11 Водный баланс. Испаряемость.

Влагооборот в геокомплексах тесно связан с тепловым балансом через затраты тепла на испарение. В наиболее общем виде уравнение водного баланса включает в себя четыре элемента: осадки X, сток Y, испарение E и изменение влагозапасов в пределах геосистемы W:

X = Y + E + W

При рассмотрении малых водосборов и за небольшие промежутки времени все составляющие водного баланса, конечно, должны быть значительно детализированы. Ограничения для составления водного баланса по времени связаны, в частности, с тем, что если испарение и изменение влагозапасов в геосистеме - непрерывные прцессы, то выпадение осадков дискретно. Может прерываться и сток. Тем не менее все компоненты водного баланса могут, как правило, быть оценены за периоды свыше одной недели. Механизм взаимодействия факторов, обусловливающих формирование элементов водного баланса, в самом общем виде можно выразить зависимостями вида.

Yc = f(X, S+x, U, -T, M, I) ,

Yg = f(X, R, H, M, L, I) ,

E = f(X, R, H, M, L, A, V, N) ,

где Yc и Yg - поверхностный и грунтовый сток;

X - сумма осадков;

R- радиационный баланс;

(S+x) - максимальные запасы воды в снеге и осадки за период склонового стока;

U - влагозапасы в метровом слое почвогрунтов в период, предшествующий склоновому стоку;

T – сумма отрицательных суточных температур воздуха за период промерзания почвогрунтов;

M - механический состав почвогрунтов в метровом слое, характеризующий их фильтрационные свойства;

L - литологическое строение зоны аэрации, влияющее на режим грунтовых вод;

I -уклон склонов;

A - экспозиция, влияющая на темпы снеготаяния, количество осадков и испарение;

V - растительность (ее биомасса,сомкнутость и другие свойства)

N - возраст древостоя;

H – глубина залегания грунтовых вод.

Для анализа пространственных закономерностей водного режима ландшафтов элементы водного баланса могут быть выражены в относительной форме, например:

a = Yc/(S+x), a' = Yg/X, a" = E/X.

12 Влажность почвы. Водно – физические константы почв

ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ, содержание влаги в почве. Выражается в процентах от массы сухой почвы или от объёма почвы ненарушенного сложения. В. п. — осн. характеристика обеспеченности растений влагой. Выделяют продуктивную (доступную для растений) влагу, к-рая равна В. п., уменьшенной на величину влажности завядания (т. е. влажности почвы, при к-рой растения начинают увядать). В. п. зависит от гранулометрич. состава, особенностей увлажнения и сезона года. При прочих равных условиях влажность выше в тяжёлых по гранулометрич. составу и ниже в лёгких почвах. В. п. изменяется во времени. Наибольшей она бывает ранней весной. В течение вегетац. периода почва иссушается, особенно сильно во 2-й половине лета. Глубина иссушения под древесными растениями достигает 4—5 м и более. Лесные почвы по сравнению с полевыми имеют несколько повышенную влажность в верх. горизонтах (до глуб. 0,5-1 м) и пониженную в глубинных.

капилярность

физическое свойство грунтов или других зернистых материалов поднимать вверх по капиллярам воду в направлении, противоположном направлению действия силы тяжести за счет поверхностного натяжения. Мерой капиллярности является высота капиллярного поднятия.

Удельная поверхность — усреднённая характеристика размеров внутренних полостей (каналов, пор) пористого тела или частиц раздробленной фазы дисперсной системы. Удельную поверхность выражают отношением общей поверхности пористого или диспергированного в данной среде тела к его объёму или массе. Удельная поверхность пропорциональна дисперсности или, что то же, обратно пропорциональна размеру частиц дисперсной фазы.

Пористость (скважность) характеризуется формой и величиной пор внутри структурных различий и между ними. По расположению пор внутри структурных различий различают такое состояние почвы:

1) тонкопористых — грунт пронизан порами диаметром менее 1 мм;

2) пористый — почва содержит поры диаметром 1-3 мм;

3) губчатый — встречаются пустоты размером от 3 до 4 мм;

4) ячеистый — есть пустоты диаметром 5-10 мм;

5) ячеистый — пустоты превышают 10 мм;

6) трубчатый — пустоты в виде каналов, прорытых землеройками.

Сложение — важный показатель при агрономической оценке почвы, от которого зависит возможность обработки сельскохозяйственными орудиями, а также проникновения воды и корней растений на нужную глубину.

Объемной массой почвы называют массу 1 см3 сухой почвы (высушенной до постоянной массы при 105 °С), взятой в ее естественном сложении (т. е. со всеми имеющимися в ней порами).Объемная масса характеризует плотность сложения почвы и часто употребляется как ее синоним. Плотность почвы всегда меньше плотности ее твердой фазы. Объемная масса почвы зависит от характера слагающих почву минералов, содержания органического вещества, структуры и порозности почвы. Чем рыхлее почва, структурнее и чем больше в ней перегноя, тем меньше ее объемная масса.

Объемная масса минеральных почв колеблется от 0,8 до 1,8 г/см3. У торфяных почв она снижается до 0,5-0,3 г/см3, а у верховых болотных почв 0,04-0,08 г/см3. Объемная масса культурной свежевспаханной пашни суглинистых и глинистых почв составляет 1,0-1,1 г/см3, в подпахотных горизонтах она увеличивается до 1,4-1,6 г/см3, а в сильно уплотненных иллювиальных горизонтах некоторых почв, например подзолистых и солодей, а также в горизонте С красноземов достигают предельных величин 1,6- 1,8 г/см3.

фильтрационную способность почвы характеризует коэффициент фильтрации, под которым понимают длину пути, которую проходит вода за единицу времени, вертикально двигаясь в почве под действием силы тяжести. Например, для среднезернистых песков коэффициент фильтрации, составляет 0,43 м/сут, для мелкозернистых — 0,043 м/сут, для суглинков — 0,0043 м/сут. Чем выше фильтрационная способность почвы, тем выше коэффициент фильтрации.