Các quá trình về xử lý bằng đất Tưới nước: Tưới bằng nước thải, quá trình xử lý bằng đất được áp dụng phổ biến nhất hiện nay, bao gồm việc tưới nước thải vào đất và để đáp ứng các yêu cầu sinh trưởng của cây cối. Dòng nước thải khi đi vào đất sẽ được xử lý bằng những quá trình vật lý, hoá học và sinh học. Dòng nước thải đó có thể dùng tưới cho các loại cây bằng cách phun mưa hoặc bằng các kỹ thuật tưới bề mặt như là làm ngập nước hay tưới theo rãnh, luống. Có thể tưới cho cây trồng với tốc độ tiêu thụ từ 2,5 7,5 cm tuần. Thấm nhanh vào đất : Theo phương pháp này, dòng nước thải được đưa vào đất với tốc độ lớn (10 210 cm tuần) bằng cách rải đều trong các bồn chứa hoặc phun mưa. Việc xử lý xảy ra khi nước chảy qua nền đất (đất dưới mặt) ở những nơi mà nước ngầm có thể dùng để đảo ngược lại gradient thủy lực và bảo vệ nước ngầm hiện có ở những nơi chất lượng nước ngầm không đáp ứng với chất lượng mong đợi nước được phục hồi quay trở lại bằng cách dùng bơm để hút nước đi, hoặc là những đường tiêu nước dưới mặt đất, hoặc tiêu nước tự nhiên.
Đất, độ thấm nước, thử nghiệm đo độ thấm nước Người trình bầy: TS Mai Tuấn Anh Viện MT&TN – ĐHQG HCM Định nghĩa đất • Đất thành phần tự nhiên hình thành bề mặt trái đất có đặc tính sau: – – – – Bao gồm lớp /tầng tách biệt (horizon/layer) Có khả cho rễ lồi thực vật phát triển tự nhiên Lớp phía có chứa khí nước LỚp phía tầng đá mẹ hay ranh giới hoạt động sinh học – Sự phân loại thông thường độ sâu khoảng m hay 6.0 feet Định nghĩa khác đất • Là thực thể - chiều bề mặt trái đất • Có khả cho thực vật phát triển • Các tính chất đất kết tương tác đá mẹ, thời tiết, sinh vật sống, vị trí địa lý thời gian • Đất bao gồm thành phần (khoáng chất, chất hữu cơ, khơng khí, nước) Các thành phần đất Khơng gian rỗng(50%) • Có thể chứa khí nước Đất(50%) • Chất hữu • Khống chất Nơi tiếp xúc với đá? Nơi Regolith ? Nơi đất? Soil Regolith Rock Regolith: lớp hỗn tạp bao phủ phía tầng đá mẹ gồm đất, mảnh vỡ vật liệu mẹ… Polypedons Pedons • Là đơn vị nhỏ để làm đồ đất (1 to 10 m2) • Có cấu trúc chiều mở rộng tới giới hạn tầng đất phát sinh • Đơn vị đủ lớn để mô tả biến đổi theo chiều thẳng đứng cạnh bên đất • Bề mặt đa giác • Được mơ tả đơn vị lấy mẫu • Tổ hợp pedons polypedon Polypedon đại diện cho hệ đất hay đất riêng biệt Polypedon Pedon Tiểu sử đất (soil profile) • Sự xếp theo chiều đứng hay gần đứng lớp có xu hướng song song với bề mặt lớp vật liệu mẹ • Là cấu trúc chiều Pieces of Black Top yếu tố hình thành đất • • • • • Sinh vật Thời tiết Thời gian Địa hình địa mạo Đá mẹ/vật chất ban đầu (Parent Material) R Chuỗi dinh dưỡng đất – sinh vật • • • • • • Vi sinh & sinh vật lớn Sự phân hủy chất hữu Các động vật sống đất Các loài thực vật Hoạt động người Các sản phẩm q trình oxy hóa /khử Nematodes: giun trịn; arthropods: động vật chân đốt Double Rings Infiltrometers Outer Rings are to 24 inches in Diameter (ASTM - 12 to 24 inches) Mariotte Bottles Can be Used to Maintain Constant Head Rings Driven - cm to inches in the Soil and if necessary sealed Other Infiltrometers Ponded Infiltrometers Tension Infiltrometer Unsaturated Flow Of Water Infiltration Rate by Soil Group/ Texture Source: Texas Council of Governments, 2003 Infiltration Rate Function of Slope & Texture Source: Rainbird Corporation, derived from USDA Data Infiltration Rate Function of Vegetation Source: Gray, D., “Principles of Hydrology”, 1973 Comparison Infiltration to Percolation Testing 4.5 Infiltraton Test Percolation Testing Over Estimated Infiltration Rate by 40 to over 400% Rate (in/hr) 3.5 Percolation Test 2.5 1.5 0.5 Trail 10 Source: On-site Soils Testing Data, (Oram, B., 2003) Infiltration and Rock Content (Oram, B 2003) 20 18 Infiltration Rock Content < 20 % 16 Infiltration Rock Content > 60 % Rate (in/hr) 14 12 10 2 10 11 12 13 14 Infiltration (Compaction/ Moisture Level) Case :Myers Proposed Development Worcester Township, Pennsylvania Abbottstown Silt Loam, Deep to Moderately Deep, Somewhat