Классификация почв - Soil classification

Образцы почв, относящихся к разным типы почвы

Классификация почв занимается систематическим категоризация из почвы на основе отличительных характеристик, а также критериев, определяющих выбор в использовании.

Обзор

Классификация почв - это динамический предмет, начиная от структуры самой системы и заканчивая определениями классов и, наконец, применением в полевых условиях. К классификации почв можно подходить с точки зрения почвы как материала и почвы как ресурса.

Инженерное дело

Инженеры, обычно инженеры-геотехники, классифицируйте грунты в соответствии с их инженерными свойствами, поскольку они относятся к использованию для опоры фундамента или строительного материала. Современные системы инженерной классификации разработаны, чтобы обеспечить легкий переход от полевых наблюдений к базовым прогнозам инженерных свойств и поведения грунта.

Наиболее распространенная система инженерной классификации почв в Северная Америка это Единая система классификации почв (USCS). USCS имеет три основные классификационные группы: (1) крупнозернистые почвы (например, пески и гравий); (2) мелкозернистые почвы (например, илы и глины); и (3) высокоорганические почвы (именуемые "торф USCS дополнительно подразделяет три основных класса почв для уточнения. Он отличает песок от гравия по размеру зерна, а также классифицирует некоторые как «хорошо отсортированные», а остальные как «плохо отсортированные». Илы и глины различаются по почвы ' Пределы Аттерберга, а также отделяет «высокопластичные» от «низкопластичных» грунтов. Умеренно органические почвы считаются подразделениями илов и глин и отличаются от неорганических почв изменениями их пластических свойств (и пределов Аттерберга) при высыхании. В Европейская система классификации почв (ISO 14688) очень похож, отличается, прежде всего, кодированием и добавлением классификации «средней пластичности» для илов и глин, а также небольшими деталями.

Другие инженерные системы классификации грунтов в США включают Система классификации почв AASHTO, который классифицирует грунты и заполнители в зависимости от их пригодности для строительства дорожных покрытий, и Модифицированный Burmister Система, которая работает аналогично USCS, но включает больше кодов для различных свойств почвы.[1]

Полное инженерно-геологическое описание почвы также будет включать другие свойства почвы, включая цвет, содержание влаги на месте, прочность на месте и несколько более подробную информацию о свойствах материала почвы, чем это предусмотрено в кодексе USCS. USCS и дополнительное техническое описание стандартизированы в ASTM D 2487.[2]

Почвоведение

Основная статья: Почвоведение
Треугольник текстуры почвы, показывающий USDA система классификации по крупности

Что касается почвенных ресурсов, опыт показал, что естественный системный подход к классификация, т. е. группировка почв по их внутреннему свойству (морфология почвы ), поведение или генезис, приводит к классам, которые можно интерпретировать для множества различных целей. Различные концепции почвообразования и различия в значимости морфологических признаков для различных видов землепользования могут повлиять на подход к классификации. Несмотря на эти различия, в хорошо построенной системе критерии классификации группируют похожие концепции, так что интерпретации не сильно различаются. Это контрастирует с техническим системным подходом к классификации почв, когда почвы группируются в соответствии с их пригодностью для конкретного использования и их эдафический характеристики.

Подходы к классификации почв с использованием естественных систем, такие как Французская система отсчета почв (Référentiel pédologique français), основаны на предполагаемом генезисе почв. Разработаны системы, такие как Таксономия почв USDA и Мировая справочная база почвенных ресурсов,[3][4] которые используют таксономический критерии, включающие морфологию почвы и лабораторные тесты для информирования и уточнения иерархический классы. Другой подход - числовая классификация, также называемая рукоположение, где почвенные особи сгруппированы многомерными статистическими методами, такими как кластерный анализ. Это создает естественные группировки, не требуя никаких выводов о генезисе почвы.

В исследование почвы, как это практикуется в Соединенные Штаты, классификация почв обычно означает критерии, основанные на морфология почвы в дополнение к характеристикам, разработанным во время почвообразование. Критерии призваны направлять выбор в землепользование и управление почвой. Как указано, это иерархическая система, которая представляет собой гибрид обоих естественный и объективные критерии. Таксономия почв USDA предоставляет основные критерии для дифференциации единиц почвенной карты. Это существенная переработка Таксономия почв Министерства сельского хозяйства США 1938 г. что было строго естественной системой. Классификация USDA была первоначально разработана Гай Дональд Смит, бывший директор отдела исследований почв Министерства сельского хозяйства США.[5] Единицы почвенной карты на основе таксономии почвы дополнительно сортируются по классам на основе систем технической классификации. Классы возможностей земли, гидрированная почва, и первоклассные сельхозугодья вот несколько примеров.

