Типы почв сопротивление почв

Удельное электрическое сопротивление основных типов почв, грунта, земли, камня. Ом*м. Таблица.

Удельное электрическое сопротивление основных типов почв, грунта, земли, камня. Ом*м. Таблица.

Полезные данные для пректирования систем с заземленными электродами и собственно заземлений.

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Источник

Сопротивление грунта и заземление

Удельное сопротивление грунта — это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объёмом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчётов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства.

Сопротивление грунта и сопротивление заземления

Чем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства. Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов.

Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объёмом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя.

Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. — для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2.5.116-2.5.134 — для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.

Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением — это глина, чернозём (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м.

Удельное сопротивление грунтов в России

Среднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта

Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щёлкните на ней).

Значения, приведённые в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчёта в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчётной модели. Если для расчётов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ.

Сезонное изменение сопротивления грунта и его учёт

Для учёта сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент.

При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты.

Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года.

При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя.Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года.

«Сложные грунты» с высоким удельным сопротивлением

Некоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объёмами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведён на странице.

Возможно, ещё более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 — 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчёт в вечномерзлом грунте.

Решения по достижению необходимого сопротивления

Традиционные способы

В хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов.

Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства.

Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют ещё большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку.

Нестандартные способы

В тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно — большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам.

В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год.

Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам:

• Замена необходимых объёмов на грунт с низким удельным сопротивлением (несет ограниченную пользу в случае вечномерзлого грунта, т.к. грунт замены также промерзает). Объемы такого грунта часто очень велики, и не всегда приводят к ожидаемым результатам, т.к. зона действия заземлителя вглубь практически равна его горизонтальным размерам, поэтому влияние верхнего слоя может быть незначительным.
• Организация выносного заземлителя в очагах с низким удельным сопротивлением, что позволяет установить заземлитель на удалении до 2 км.
• Применение специальных химических веществ – солей и электролитов, которые снижают удельное сопротивление мерзлого грунта. Данное мероприятие необходимо проводить раз в несколько лет из-за процесса вымывания.

Одним из наиболее предпочтительных решений в тяжелых условиях является электролитическое заземление, оно сочетает химическое воздействие на грунт (снижение его удельного сопротивления) и замену грунта (уменьшение влияния промерзания). Электролитический электрод наполнен смесью минеральных солей, которые равномерно распределяются в рабочей области и снижают её удельное сопротивление. Данный процесс стабилизируется с помощью околоэлектродного заполнителя, который делает процесс выщелачивания солей равномерным. Применение электролитического заземления позволяет избежать проблем организации традиционного заземляющего устройства, значительно уменьшает количество оборудования, габариты заземлителя и объёмы земляных работ.

Заключение

При проектировании заземляющего устройства необходимо иметь достоверные данные об удельном сопротивлении грунта на месте строительства. Точную информацию можно получить только с помощью изысканий и измерений на местности, но по разным причинам бывает, что возможности их провести нет. В таком случае можно воспользоваться справочными таблицами, но стоит принять во внимание, что расчёт будет носить ориентировочный характер.

Независимо от того, каким образом получены значения удельного сопротивления, нужно внимательно рассматривать все влияющие факторы. Важно учесть пределы, в которых удельное сопротивление может меняться, чтобы сопротивление заземляющего устройства никогда не превышало норму.

Источник

Виды почв – классификация

Единой классификации почв не существует. Это связано с тем, что данный материал – слишком сложная и уникальная по своему составу и свойствам система. Она может содержать различные компоненты , по-разному реагировать на те или иные факторы. Поэтому типизировать все почвы лишь по какому-то одному параметру нельзя. Вот почему на просторах интернета можно встретить всевозможные типологии, основанные на разных принципах.

В этом разделе мы попробуем собрать всю информацию о видах почв воедино. Мы расскажем, как и по каким принципам можно классифицировать почвенные покровы, что лежит в основе каждой типологии.

В ГОСТе 27593-88, посвященном почвам, и научной литературе предпринята попытка разделения всех почв по:

Далее мы расскажем, что скрывается за этими типологиями.

Типы почв

Деление почв по типам считается основной классификацией. Ее называют зональной. Еще одно наименование этой типологии – почвенно-географическое районирование. Иначе говоря, это объединение почв в разные группы в зависимости от природных климатических зон.

