Водный режим почвы
Цель работы: ознакомиться с типами водного режима различных природно-климатических зон. Задание 1. Ознакомиться со схемой водного баланса почвы и записать его в виде уравнения (рис. 3). Для различных природно-климатических зон водный баланс складывается по-разному. В зависимости от соотношения статей среднегодового баланса выделяют типы водного режима. Количественным выражением годового баланса является коэффициент увлажнения (kувл): , где Ос– осадки; Ео– суммарное испарение Ео=Еф.исп.+Етр., здесь Еф.исп. – физическое испарение; Етр.– транспирация растений.
Рис. 3. Схема баланса воды в почве: 1 – атмосферные осадки; 2 – испарение с поверхности растительности; 3 –испарение с поверхности почвы; 4 – поверхностный сток; 5 – десукция растениями; 6 – внутрипочвенный сток; 7 – грунтовый сток. Задание 2. Изучить типы водного режима лесной и степной зоны по схеме (рис. 4). Совокупность явлений поступления, передвижения, удержания и расходования влаги называется водным режимом. Количественным выражением водного режима является уравнение водного баланса. kувл 1
60% Десукция
25% физическое испарение «Мертвый горизонт»
100% осадки 30% десукция 10 %
Физическое испарение 30% задержано кронами физическое испарение 5% поверхностный сток kувл 1 10% внутрипочвенный сток сток 15% грунтовый сток аа а 100% осадки а) ааа kувл 1
15% Задержано кронами
Водный режим почв
[править | править вики-текст] Материал из Википедии — свободной энциклопедии Круговорот воды в природе Во́дный режи́м почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. В почву поступает меньше влаги, чем выпадает её в виде осадков, так как значительная часть задерживается растительностью, в особенности кронами деревьев. Вторым источником поступления влаги в почву является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы и в её верхних горизонтах (10—15 мм).Туман может оказывать значительно больший вклад в сумму осадков (до 2 мм/сутки), хотя и является более редким явлением. Практическое же значение тумана проявляется преимущественно в прибрежных районах, где в ночное время над поверхностью почвы собираются значительные массы влажного воздуха. Часть поступившей на поверхность почвы влаги образует поверхностный сток, который наблюдается весной во время снеготаяния, а также после обильных дождей. Величина поверхностного стока зависит от количества выпавших осадков, угла наклона местности и водопроницаемости почвы. Выделяют также боковой (внутрипочвенный) сток, возникающий из-за различной плотности почвенных горизонтов. При этом вода, поступившая в почву, фильтруется через верхние горизонты, а дойдя до горизонта с более тяжёлым гранулометрическим составом, формирует водоносный горизонт, называемый почвенной верховодкой. Часть влаги из верховодки всё же просачивается в более глубокие слои, достигая грунтовых вод, которые в своей совокупности образуют грунтовый сток. При наличии же уклона местности часть влаги, сосредоточенной в водоносном горизонте, может стекать в пониженные участки рельефа. Помимо стока, часть почвенной влаги расходуется на испарение. Из-за своеобразия и непостоянства свойств почвы как испаряющей поверхности, при одинаковых метеорологических условиях скорость испарения меняется сообразно изменению влажности почвы. Величина испарения может достигать 10—15 мм/сутки. Почвы с близким залеганием грунтовых вод испаряют гораздо больше воды, чем с глубоким.
Источник
2. Типы водного режима почв
Водный баланс складывается неодинаково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса может наблюдаться несколько типов водного режима почв. Численное значение годового водного баланса, прежде всего, определяется величиной инфильтрации (Ви) и количества испаряющейся из почвы влаги (Еисп).
Основоположник учения о типах водного режима почв Г.Н. Высоцкий (1934) выделял три варианта такого соотношения: 1) испарение меньше инфильтрации воды в почву – промывной тип водного режима; 2) испарение равно инфильтрации воды в почву – непромывной тип водного режима; 3) испарение больше инфильтрации воды в почву – выпотной тип водного режима.