В Евросоюз использует Мировая справочная база почвенных ресурсов (WRB), в настоящее время - Обновление 2015 г.[3] издания третьего 2014 г. (см. перечень почв. там ). Ранее использовались более ранние редакции WRB. Согласно первому изданию WRB (1998 г.),[6] буклет "Почвы Европейского Союза"[7] был опубликован бывшим Институтом окружающей среды и устойчивости (ныне: Отдел земельных ресурсов, Европейский центр почвенных данных / ESDAC).

Помимо научных систем классификации почв, существуют также просторечный системы классификации почв. Народные систематики используются на протяжении тысячелетий, в то время как научно обоснованные системы появились относительно недавно.[8]Знания о пространственном распределении почв резко возросли. SoilGrids - это система для автоматизированного картирования почвы на основе моделей, построенных с использованием профилей почвы и данных ковариации окружающей среды. В глобальном масштабе он предоставляет карты с пространственным разрешением 1,00–0,25 км.[9] Независимо от того, может ли устойчивость быть конечной целью управления глобальными почвенными ресурсами, эти новые разработки требуют классификации изученных почв и присвоения им собственного названия.[10]

OSHA

Соединенные штаты Управление по охране труда (OSHA) требует классификации почв для защиты рабочих от травм при работе в котлованах и траншеях. OSHA использует 3 классификации грунтов плюс одну для горных пород, в первую очередь на основе прочности, но также и других факторов, влияющих на устойчивость вырубленных склонов:[11]

  • Стабильный рок: природное твердое минеральное вещество, которое можно выкапывать вертикальными сторонами и которое остается нетронутым во время воздействия
  • Введите - связные, пластичные грунты с прочностью на неограниченное сжатие более 1,5 тонны на квадратный фут (tsf) (144 кПа) и удовлетворяющие ряду других требований (что вызывает боковое давление грунта 25 фунтов на фут на фут глубины[12])
  • Тип B - связные грунты с прочностью на неограниченное сжатие от 0,5 tsf (48 кПа) до 1,5 tsf (144 кПа), или нестабильная сухая порода, или грунты, которые в противном случае были бы типом A (боковое давление грунта 45 psf на фут глубины[12])
  • Тип C - гранулированные грунты или связные грунты с пределом прочности на неограниченное сжатие менее 0,5 tsf (48 кПа) или любой погруженный или свободно просачивающийся грунт или почвы с плохой слоистостью (боковое давление грунта 80 psf на фут глубины[12])
  • Тип C60 - Подтип грунта типа C, хотя официально OSHA не признан отдельным типом, вызывает боковое давление грунта 60 фунтов на квадратный фут на фут глубины.[13][14]

