Водний режим грунтів: типи і їх характеристики

Чи є в грунті вода? Звичайно, так! Вона надходить з атмосферних опадів, кількість яких залежить від метеорологічних умов і клімату конкретної місцевості. Водний режим грунтів є найважливішою характеристикою, що визначає умови продуктивності і зростання деревних насаджень.

Стоку

Волога, що надійшла на поверхню грунту, утворює поверхневий стік. Він спостерігається під час сніготанення, після рясних дощів і залежить від кількості опадів, водопроникності грунтового шару і кута нахилу місцевості. Також виділяють бічний стік, який виникає внаслідок різної щільності горизонтів грунту. Надійшла волога спочатку фільтрується через верхні горизонти, а коли доходить до більш важкого по гранулометричному складу горизонту, формує грунтову верховодку. З неї частина води просочується в найбільш глибокі шари, досягаючи грунтового стоку. Якщо має місце ухил місцевості, частина вологи з водоносного горизонту стікає в знижені рельєфні ділянки.

Грунтова волога і її випаровування

Чи є вода в грунті, для якої характерно підвищене випаровування? Все залежить від його швидкості, що змінюється відповідно до зміни вологості. У добу величина випаровування здатна досягати десяти-п`ятнадцяти міліметрів. Грунти з близьким заляганням грунтових вод випаровують набагато більше вологи, ніж з глибоким.

Вода рухається в залежності від прояву різних сил і ступеня зволоження. Обов`язковою умовою руху вологи виступає градієнт (різниця сил). На грунтову воду всі сили діють в сукупності, але якась певна переважає. Залежно від цього виділяють основні типи вологи в грунті: вільну воду, пар і лід. Також в грунтових шарах присутній гідратна, гігроскопічна, плівкова, капілярна і внутрішньоклітинна вода.

Вільна і пароподібна волога

Гравітаційна (вільна) вода наповнює великі пори, утворює спадний струм під дією сили тяжіння і формує верховодку, частково потрапляючи в грунтові води. Гравітаційна волога проходить ілювіальні та елювіальні процеси в ґрунті і утворює всі інші форми води. Сама вона поповнюється переважно за рахунок атмосферних опадів.

Пароподібна вода є в грунті при будь-якому рівні зволоження. Вона може пересуватися активно, що обумовлено явищами дифузії, або пасивно, разом з переміщенням повітря. Така волога значно впливає на кругообіг води в грунті. З часом пари випаровуються в атмосферу, і пароподібна волога поповнюється з інших форм.

Лід як Форма води

Лід утворюється в грунті при зниженні температури. У незасолених ділянках гравітаційна вода замерзає при градусах, близьких до нуля. Якщо промерзає недостатньо зволожена грунт, це тягне поліпшення її структури за рахунок спресування грудочок і зерен замерзлою водою. Промерзання перезволоженого шару призводить до обесструктуріванію через розрив структурних елементів льодом. При замерзанні помірно зволожених грунтів зберігається деяка водопроникність, в той час як перезволожені залишаються водоупорамі аж до свого відтавання.

Водні властивості грунту. Водопроникність

Головні властивості, що визначають поведінку вологи в грунтовому профілі , - це водопроникність, вологоємність і водопідйомна здатність.

Водопроникність полягає в здатності грунту пропускати і вбирати воду. Інтенсивність цієї властивості залежить від кількості і розміру пір. Так, супіщані і легкі піщані грунти з великою кількістю великих пір мають високу водопроникність. Вода на їх поверхні навіть після випадання рясних опадів майже не затримується і швидко спускається в нижні горизонти. У шарах з важким гранулометричним складом рівень водопроникності залежить від їх структурного стану і щільності. Добре оструктуренние, пухкі грунти завжди мають більш високу пропускну здатність.

Вологоємність і водопідйомна здатність

Вологоємність-це здатність утримувати воду. Грунт в залежності від водоутримуючих сил може мати повну, гранично-польову, максимальну або капілярну вологоємність. Як правило, цей показник виражається у відсотках від маси сухого шару.

Водопідйомна здатність виражається в пересуванні вологи з нижніх шарів у верхні по капілярним порам. Чим більше діаметр таких пір, тим більше швидкість підняття води, але і нижче висота її підйому. Це властивість у водному режимі грунтів дуже істотно. Завдяки водопід`ємної здатності грунтова волога може підніматися до орного горизонту і брати участь у водному живленні рослин. Особливо це важливо у посушливі періоди, коли з / х культури страждають від нестачі води.

