنفس مjدى الشjد فتكjوjن كjل jعالمjة ممثلjة 10001000)صjفjر – )صjفjر –

(.(.mbmbواحد ملليبار)واحد ملليبار)( الشد جهد حساب )يكون الشد جهد حساب يلي( :ΨΨmmيكون كما يلي( :بالجهاز كما بالجهاز

ΨΨmm = - )RN( + Z = - )RN( + Z00: حيث :حيثRR . التفريغ مقياس عداد قراءة .هي التفريغ مقياس عداد قراءة هيNN ) قسم ) أللف مدرج المقياس كان إذا واحد ( تساوي قسم ) أللف مدرج المقياس كان إذا واحد mbmb..تساوي NN 1010ي ي تساوتساو ) ( لمائة مدرج المقياس كان إذا ( عشرة ( لمائة مدرج المقياس كان إذا عشرة

cbcb.. قسمقسم قيمة قيمة تكون عليها ΨΨmmتكون عليها المتحصل الحالتين المتحصل الحالتين في ..HH22O cmO cmفيZZ00 الجزء من التفريغ لمقياس الرأسي البعد الجزء هي من التفريغ لمقياس الرأسي البعد هي

. المسامي .السيراميكي المسامي السيراميكي

Hg – H2O

H2O

ويمكن استبدال مقياس التفريغ بالمانوميتر ويكون حساب Mercury manometerالزئبقي

جهد الشد كاآلتي:

حيث: Hg 3- كجم م13600 كثافة الزئبق وتساوي.H2O 3- كجم م1000 كثافة الماء وتساوي.Z تساوي (ZHg + Z0 ) ولذلك فالمعادلة النهائية ،:هي

Ψm = (-12.6 ZHg) + Z0

هو ارتفاع الزئبق في المانوميتر فوق ZHgحيث .السطح المعرض للضغط الجوي

Ψm= -ZHg + Z0

األرضي بالماء الذائبة المواد لتأثير .ويرجعمن وت بخفض قلل وذلك به الخاصة الجهد طاقة

. األرضي للماء البخاري الضغط صفر يساوي النقي للماء األسموزي .الجهد األسموزي والجهد الشد جهد مجموع قياس يمكن

الحراري المزدوج جهاز بواسطة األرضي للماءلقياس Thermo Cupple Psychrometerالسيكومتري

الجوية .الرطوبة وجود وعدم حراري اتزان وجود بضمان ذلك ويتم

. األرضية للجاذبية تأثير مساويا البخار جهد أخذ يمكن الحالة هذه في

. الشد وجهد األسموزي الجهد لمجموع أوصفرا سالبة قيمة له األسموزي في الجهد

الملحية غير . األراضي ألن الماء تدفق حالة في هام غير األسموزي الجهد

باألرض تتوازن ما وسريعا الماء مع تتحرك .األمالح

أسموزيأسموزيالالالجهد الجهد

رطوبي شد جهاز حالة ذو Tensiometerفيإلى صفر من مقسم تفريغ كانت 100قياس

وكانت 31القراءة القوام متوسطة ألرضالجزء إلى المقياس من الرأسية المسافة

:80السيراميكي حساب والمطلوب سم

. أ- الشد جهدأن- لو المانوميتر داخل الزئبق إرتفاع ب

. زئبقي بمانوميتر استبدل المقياس

مثjjjjjjjjjjال محلول وتدريب

الحjjjjjjjjلالحjjjjjjjjل: الشد جهد :لحساب الشد جهد لحساب

ΨΨm m = [-R x N(] + Z= [-R x N(] + Z00

ΨΨm m = [-)31 x 10(] + 80 = -310 + 80 = [-)31 x 10(] + 80 = -310 + 80

= -230 cm H= -230 cm H22OO

= -0.23 bar = -0.23 bar = -23 K Pa= -23 K Pa

الحقلية السعة مجال في الحقلية وهي السعة مجال في )or )10 – 33 KPa(or )10 – 33 KPa( ( barbar 0.30.3 – – 0.10.1 ) )وهي

الزئبقي المانوميتر داخل الزئبق ارتفاع الزئبقي لحساب المانوميتر داخل الزئبق ارتفاع ::لحسابΨΨmm = )-12.6 Z = )-12.6 ZHgHg( +Z( +Z00

-230 = )-12.6 Z-230 = )-12.6 ZHgHg( + 80( + 80

ZZHg Hg = )-230 – 80( / )-12.6(= -310 /-12.6 = )-230 – 80( / )-12.6(= -310 /-12.6

= 24.6 cm Hg= 24.6 cm Hg