Каждая из классификаций грунта имеет значение для способа проведения выемки грунта или защиты (наклон, опора, экранирование и т. Д.), Которые должны быть предусмотрены для защиты рабочих от обрушения выемки грунта.[15][16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Дональд М. Бурмистер". Civil.columbia.edu. В архиве из оригинала от 15.04.2012. Получено 2014-06-11.
  2. ^ Классификация грунтов для инженерных целей: Ежегодная книга стандартов ASTM, Д 2487-83, г. 04, Американское общество испытаний и материалов, 1985, стр. 395–408, в архиве из оригинала от 14.09.2010, получено 2015-05-08
  3. ^ а б Рабочая группа IUSS WRB (2015). «Мировая справочная база почвенных ресурсов 2014 г., обновление 2015 г.» (PDF). Доклады о мировых почвенных ресурсах 106, ФАО, Рим. В архиве (PDF) из оригинала на 2018-08-29. Получено 2018-10-10.
  4. ^ Х.-П. Блюм, П. Шад (2015). «90 лет классификации почв IUSS» (PDF). Бюллетень IUSS 126, 38–45. Архивировано из оригинал (PDF) на 2018-09-06. Получено 2018-12-09.
  5. ^ Донован, Алан (1981-08-29). «Гай Д. Смит, 73 года, почвенный эксперт Министерства сельского хозяйства США, умер». Вашингтон Пост. ISSN  0190-8286. В архиве из оригинала на 2017-11-15. Получено 2017-11-15.
  6. ^ ISSS-ISRIC-FAO (1998). «Мировая справочная база почвенных ресурсов». Доклады о мировых почвенных ресурсах 84, ФАО, Рим. В архиве из оригинала на 2018-12-16. Получено 2018-12-13.
  7. ^ Г. Тот, Л. Монтанарелла, В. Столбовой, Ф. Мате, К. Бодис, А. Джонс, П. Панагос, М. Ван Лидекерке (2008). «Почвы Европейского Союза» (PDF). Европейская комиссия, Люксембург.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ Системы классификации почв В архиве 2006-09-07 на Wayback Machine. Последний доступ по URL: 18 апреля 2006 г.
  9. ^ Hengl, T; и другие. (2017). «Глобальная сеточная информация о почвах на основе машинного обучения». PLOS ONE. 12 (2): e0169748. Дои:10.1371 / journal.pone.0169748. ЧВК  5313206. PMID  28207752.
  10. ^ Certini, G; Scalenghe, R (2019). «Без имени почвы, упущенные возможности». Экологические науки и технологии. 53 (15): 8477–8478. Bibcode:2019EnST ... 53.8477C. Дои:10.1021 / acs.est.9b03050. PMID  31293149.
  11. ^ «Правила техники безопасности и гигиены труда при строительстве, подраздел P, Земляные работы, Приложение A». Osha.gov. 9 августа 1994 г. В архиве из оригинала 5 марта 2016 г.. Получено 2015-05-07.
  12. ^ а б c «Правила техники безопасности и здоровья при строительстве, подраздел P, Земляные работы, Приложение C». Osha.gov. 9 августа 1994 г. В архиве с оригинала 28 августа 2017 г.. Получено 2017-08-28.
  13. ^ «Гофрированный лист, табличные данные» (PDF). Пасифик Шоринг, ООО. 1 января 2012 г. В архиве (PDF) с оригинала 22 августа 2016 г.. Получено 8 августа, 2016.
  14. ^ «Классификация почв. - Управление охраны труда». www.osha.gov. В архиве из оригинала от 27.08.2016. Получено 2016-08-08.
  15. ^ «Отбор проб и аналитические методы | Классификация грунтов для раскопок, ИД-194». Osha.gov. В архиве из оригинала от 19.03.2014. Получено 2014-06-11.
  16. ^ «Правила техники безопасности и гигиены труда при строительстве, подраздел P, Земляные работы, Приложение B». Osha.gov. 9 августа 1994 г. В архиве из оригинала 15 июля 2014 г.. Получено 2014-06-11.

Системы

Текущая международная система

  • Буол С.В., Саутард Р.Дж., Грэм Р.С. и МакДэниел П.А. (2003). Генезис и классификация почв, 5-е издание. Айова Стейт Пресс - Блэквелл, Эймс, Айова.
  • Дриссен, П., Декерс, Дж., Спаргарен, О., & Nachtergaele, Ф. (ред.). (2001). Конспект лекций по основным почвам мира. Рим: ФАО.
  • Рабочая группа IUSS WRB: Всемирная справочная база почвенных ресурсов 2014 г., обновление 2015 г. Доклады о мировых почвенных ресурсах 106, ФАО, Рим, 2015 г. ISBN  978-92-5-108369-7 (PDF 2,3 МБ).

