Стан і форми води в ґрунті

Вода в ґрунті перебуває в трьох станах: твердому,рідкому і газоподібному. За фізичним станом, рухомістю і доступністю для живих організмівґрунтову воду поділяють на форми: пароподібну, хімічно зв’язану, сорбційно зв’язануі вільну.

Пароподібна вода.

В ґрунтовому повітрі завжди міститься водяна пара.Повітря нормально зволоженого ґрунту насичено водяною парою до 100%. Пароподібнавода є динамічною формою. Вона безперервно утворюється в ґрунті, переміщується зодного горизонту в інший, перетворюється на інші форми: вільну або сорбційну. Всіці процеси зумовлені змінами температури ґрунту та атмосферного тиску. Разом з переміщеннямводяної пари, особливо в процесі випаровування, відбувається переміщення по профілюґрунту розчинених в ньому речовин.

Хімічно зв’язана вода.

Багато мінералів ґрунту містять в своєму складімолекули води (Na₂SO₄×10H₂O; CaSO₄×2H₂O;MgCl₂×6H₂O та ін.). Цю форму води називають кристалізаційною. Крімтого виділяють конституційну воду, яка представлена в мінеральних, органічних іоргано-мінеральних сполуках гідроксильною групою ОН. Ці форми води входять до складутвердої фази ґрунту, вони є нерухомі і недоступні для рослин.

Сорбційно зв’язана (або фізично зв’язана) вода.Молекули (диполі) води вбираються поверхнею негативно заряджених колоїдів ґрунтуі орієнтуються по позитивним полюсом до ядра міцели. Залежно від міцності утриманняводи міцелою її поділяють на міцно зв’язану (гігроскопічну) і слабко зв’язану (плівчасту).

Гігроскопічна вода утворюється за рахунок сорбціїмолекул водяної пари на поверхні колоїдних часток, міцно утримується сорбційнимисилами (10000-20000 атм.) в тому є нерухомою. Густина її досягає 1.5-1.8 г/см3,не розчиняє хімічні сполуки, не замерзає і не доступна для рослин. Кількість гігроскопічноїводи в ґрунті залежить від температури, насиченості ґрунтового повітря водяною парою,механічного і мінералогічного складу ґрунту та вміст в ньому гумусу. Найбільшу кількістьводи, яку може увібрати ґрунт з пароподібного стану (при вологості повітря 94-98%)називають максимальною гігроскопічністю ґрунту.

Сорбційні сили колоїдів ґрунту повністю не врівноважуютьсямолекулами гігроскопічної води навіть при досягненні максимальної гігроскопічності.Залишкові сили здатні вбирати і утримувати (з силою 1-10атм) певну кількість рідкоїводи, яку називають плівчастою. За фізичним станом вона перебуває у в’язко-рідкійформі і здатна переміщуватися в різних напрямах від більш товстих до тонших. Цяформа води частково доступна для рослин. Вона розчиняє і переміщує з незначною швидкістюводорозчинні солі.

Вільна вода — вода ґрунту, яка не піддається діїсорбційних сил. Ця форма не має молекул, які орієнтовані до колоїдних часток ґрунту.В ґрунтах вона міститься у двох форма: капілярній і гравітаційній.

Капілярна вода знаходиться у порах малого діаметра- капілярах. Утримується під дією капілярних або меніскових сил. Природу виникненняцих сил вивчають у курсі фізики. Згідно з законом Лапласа, меніскові сили будутьбільші там, де вужчий капіляр, а це, в свою чергу, зумовлює висоту капілярного підняття.Крім того, меніскові сили посилюються силами змочування.

При позитивних температурах капілярна вода перебуваєв рідкому стані і вільно випаровується з поверхні менісків, при мінусових — замерзає.Це основна форма води, яку засвоюють рослини. Вона дуже рухлива, розчиняє органічніі мінеральні сполуки, перерозподіляє по профілю солі колоїди, суспензії. Висхіднийрух води по капілярах поповнює запаси вологи у верхньому горизонті ґрунту.

Висота підняття капілярної води в реальних ґрунтахзалежить від їх механічного і структурного складу. В глинистих ґрунтах (які маютьтонкі капіляри) вона піднімається на висоту 2-6 м, в піщаних — 40-60 см. В структурних ґрунтах капілярна вода піднімається на незначну висоту і добрезберігається.

Залежно від джерела капілярну воду ґрунту поділяютьна капілярно-підвішену, капілярно-підперту і капілярно-посаджену.

Капілярно-підвішена вода заповнює пори зверху післядощу, танення снігу, підчас зрошення, тривалий час зберігається в ґрунті і доступнадля рослин. Утримується в ґрунтах завдяки різниці тиску на поверхню верхнього інижнього менісків. Нижче зволоженого шару залишається сухий шар ґрунту. Отже, водавологого шару начебто “висить" над сухим. Інтенсивне випаровування цієї водипризводить до засолення поверхневого шару ґрунту.

Капілярно-підперта вода формується за рахунок підняттяґрунтових вод. Вона підперта водоносним горизонтом. Шар ґрунту, який містить капілярно-підпертуводу над водоносним горизонтом, називають капілярною каймою. Потужність її залежитьвід водопідіймальної здатності ґрунту. Вміст води в каймі збільшується зверху донизу.

Капілярно-посаджена (підперто-підвішена) вода акумулюєтьсяв шаруватих ґрунтах, в дрібнозернистих шарах, під якими залягають крупнозернисті.На межі тонко дисперсного і грубо дисперсного горизонтів, внаслідок різкої змінирозмірів капілярів, виникають додаткові нижні меніски, які утримують деяку кількістькапілярної води. Дана вода начебто “ посаджена ” на ці меніски.

Гравітаційна вода — вода атмосферних опадів таполивна, яка заповнює широкі пори ґрунту і переміщується по профілю ґрунту під силоюземного тяжіння. За нормальних умов вона перебуває в рідкому стані, розчиняє хімічнісполуки і переміщує їх вниз по профілю.

Гравітаційна вода витісняє повітря з ґрунту, створюючинесприятливі умови (анаеробні) для життя рослин та інших організмів. Зменшення кількостігравітаційної води в ґрунті здійснюють осушенням.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема 2.5 Водні, теплові та повітряні властивості ґрунту	\|	Водні властивості ґрунту

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.