Maaperän luokitus - Soil classification

Image
Näytteitä eri maaperätyypeistä

Maaperän luokittelussa käsitellään maaperän järjestelmällistä luokittelua , joka perustuu erottaviin ominaisuuksiin sekä kriteereihin, jotka määräävät käyttövalintoja.

Yleiskatsaus

Maaperän luokittelu on dynaaminen aihe itse järjestelmän rakenteesta luokkien määritelmiin ja lopulta alan sovelluksiin. Maaperän luokittelua voidaan lähestyä maaperän materiaalina ja maaperän resurssina.

Tekniikka

Insinöörit, tyypillisesti geotekniikan insinöörit , luokittelevat maaperän teknisten ominaisuuksiensa mukaan perustuen perustuksen tukeen tai rakennusmateriaaliin. Nykyaikaiset tekniset luokitusjärjestelmät on suunniteltu mahdollistamaan helppo siirtyminen kenttähavainnoista maaperän teknisten ominaisuuksien ja käyttäytymisen perusennusteisiin.

Pohjois -Amerikan yleisin maaperän tekninen luokitusjärjestelmä on Unified Soil Classification System (USCS). USCS: llä on kolme suurta luokitteluryhmää: (1) karkerakeinen maaperä (esim. Hiekka ja sora); (2) hienorakeiset maaperät (esim. Savet ja savet); ja (3) erittäin orgaaniset maaperät (jäljempänä " turve "). USCS jakaa edelleen kolme suurta maaperäluokkaa selventämiseksi. Se erottaa hiekan sorasta raekoon mukaan ja luokittelee lisäksi "hyvin luokiteltuja" ja loput "huonosti luokiteltuja". Silmät ja savet erottuvat maaperän Atterbergin rajoista ja erottavat "suuren plastisuuden" ja "alhaisen plastisuuden" maaperät. Kohtuullisesti orgaanista maaperää pidetään siltojen ja savien osa -alueina, ja ne erottuvat epäorgaanisista maaperistä niiden plastisuuden muuttuessa (ja Atterbergin rajoissa) kuivumisen aikana. Euroopan alueella luokittelujärjestelmä (ISO 14688) on hyvin samankaltainen, jotka eroavat toisistaan pääasiassa koodaus ja lisäämällä "väli-plastisuus" luokittelu lietteiden ja savet, ja pieniä yksityiskohtia.

Muita teknisiä maaperän luokittelujärjestelmiä Yhdysvalloissa ovat AASHTO -maaperän luokitusjärjestelmä , joka luokittelee maaperät ja aggregaatit niiden soveltuvuuden mukaan jalkakäytävän rakentamiseen, ja Modified Burmister -järjestelmä, joka toimii samalla tavalla kuin USCS, mutta sisältää enemmän eri maaperän ominaisuuksien koodausta .

Täydellinen geotekninen maaperäkuvaus sisältää myös muita maaperän ominaisuuksia, kuten värin, in situ -kosteuden, in situ -lujuuden ja jonkin verran yksityiskohtaisempia tietoja maaperän materiaaliominaisuuksista kuin USCS-koodi antaa. USCS ja muut tekniset kuvaukset on standardoitu standardissa ASTM D 2487.

Maatiede

Pääartikkeli: Maatiede
Image
Maaperän tekstuurikolmio, joka esittää USDA -luokitusjärjestelmän raekoon perusteella

Maaperävarojen osalta kokemus on osoittanut, että luonnollinen järjestelmällinen lähestymistapa luokitukseen eli maaperän ryhmittely niiden luonteenomaisten ominaisuuksien ( maaperän morfologian ), käyttäytymisen tai syntyperän perusteella johtaa luokkiin, joita voidaan tulkita moniin eri käyttötarkoituksiin. Erilaiset käsitykset pedogeneesistä ja erot morfologisten piirteiden merkityksessä eri maankäyttötarkoituksiin voivat vaikuttaa luokitteluun. Näistä eroista huolimatta hyvin rakennetussa järjestelmässä luokitteluperusteet ryhmittävät samankaltaisia ​​käsitteitä siten, että tulkinnat eivät vaihtele suuresti. Tämä on vastoin maaperän luokittelua koskevaa teknistä lähestymistapaa, jossa maaperä ryhmitellään niiden soveltuvuuden mukaan tiettyyn käyttötarkoitukseen ja niiden edafisiin ominaisuuksiin.

