Розділ 6 Водні властивасті грунту

Водні властивості ґрунтів характеризуються сукупністю властивостей, які визначають поглинання, збереження і пересування в них води (передусім сорбцією, усмоктуванням, фільтрацією, водопідйомною здатністю), а також енергетичні властивості, що становить потенціал ґрунтової вологи і всмоктувальної сили ґрунту.

Швидкість поглинання безпосередньо залежить від величини шпаруватості і, найголовніше, від розміру шпар: чим вища шпаруватість і крупніші шпари, тим більшою буде водопроникність.

Водопідйомна здатність характеризує здатність вологи підніматися ґрунтовими капілярами. Через гідрофільність мінеральних ґрунтів їх капіляри добре змочуються водою, в них утворюються увігнуті меніски, які спричинюють поверхневий натяг, що ініціює підняття вологи. Капілярні підняття вологи за умови, що кореневмісний шар потрапляє в зону його впливу, набуває великого екологічного значення для ґрунтотворення та агрономічної практики, оскільки водний і сольовий баланс, процеси оглеєння, живлення рослин та багато інших моментів є залежними від капілярного підняття вологи.

Сорбція включає хемосорбцію вологи з включенням її до складу ґрунтових компонентів (наприклад, гіпсу), сорбцію пари води та адсорбцію вологи у рідкому стані і тим самим визначає собою розглянуті вище види вологоємності. Всмоктування і фільтрацію вважають двома стадіями водопроникності. Перша з них відповідає ненасиченому стану ґрунту, а друга — насиченому, коли рух вологи підпорядковується закону Дарсі і залежить від гідравлічного напору та об’єму рідини , що протікає через одиницю площі поперечного перерізу ґрунту за час.

Водопроникність ґрунту є дуже змінним параметром, як у часі (динамічність), так і в просторі (строкатість) — через розбіжність щільності та інших властивостей ґрунтового покриву, нано- та мікрорельєфу, наявність неоднорідностей у профілі (насамперед шаруватості) тощо

Ґрунтова волога представлена трьома категоріями — твердою, рідкою і пароподібною.

Тверда волога з’являється в ґрунті при від’ємній температурі у вигляді крижаних прошарків, лінз, зерен, найтонших кристалів між агрегатами та у великих капілярах. Міцнозв’язаною вважають воду, що міститься в тонких порах, на поверхні чи усередині кристалів і колоїдів Твердою є і хімічно зв’язана (конституційна) вода з її дуже міцним зв’язком з речовинами ґрунту — півтораоксидами, глинистими мінералами, кристалами гіпсу та мірабіліту (кристалізаційна вода), органічними та іншими сполуками як їх складова частина, абсолютно недоступна рослинам й нерухома.

Рідку вологу поділяють за рухомістю, спричиненою ступенем міцності зв’язку з твердою фазою ґрунту, на міцно- та слабкозв’язану, капілярну й гравітаційну (вільну). Міцнозв’язаною є гігроскопічна вода, сорбована з водяної пари повітря на колосальних поверхнях дрібнодисперсних фаз ґрунту, вкриває їх плівками в 1 – 3 молекули. На відміну від хімічно зв’язаної, може пересуватися в ґрунті у вигляді пари у разі зміни температури і відповідної зміни відносної вологості повітря, але через значну міцність зв’язку з ґрунтом ця волога є недоступною для рослин.

Слабкозв’язана (плівкова) волога утворюється в ґрунті після повного його насичення пароподібною і частково сконденсованою вологою. Це рідка форма вологи, що вкриває дрібнодисперсні поверхні багатошаровими плівками. Вона утримується в ґрунті за рахунок спільної дії дисперсійних і частково іонно-електростатичних сил, що зумовлюють існування суцільної плівки довкола часток, а також меніскових сил на стиках ґрунтових часточок. Вона є малорухомою, а отже, майже недоступною рослинам.

Пароподібна вода міститься у великих пустотах і легко перемі-щується внаслідок термодифузії з місць більшої її пружності до меншої. Із зниженням температури пароподібна волога зріджується (конденсується).

Водні режими грунтів:

1) Промивний (пермацидний) тип вирізняється щорічним промочуванням усієї товщі ґрунто-підґрунтя до підґрунтових вод. Частина атмосферних опадів просочується через ґрунт і втрачається з ґрунтовим стоком.

2)Періодично промивний тип є характерним для регіонів з приблизно однаковою річною величиною опадів і випаровування. Залежно від умов року (кількості опадів) формується промивний або непромивний тип водного режиму.

3) Непромивний тип формується на територіях степу і напівпустель із чорноземами звичайними, південними, каштановими ґрунтами, де опадів випадає менше, ніж випаровується, глибина промокання є невеликою, а між нею і капілярною облямівкою лежить шар з постійною вологістю, близькою до вологості в’янення (мертвий горизонт).

4)Випітний (ексудативний) тип притаманний ландшафтам з близьким заляганням підґрунтових (нерідко засолених) вод, за участю яких формуються солончакові та солонцюваті ґрунти сухих степів, напівпустель і пустель.

5) Мерзлотний (кріогенний) тип характеризується наявністю багаторічної мерзлоти, що діє як водоупор, над яким утворюється верховодка. Із цієї причини ґрунти, де домінує цей тип (північні території, тундра), перезволожені й оглеєні.

5) Іригаційний тип зрошуваних територій, залежно від сезону року, може змінюватися від промивного (за інтенсивного зрошення) до випітного (без штучної подачі води).

6) Заплавний тип відрізняється затопленням найнижчого гіпсометричного рівня річкової долини повеневими та паводковими водами, алювіальністю, гідроморфізмом тощо.

Водним режимом горизонту лучного поверхнево солонцюватого грунту є заплавний тип, на це вказує наявність алювію, вмивання мулистих часточок. Наявність процесу оглеєння нижніх горизонтів, можна пояснити близьким розташуванням підземних вод.

У верхньому горизонті лучного поверхнево солонцюватого грунту погана водопроникливість через його щільність та злитість.