Текущие национальные системы

  • Комитет экспертов Министерства сельского хозяйства Канады по обследованию почв. (1987). Канадская система классификации почв (2-е изд.). Оттава: Издательский центр правительства Канады.
  • Эйвери, Б. У. (1980). Классификация почв Англии и Уэльса: высшие категории. Крэнфилд, Англия: Университет Крэнфилда, Центр исследования почвы и земельных исследований / Национальный институт почвенных ресурсов.[1]
  • Бэз, Д., Жирар, М. С. (ред.). (1995). Référentiel pédologique 1995. Париж: Национальный институт агрономических исследований.
  • Бэз, Д., Жирар, М. С. (ред.). (1998). Надежная справочная база для почв: The Référentiel Pédologique (английский перевод, сделанный Ходжсоном Дж. М., Эскенази Н. Р. и Байз Д. ред.). Париж: Национальный институт агрономических исследований.
  • Бэз, Д., Жирар, М. С. (ред.). (2008). Référentiel pédologique, troisième édition. Французская ассоциация по исследованию солей (Afes). Версаль, Франция.
  • Хьюитт, А. Э. (1992). Классификация почв Новой Зеландии: наследие и уроки. Австралийский журнал исследования почвы, 30, 843-854.
  • Хьюитт, А. Э. (2010). Классификация почв Новой Зеландии, третье издание. Манааки Венуа - Landcare Research. Линкольн, Кентербери, Новая Зеландия.
  • Isbell, R.F. и Национальный комитет по почвам и ландшафтам. (2016). Классификация почв Австралии, второе издание. CSIRO. Клейтон-Саут, Виктория, Австралия.
  • Рабочая группа по классификации почв. (2018). Классификация почв: естественная и антропогенная система для Южной Африки, третье издание. Совет сельскохозяйственных исследований; Институт почвы, климата и воды. Претория, ЮАР.
  • Сотрудники службы почвенного исследования. (1999). Таксономия почв: основная система классификации почв для проведения и интерпретации обследований почв (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США.

Текущие технические системы

Системы технической классификации почв сосредоточены на представлении некоторых конкретных аспектов или качеств почвы, а не на прямой педогенетической классификации. Такие технические классификации разрабатываются с учетом конкретных приложений, таких как взаимосвязь между почвой и водой, оценка качества земли или геотехническая инженерия.

  • Бурман, Д. Б., Холлис, Дж. М., и Лилли, А. (1995). Гидрология типов почв: гидрологическая классификация почв Соединенного Королевства (№ 126): Институт гидрологии Великобритании.[2]
  • Klingebiel, A. A., & Montgomery, P.H. (1961). Классификация земель. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США.
  • Санчес П. А., Палм К. А. и Буол С. В. (2003). Классификация почв по плодородию: инструмент, помогающий оценить качество почвы в тропиках. Геодерма, 114 (3-4), 157-185.
  • Американское общество испытаний и материалов, 1985, D 2487-83, Классификация грунтов для инженерных целей: Ежегодная книга стандартов ASTM. Vol. 04.08. С. 395–408.

Ранние системы, представляющие исторический интерес

  • Болдуин, М., Келлог, К. Э. и Торп, Дж. (1938). Классификация почв. В почвах и мужчинах: Ежегодник сельского хозяйства (стр. 979–1001). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США.
  • Саймонсон, Р. В. (1989). Исторические аспекты исследования и классификации почв с акцентом на США, 1899-1970 гг. Вагенинген, Нидерланды: Международный почвенный справочно-информационный центр (ISRIC).

Принципы

  • Эсваран, Х., Райс, Т., Аренс, Р., и Стюарт, Б.А. (ред.). (2002). Классификация почв: справочник по всему миру. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.
  • Батлер, Б. Э. (1980). Классификация почв для исследования почв. Оксфорд: Оксфордские научные публикации. Науки, 96,
  • Клайн, М. Г. (1949). Основные принципы классификации почв. Почвоведение, 67 (2), 81-91.
  • Клайн, М. Г. (1963). Логика новой системы классификации почв. Почва 17-22.
  • Вебстер Р. (1968). Фундаментальные возражения против 7-го приближения. Журнал почвоведения, 19, 354-366.
  • Терзаги Карл (1924). Механика грунтов в инженерной практике, Wiley-Interscience; 3 Дополнительное издание (январь 1996 г., ISBN  0-471-08658-4)
  • Кевин Харт (1923). основал это

Числовая классификация

  • Макбрэтни, А. Б., и де Грюйтер, Дж. Дж. (1992). Континуальный подход к классификации почв с использованием модифицированных нечетких k-средних с дополнительными градациями. Журнал почвоведения, 43 (1), 159-175.

Рекомендации

  1. ^ «Система классификации почв Англии и Уэльса». Университет Крэнфилда, Национальный институт почвенных ресурсов. В архиве из оригинала на 2018-04-30. Получено 2019-01-06.
  2. ^ «Гидрология типов почв» (PDF). Университет Крэнфилда, Национальный институт почвенных ресурсов. В архиве (PDF) из оригинала от 18.03.2016. Получено 2019-01-06.

внешняя ссылка