Luonnonmukaiset lähestymistavat maaperän luokitteluun, kuten ranskalainen maaperän vertailujärjestelmä (Référentiel pédologique français), perustuvat oletettuun maaperän syntyyn. Järjestelmät ovat kehittyneet, kuten USDA: n maaperätaksonomia ja Maailman maaperäresurssien maailmanlaajuinen viitepohja , jotka käyttävät taksonomisia kriteerejä, mukaan lukien maaperän morfologia ja laboratoriokokeet, hierarkkisten luokkien tiedottamiseksi ja tarkentamiseksi . Toinen lähestymistapa on numeerinen luokittelu, jota kutsutaan myös ordinaatioksi , jossa maaperän yksilöt ryhmitellään monimuuttujaisten tilastollisten menetelmien, kuten klusterianalyysin, avulla . Tämä tuottaa luonnollisia ryhmittymiä ilman mitään johtopäätöksiä maaperän synnystä.

Vuonna maaperätutkimus , kuten harjoitetaan Yhdysvalloissa , maaperän luokitus tarkoittaa yleensä perustuvia maaperän morfologian lisäksi ominaisuuksien aikana kehitettyjä maannostuminen . Kriteerit on suunniteltu ohjaamaan valintoja maankäytössä ja maaperän hoidossa . Kuten on esitetty, tämä on hierarkkinen järjestelmä, joka on sekä luonnollisten että objektiivisten kriteerien yhdistelmä. USDA: n maaperätaksonomia tarjoaa peruskriteerit maaperän karttayksiköiden erottamiseksi. Tämä on huomattava uudistus vuoden 1938 USDA: n maaperätaksonomiasta, joka oli täysin luonnollinen järjestelmä. USDA -luokituksen on alun perin kehittänyt Guy Donald Smith , Yhdysvaltain maatalousministeriön maaperätutkimusten entinen johtaja. Maaperän taksonomiaan perustuvat maaperäkarttayksiköt lajitellaan lisäksi luokkiin teknisten luokitusjärjestelmien perusteella. Maa käyttöluokkaan , hydric maaperän ja prime viljelysmaata on muutamia esimerkkejä.

Euroopan unioni käyttää Maailman Reference Base maaaineksia (WRB), nykyisin päivitys 2015 kolmannen painoksen 2014 (katso listaa maaperän siellä ). Aiemmin WRB: n aiempia painoksia käytettiin. WRB: n ensimmäisen painoksen (1998) mukaan entinen ympäristö- ja kestävän kehityksen instituutti (nyt: Land Resources Unit, European Soil Data Center/ESDAC) julkaisi kirjasen "Euroopan unionin maaperät".

Tieteellisten maaperän luokitusjärjestelmien lisäksi on olemassa myös kansallisia maaperän luokitusjärjestelmiä. Kansallisia taksonomioita on käytetty vuosituhansien ajan, kun taas tieteellisesti perustuvat järjestelmät ovat suhteellisen viimeaikaista kehitystä. Tieto maaperän alueellisesta jakautumisesta on lisääntynyt dramaattisesti. SoilGrids on automatisoitu maaperän kartoitusjärjestelmä, joka perustuu maaperäprofiileihin ja ympäristön kovariaattitietoihin asennettuihin malleihin. Maailmanlaajuisesti se tarjoaa karttoja 1,00–0,25 km: n paikkatarkkuudella. Olipa kestävyys globaalien maaperänvarojen hallinnan perimmäinen tavoite, nämä uudet kehitystyöt edellyttävät tutkittujen maaperien luokittelua ja sille annettua omaa nimeä.