Суть этого разделения состоит в том, что почвы в пределах одной зоны развиваются в одинаковых климатических, водных и биологических условиях. У них схожая структура , похожий состав минеральной и органической частей. Процессы почвообразования таких покровов тоже проходят однотипно.

Все типы почв можно условно разделить на:

• Арктические (полярные)
• Тундровые
• Таежно-лесные
• Лесостепные и степные
• Полупустынные и пустынные
• Субтропические и тропические

Также отдельно выделяют интразональные типы почв. Иногда их еще называют не-, вне- или азональными. Они не связаны с географическим положением покрова. У них свои особенности образования, состав. К азональным типам относятся засоленные почвы (солончаки, солонцы и солоди), а также покровы, образовавшиеся в горах и поймах рек.

К конкретным типам почв относятся такие разновидности как арктические (антарктические), дерновые, тундровые, болотные, подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, такыры, красноземы, желтоземы и другие. Более полную информацию вы найдете в таблице ниже.

Подробно о почвенно-географическом районировании и типах почв, входящих в ту или иную зону , читайте в нашем разделе Типы почв – зональная классификация по природным зонам.

Подтипы почв

Подтипы почв неразрывно связаны с типами. Обычно их описывают в рамках одной зональной классификации. Чаще всего выделяют характерную для данного типа почву и ее переходные формы. Последние – это как раз и есть подтипы. Иными словами, они занимают промежуточное положение между типами и различаются между собой особенностями почвообразования.

Ярким примером в этой группе можно назвать дерново-подзолистую почву. Она относится к таежно-лесной группе, по своим признакам, составу и свойствам находится между дерновой и подзолистой, считается переходной.

Подтипов почв очень много. Единого принятого списка тут нет. Исследователи то и дело добавляют новые термины, но не структурируют их. Поэтому названия подтипов почв в интернете всегда разнятся. Для вашего удобства, в сводной таблице ниже мы собрали для вас самые распространенные подтипы почвенных покровов. В основе лежит классификация почв СССР, подготовленная и выпущенная в 1967 году почвенным институтом им. В. В. Докучаева.

Роды почв

Род почвы определяют в каждом типе и подтипе. В основе классификации лежит отличие местных условий образования. Деление ос у ществляется в зависимости от разных категорий, но при этом влияние всех признаков рассматривается в комплексе.

Роды почв зависят от:

• Уровня и химического состава грунтовых вод
• Особенностей и состава материнской породы
• Особенностей местной флоры
• Реликтовых признаков почвообразующей породы

Все они одновременно влияют на минеральный и органический составы почвы, но мало изменяют ее профиль.

Согласно родовой классификации, почвы могут быть:

• Остаточно-подзолистые
• Остаточно-луговые
• Солонцеватые
• Остаточно-солонцеватые
• Солончаковые
• Осолоделые
• На кварцево-песчаных породах
• Глубоковскипающие
• Контактно-глеевые
• Обычные
• Остаточно-карбонатные
• Остаточно-аридные

Это лишь некоторые, самые основные роды почв. На самом же деле, их огромное множество, и описать все в рамках одной статьи невозможно. Ведь химический состав грунтовых вод или местная флора могут различаться даже в пределах одного подтипа почвенного покрова.

Виды почв

Деление почв по видам подразумевает генетическую классификацию. Выявляется она в рамках рода. В ее основе лежит степень выраженности основного почвообразовательного процесса , свойственного определенному почвенному типу.

В зависимости от того, на каком этапе находится почвообразовательный процесс, почвы классифицируются по:

• Степени содержания гумуса
• Степени мощности гумусового слоя
• Степени мощности дернового слоя
• Степени подзолистости
• Глубине оподзоливания
• Проявлению поверхностного оглеения
• Степени засоленности
• Степени кислотности
• Морфологии поверхностного горизонта
• Степени смытости

Эти признаки считаются самыми значимыми при изучении и классификации почвенных покровов.

Для вашего удобства, ниже мы разместили сводную таблицу с разными видами почв в зависимости от каждого признака.

Разновидности почв

Выделение разновидностей почв – это их классификация по механическому, или гранулометрическому составу.

Тут почвы могут быть:

Это самая простая типология. Первые две разновидности относятся к легким почвам, последняя – к тяжелым. Суглинок занимает промежуточное положение.