Poorly Drained •Some Areas Shallow Depth to Firm Bedrock •Signs of Erosion • Low Surface and Near Surface Infiltration Rates Associated with Surface Smearing, Btx, Bx Horizons •BC/ C /R Horizons Higher Infiltration Rate Readington Silt Loam Deep Moderately Well Drained • Low Infiltration Surface, Bd, and Btx • High Infiltration in C and R Horizons Infiltration Rate Function of Horizon A, B, Btx, Bt, C, R C/R Testing - Areas Fractured Rock Source: On-site Infiltration Testing - Mr Brian Oram, PG (2003) Case 2: Country View at Salford Salford Township, Montgomery County, PA Soil –CrB2 – Croton Silt Loam Deep, Poorly Drained Diagnostic Features: Bx, Bxg, Bt, R (firm) Reported Infiltration Rate: < 0.2 to 2.0 in/hr Field Measured Rate: 0.1 to 0.52 in/hr Primary Natural Drainage: Depression Storage, Swale Development, Throughflow Flow Through Wetland Areas, Overland Flow Predevelopment Conditions: Unstable Stream Banks, Overland Flow from Off Site Evaluation Infiltration Step 1: Desktop Assessment - GIS Review Published Data Related to Soils, Geology, Hydrology Step 2: Characterize the Hydrological Setting Where are the Discharge and Recharge Zones? What forms of Natural Infiltration or Depression Storage Occurs? Step 3: On-Site Assessment •Deep Soil Testing Throughout Site Based on Soils and Geological Data •Double Ring Infiltration Testing •How will water move through the site ? Step 4: Engineering Review and Evaluation Step 5: Additional Infiltration or On-site Testing Step 6: Final Design Horton Equation (1939) Infiltration is a Function of Time as defined by: f(t) = fc + (fo – fc)e^-kt f(t) = infiltration rate for any time “t” from beginning of infiltration fc = infiltration capacity fo = initial infiltration rate at (t=0) e = 2.71 =base of natural log k is a measure of the rate of decrease in infiltration rate (constant that depends on soil type) Large Watershed Application - Replaced by Philip and Green-Ampt Horton Method Used in EPA Storm Water Management Model Green-Ampt Equation • Green-Ampt model was the first physically-based model/equation describing the infiltration of water into soil The model yields cumulative infiltration and the infiltration rate as an implicit function of time The volume of infiltration was a function of: – Soil pores are saturated behind wetting front; – Wetting front moves in response to capillary forces; and – Darcy’s flow governs that headloss in the saturated zone – Approx Equation: f = (A/F)+B; f = infiltration rate, F - accumulative infiltration, and A and B are fitted parameters • The Green-Ampt Model has been modified to calculate water infiltration into non-uniform soils by several researchers In 1989, GALAYER was developed for heterogenous soils • Models Available at: http://www.epa.gov/ada/csmos/ninflmod.html http://www.bae.ncsu.edu/soil_water/drainmod/dmversions.htm Philip Equation (1960) where: F = total depth of infiltrated water in mm t = time in seconds K = hydraulic conductivity in mm/sec m = the average moisture content of the soil to the depth of the wetting front m0 = initial soil moisture content - based on API calculation or input Pot = capillary potential at the wetting front in mm Pot = 250 log (K) + 100 D1 = depth of water on the soil surface Takes into account the “Ponding Head” Models Available at: http://www.epa.gov/ada/csmos/ninflmod.html ... đất • Bề mặt đa giác • Được mô tả đơn vị lấy mẫu • Tổ hợp pedons polypedon Polypedon đại diện cho hệ đất hay đất riêng biệt Polypedon Pedon Tiểu sử đất (soil profile) • Sự xếp theo chiều đứng... Soil Regolith Rock Regolith: lớp hỗn tạp bao phủ phía tầng đá mẹ gồm đất, mảnh vỡ vật liệu mẹ… Polypedons Pedons • Là đơn vị nhỏ để làm đồ đất (1 to 10 m2) • Có cấu trúc chiều mở rộng tới giới... sét cứng sét bề mặt gần bề mặt lớp nông bên gần vật liệu không thấm ( < 20 inches) Group D - Poorly Drained Highest Runoff Potential Các định nghĩa Độ thấm xuống - độ hạ mực nước thâm nhập vào