OSHA

Yhdysvaltain työterveys- ja työturvallisuushallinto (OSHA) vaatii maaperän luokittelua työntekijöiden suojelemiseksi loukkaantumiselta, kun he työskentelevät kaivauksissa ja kaivoissa. OSHA käyttää kolmea maaperäluokitusta ja yhtä kiville, jotka perustuvat pääasiassa lujuuteen mutta myös muihin tekijöihin, jotka vaikuttavat leikattujen rinteiden vakauteen:

  • Vakaa kallio : luonnollinen kiinteä mineraalimateriaali, joka voidaan louhia pystysuorilla sivuilla ja pysyä ehjänä paljaana.
  • Tyyppi A - yhtenäinen, muovinen maaperä, jonka puristuslujuus on yli 1,5 tonnia neliöjalkaa (tsf) (144 kPa) ja joka täyttää useita muita vaatimuksia (mikä aiheuttaa sivuttaisen maanpaineen25 psf / ft syvyyttä)
  • Tyyppi B - yhtenäinen maaperä, jonka puristuslujuus on rajoittamaton välillä 0,5 tsf (48 kPa) - 1,5 tsf (144 kPa), tai epävakaa kuiva kivi, tai maaperä, joka muuten olisi tyyppiä A (maan sivuttaispaine 45 psf / ft)
  • Tyyppi C - rakeinen maaperä tai yhtenäinen maaperä, jonka puristuslujuus on rajoittamaton, alle 0,5 tsf (48 kPa) tai mikä tahansa vedenalainen tai vapaasti vuotava maaperä tai epäsuotuisa kerros maaperä (sivuttaispaine 80 psf / ft syvyyttä)
  • Tyyppi C60 - Tyypin C maaperän alatyyppi, vaikka OSHA ei virallisesti tunnusta sitä erilliseksi tyypiksi, aiheuttaa sivuttaisen maanpaineen 60 psf / ft syvyyttä

Jokaisella maaperäluokituksella on vaikutusta kaivamisen suorittamiseen tai suojauksiin (kalteva, tukeva, suojaava jne.), Jotka on tarjottava työntekijöiden suojelemiseksi kaivetun pankin romahtamiselta.

Katso myös

Viitteet

Järjestelmät

Nykyinen kansainvälinen järjestelmä

  • Buol, SW, Southard, RJ, Graham, RC ja McDaniel, PA (2003). Maaperän synty ja luokittelu, 5. painos. Iowa State Press - Blackwell, Ames, Yhdysvallat
  • Driessen, P., Deckers, J., Spaargaren, O., & Nachtergaele, F. (toim.). (2001). Luento muistiinpanoja maailman suurimmista maaperistä. Rooma: FAO.
  • IUSS-työryhmä WRB: World Reference Base for Soil Resources 2014, päivitys 2015. World Soil Resources Reports 106, FAO, Rooma 2015. ISBN  978-92-5-108369-7 ( PDF 2,3 MB).

Nykyiset kansalliset järjestelmät

  • Maatalouden Kanadan maaperätutkimuksen asiantuntijakomitea. (1987). Kanadan maaperän luokittelujärjestelmä (2. painos). Ottawa: Kanadan hallituksen julkaisukeskus.
  • Avery, BW (1980). Maaperän luokitus Englannissa ja Walesissa: korkeammat luokat. Cranfield, Englanti: Cranfield University, Soil Survey & Land Research Center/National Soil Resources Institute.
  • Baize, D., & Girard, MC (toim.). (1995). Référentiel pédologique 1995. Pariisi: Institut National de la Recherche Agronomique.
  • Baize, D., & Girard, MC (toim.). (1998). Vahva viitepohja maaperälle: The "Référentiel Pédologique" (englanninkielinen käännös: Hodgson JM, Eskenazi NR ja Baize D. toim.). Pariisi: Institut National de la Recherche Agronomique.
  • Baize, D., & Girard, MC (toim.). (2008). Référentiel pédologique, troisième édition. Association française pour l'étude du sol (Afes). Versailles, Ranska.
  • Hewitt, AE (1992). Maaperän luokittelu Uudessa -Seelannissa: perintö ja oppitunteja. Australian Journal of Soil Research, 30, 843-854.
  • Hewitt, AE (2010). Uuden -Seelannin maaperäluokitus, kolmas painos. Manaaki Whenua - Maanhoitotutkimus. Lincoln, Canterbury, Uusi -Seelanti.
  • Isbell, RF ja kansallinen maaperä- ja maastokomitea. (2016). Australian maaperäluokitus, toinen painos. CSIRO. Clayton South, Victoria, Australia.
  • Maaperän luokittelutyöryhmä. (2018). Maaperän luokittelu: luonnollinen ja ihmisen aiheuttama järjestelmä Etelä -Afrikalle, kolmas painos. Maatalouden tutkimusneuvosto; Maaperän, ilmaston ja veden instituutti. Pretoria, RSA.
  • Maaperätutkimushenkilöstö. (1999). Maaperän taksonomia: maaperän luokittelun perusjärjestelmä maaperätutkimusten tekemiseen ja tulkintaan (2. painos). Washington, DC: Yhdysvaltain maatalousministeriön maaperänsuojelupalvelu.