Типи водного режиму грунту в холодних зонах

Для виділення типів надають значення таким факторам, як відсутність або наявність вічної мерзлоти в грунті, глибина промочування грунту, переважання низхідних або висхідних струмів вологи. Згідно з цим і формуються типи водного режиму.

Мерзлотний тип характеризується наявністю в грунті вічної мерзлоти, яка в теплий період відтає на невелику глибину, але при цьому зберігається значна частина мерзлотного шару. Він притаманний тундровим, арктичним, мерзлотним лучно-лісовим грунтам.

Сезонно-мерзлотний тип спостерігається в Хабаровському краї, Амурській області та інших регіонах, де найбільша кількість опадів випадає влітку, і волога промочує грунт до грунтових вод. При цьому взимку грунтовий шар промерзає більш ніж на три метри, а повністю відтає тільки в липні-серпні. До цього моменту водний режим грунту володіє всіма рисами мерзлотного типу.

У вологих і сухих районах

Промивний тип відзначається в районах, де опадів випаровується менше, ніж випадає. За рахунок переважання спадних струмів води грунт промивається до грунтових вод, які в даних Умовах залягають, як правило, не глибше двох метрів від поверхні. Характерними грунтами виступають підзолисті.

Періодично промивний тип поширений на територіях, де опадів випадає приблизно стільки, скільки випаровується. У вологі роки спостерігається промивний режим, а в сухі з високим випаровуванням-непромивний. Цей варіант характерний для сірих лісових грунтів.

Непромивний тип відзначається в зонах, де витрата води вище, ніж прихід, грунтові води мають глибоке закладення, і вологообіг охоплює лише грунтовий профіль. Характерні грунту-чорноземні.

Застійний тип спостерігається на заболочених ділянках, де всі грунтові пори заповнені водою внаслідок того, що специфічна рослинність перешкоджає випаровуванню.

Намивний тип має місце під час щорічного розливу річок і тривалого затоплення території. Він характерний для алювіальних (заплавних) грунтів.

Методи регуляції у вологих зонах

Регулювання водного режиму грунтів є обов`язковим в умовах інтенсивного землеробства. Воно полягає в здійсненні комплексу прийомів щодо усунення несприятливих умов для водопостачання рослин. За рахунок штучного зміни витрати і приходу вологи можна впливати на водний режим грунтів і домагатися отримання стійкого високого врожаю з / х культур.

У конкретних грунтово-кліматичних зонах методи регуляції мають свої особливості. Так, на грунтах з надмірною тимчасовим зволоженням доцільно восени робити гребені для видалення зайвої води. Високі гребені збільшують фізичне випаровування, а по борознах здійснюється поверхневий стік вологи за межі поля. Мінеральні заболочені і болотні грунти вимагають осушувальних меліорацій у вигляді пристроїв закритого дренажу.

У вологих зонах, де випадає багато річних опадів, регулювання водного режиму не обмежується осушувальними заходами. Наприклад, дерново-підзолисті грунти влітку відчувають дефіцит вологи і вимагають додаткового зволоження. На нечорноземних територіях для поліпшення вологозабезпеченості рослин використовують метод двосторонньої регуляції, коли надлишок води відводять з полів в спеціальні джерела по дренажних трубах і в разі необхідності по тих же трубах подають назад.

Регулювання грунтової вологи в сухих районах

У посушливих районах регуляція спрямована на накопичення в грунті вологи і її раціональне використання. Поширеним методом водонакопичення є затримка талих вод і снігу за допомогою використання кулісних рослин, стерні, валів зі снігу. Щоб зменшити поверхневий стік, застосовують обвалування, зяблеву спалах, щелевание, переривчасте бороздование, пористу обробку грунту, смугове розміщення культур та інші прийоми.

У пустельній і пустельно-степовій зонах головним методом поліпшення водного режиму служить зрошення. При такому способі необхідно боротися з непродуктивними водними втратами, щоб запобігти вторинне засолення. Слід пам`ятати, що в різних зонах в комплексі дій, спрямованих на вдосконалення водозабезпеченості рослин, важливо передбачати поліпшення структурного стану і водних властивостей грунтів.