Применительно к различным природным условиям основные типы водного режима устанавливаются по коэффициенту увлажнения (КУ) – отношение количества осадков к испаряемости и выделяют следующие типы водного режима:
• Мерзлотный водный режим присущ почвам, которые формируются в области многолетней мерзлоты. На протяжении большей части года грунтовая вода находится в твердом состоянии в виде льда. В теплый период лед тает сверху вниз и над мерзлым слоем образуется надмерзлотная верховодка. Вода расходуется на испарение, боковой сток, десукцию. Почва постоянно влажная. На протяжении большей части вегетационного периода влага поддерживается на уровне от малейшей к полной влагоемкости и никогда не бывает ниже влаги увядания (ВВ).
• Промывной (пермацидный) тип водного режима почв характерен для местностей, где сумма годовых осадков (Ос) больше величины испаряемости (КУ > 1)/ В таких условиях избыток осадков будет проникать в глубокие слои почвы вплоть до грунтовых вод. Тогда поступление воды из грунтовых вод к поверхности почвы (Вг) будет меньше количества воды, инфильтрующейся в почвенно-грунтовую толщу (Ви).
При зависимости Ви > Вг уравнение годового водного баланса примет вид
Для выровненных местностей величины поверхностного притока и стока очень малы, и ими можно пренебречь. Тогда:
Ос > Еисп + Ет, или для промывного типа водного режима КУ > 1.
Почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промыванию до грунтовых вод, так как нисходящие токи преобладают над восходящими.
Промывной тип водного режима характерен для большинства почв таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв.
• Непромывной, или замкнутый (импермацидный), тип водного режима почв характерен для местности, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод
В таком случае уравнение годового водного баланса примет вид:
а для выровненных пространств, где Впр и Вп = 0, Ос = Еисп+ Ет.
Уравнение показывает, что вся влага осадков, накопленная в почве при непромывном типе водного режима, расходуется снова в атмосферу в результате транспирации и физического испарения.
Такой тип водного режима характерен для большинства степных почв (черноземы, каштановые и др.) В этих почвах связь между атмосферной и грунтовой влагой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, поддерживающейся в течение длительного времени на одном уровне. Этот слой Г.Н. Высоцким назван «мертвым» горизонтом за степень увлажнения, близкую к влажности устойчивого завядания растений. Обмен влагой через «мертвый» горизонт происходит путем передвижения воды в форме пара.
• Периодически промывной тип водного режима характеризуется чередованием ограниченного промывания почвенно-грунтовой толщи (непромывные условия) и сквозного промывания ее (промывной тип водного режима) КУ= 1. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, оподзоленным почвам депрессией степной зоны и некоторым другим.
• Выпотной (экссудатный) тип водного режима отличается преобладанием восходящего потока влаги в толще почвогрунта. Этот режим проявляется при неглубоком залегании грунтовых вод (до 5-7 м).
В таких условиях грунтовые воды по капиллярам сообщаются с корнеобитаемым слоем и даже с поверхностью почвы. Влага в почвенном профиле находится в капиллярно-подпертом состоянии.
Уравнение годового водного баланса в таких условиях приобретает вид:
так как инфильтрующейся влаги (Ви) меньше, чем воды, поступающей из грунтовых вод (Вг), или Вг > Ви.
Если допустить, что на выровненных участках Впр и Вп = 0, уравнение может быть представлено так: годовой коэффициент увлажнения КУ < 1.
Выпотный тип водного режима характерен для гидроморфных солончаков, пойменных, плавневых и некоторых других почв. Для таких почв испарение превышает сумму осадков, а дефицит влаги погашается подтоками грунтовых вод.
• Аридный (засушливый) – весь профиль почвы сухой в течение всего года. Влага ближе к ВРК (влажности разрыва капилляров) или даже ниже. Формируются полупустынные почвы.
• Пойменный режим характерен для почв, которые периодически затапливаются водами рек, склонов, дождевыми и другими водами рек (поймы рек).
• Застойный – распространен на заболоченных участках. Все поры почвы заполнены водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.).
Источник