Nykyiset tekniset järjestelmät

Tekniset maaperän luokittelujärjestelmät keskittyvät maaperän tietyn piirteen tai laadun esittämiseen suoran pedogeenisen luokituksen sijasta. Tällaiset tekniset luokitukset on kehitetty erityisiä sovelluksia ajatellen, kuten maaperän ja veden väliset suhteet, maan laadun arviointi tai geotekninen suunnittelu.

  • Boorman, DB, Hollis, JM ja Lilly, A. (1995). Maaperätyyppien hydrologia: hydrologisesti perustuva Yhdistyneen kuningaskunnan maaperän luokitus (nro 126): UK Institute of Hydrology.
  • Klingebiel, AA, ja Montgomery, PH (1961). Maakykyluokitus. Washington, DC: Yhdysvaltain hallituksen painotoimisto.
  • Sanchez, PA, Palm, CA ja Buol, SW (2003). Hedelmällisyyskyky maaperän luokittelu: työkalu maaperän laadun arvioimiseksi tropiikissa. Geoderma, 114 (3-4), 157-185.
  • American Society for Testing and Materials, 1985, D 2487-83, Maaperän luokittelu teknisiin tarkoituksiin: ASTM-standardien vuosikirja. Voi. 04.08, s. 395–408.

Aikaisemmat historiallisesti kiinnostavat järjestelmät

  • Baldwin, M., Kellogg, CE ja Thorp, J. (1938). Maaperän luokittelu. Teoksessa Maaperät ja miehet: Maatalouden vuosikirja (s. 979–1001). Washington, DC: Yhdysvaltain maatalousministeriö.
  • Simonson, RW (1989). Maaperätutkimuksen ja maaperän luokittelun historialliset näkökohdat painottaen Yhdysvaltoja, 1899-1970. Wageningen, NL: International Soil Reference and Information Center (ISRIC).

Periaatteet

  • Eswaran, H., Rice, T., Ahrens, R., & Stewart, BA (toim.). (2002). Maaperän luokittelu: maailmanlaajuinen työpöytäviite. Boca Raton, Fla .: CRC Press.
  • Butler, BE (1980). Maaperän luokittelu maaperätutkimusta varten. Oxford: Oxfordin tieteelliset julkaisut. Tiede, 96,
  • Cline, MG (1949). Maaperän luokittelun perusperiaatteet. Maatiede, 67 (2), 81-91.
  • Cline, MG (1963). Logiikka uudesta maaperän luokittelujärjestelmästä. Maaperä 17-22.
  • Webster, R. (1968). Periaatteellisia vastalauseita seitsemännestä lähentämisestä. Journal of Soil Science, 19, 354-366.
  • Terzaghi Karl (1924). Maaperän mekaniikka tekniikan käytännössä, Wiley-Interscience; 3 Alaversio (tammikuu 1996, ISBN  0-471-08658-4 )
  • kevin Hart (1923). perusti sen

Numeerinen luokittelu

  • McBratney, AB, ja de Gruijter, JJ (1992). Jatkuva lähestymistapa maaperän luokitteluun muunnetuilla sumeilla k-keinoilla ekstradradien kanssa. Journal of Soil Science, 43 (1), 159-175.

Viitteet

Ulkoiset linkit