Кроме того, в интернете можно встретить классификацию по разновидностям, в которой отдельными пунктами выделены такие почвы как известковая, болотистая (или торфяная), черноземы, меловая, иловая. Это не совсем правильно. Дело в том, что эти разновидности п р едставлены в зависимости от содержания минеральных и органических компонентов. От них зависит степень плодородия. Механический состав почв же базируется на процентном содержании частиц разного размера и их соотношения.

Наиболее полную классификацию почв по гранулометрическому составу предложил советский исследователь Н. М. Сибирцев. Уточнил, детализировал и доработал его типологию ученый Н. А. Качинский.

Они выделяют следующие разновидности почвенных покровов:

• Песчаные рыхлые
• Песчаные связные
• Супесчаные
• Суглинистые легкие
• Суглинистые средние
• Суглинистые тяжелые
• Глинистые легкие
• Глинистые средние
• Глинистые тяжелые

Плюс, для тех ситуаций, когда в почве имеются крупные частицы (размером больше 3 мм), ученые предлагали определять степень каменистости почвы. Данные об этом приведены в нашей таблице:

Данная типология помогает определить основные характеристики и свойства почв, такие как фильтрационная и водоудерживающая способности, тепловой режим. Они в свою очередь влияют на водный режим почвенных покровов, скорость их просыхания.

Также классификация по разновидностям показывает удобство работы с почвой, насколько она загрязнена крупными частицами. Последние могут существенно помешать возделыванию почвенного покрова.

От гранулометрического состава зависит и выбор сельскохозяйственных культур, которые будут на ней посажены. Ведь некоторые растения чувствуют себя уютно лишь на почвах определенного г р анулометрического состава. Например, картофель и многие овощные культуры хорошо растут на супесчаных и легких суглинистых почвах, а табачный лист – на легких песчаных покровах.

Разряды почв

В делении почв по этой категории лежит два принципа.

Классификация почвенных покровов по разрядам бывает в зависимости от:

• Материнской породы
• Мощности почвенного профиля

О них читайте далее.

Разряды почв в зависимости от материнской породы

В основе первой типологии, как ясно из названия, лежит почвообразующая порода, на которой сформировалась почва. Ее можно разделить по типам и генезису (происхождению).

Так, по типу горная порода может быть:

• Магматической
• Метаморфической
• Осадочной

Согласно этой классификации, почвы могут образовываться, например, на граните, глинистых сланцах или известняке.

Вторая типология зависит от происхождения горной породы.

Выделяют:

• Элювиальные
• Делювиальные
• Пролювиальные
• Коллювиальные
• Аллювиальные
• Озерные отложения
• Ледниковые (морены и флювиогляциальные)
• Эоловые
• Покровные суглинки
• Лёсс

Подробно о них вы можете узнать из нашей статьи Почвообразующая порода как фактор почвообразования.

Разряды почв в зависимости от почвенного профиля

Второе разделение почв по разрядам, как мы уже сказали выше, основано на том, какой мощностью (или толщиной) обладает почвенный профиль. Измеряется показатель в см. Он показывает, какое расстояние занимает почвенный пок р ов от самой поверхности до материнской породы.

Разряды почв по мощности со всеми показателями приведены в таблице:

На практике замеры почвенного профиля выглядят следующим образом:

Иногда также можно встретить еще одну классификацию почв – по подрязрядам. Это более низкий уровень типологии. Одни исследователи делят почвы на подразряды по степени эрозии, другие – по уровню ее освоения человеком. Единого мнения, как классифицировать почвы по подразрядам, среди ученых пока нет.

Знание разных типологий почв помогает в определении, какими свойствами и составом обладает почвенный покров, какие функции имеет, как может использоваться человеком. Большое значение при этом имеет степень плодородия. Это важнейшая особенность почв. О том, как можно повысить этот показатель, вы можете прочитать в нашей статье Плодородие почвы: как его сохранить и повысить.

Почвы формируются под воздействием различных факторов. В зависимости от климата, рельефа, материнской породы, времени, грунтовых вод и деятельности живых организмов , образуется почва с различными показателями и свойствами. Не последнюю роль в почвообразовании играет и человек. Подробнее об этом мы рассказали в нашем разделе Факторы и условия почвообразования.

Также мы рекомендуем вам ознакомиться с нашими вложенными статьями:

Источник