ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 8782
Скачиваний: 18
де
,
содержащейся
в
почве
.
Максимальная
молекулярная
влагоемкость
(
ММВ
)
(
по
А
.
Ф
.
Лебедеву
)
—
характеризует
верхний
предел
содержания
в
почвах
рыхлосвязанной
(
пленоч
-
ной
)
воды
,
т
.
е
.
воды
,
удерживаемой
силами
молекулярного
притяжения
на
по
-
верхности
почвенных
частиц
.
ММВ
определяется
в
основном
гранулометриче
-
ским
составом
почв
.
В
глинистых
почвах
она
может
достигать
25-30%,
в
песча
-
ных
-
не
превышает
5-7%.
Увеличение
запасов
воды
в
почве
сверх
максимальной
молекулярной
влагоемкости
сопровождается
появлением
подвижной
капилляр
-
ной
или
даже
гравитационной
воды
.
Максимальная
молекулярная
влагоемкость
является
важной
почвенно
-
гидрологической
характеристикой
.
Сопоставление
фактической
влажности
почвы
с
максимальной
молекулярной
влагоемкостью
дает
возможность
установить
при
-
сутствие
в
почве
запаса
доступной
для
растений
воды
(
в
случае
превышения
фак
-
тической
влажности
над
ММВ
)
или
отсутствие
таковой
(
при
примерном
совпаде
-
нии
этих
величин
),
поскольку
при
влажности
,
соответствующей
ММВ
,
запасы
доступной
растениям
воды
в
почве
настолько
малы
,
что
они
не
могут
удовлетво
-
рить
потребность
растений
в
ней
.
Капиллярная
влагоемкость
(KB)
—
наибольшее
количество
капиллярно
-
подпертой
воды
,
которое
может
удерживаться
в
слое
почвы
,
находящемся
в
пре
-
делах
капиллярной
каймы
.
Определяется
она
в
основном
скважностью
почв
и
грунтов
.
Кроме
того
.
она
зависит
и
от
того
,
на
каком
расстоянии
слой
насыщен
-
ной
влаги
находится
от
зеркала
грунтовых
вод
.
Чем
больше
это
расстояние
,
тем
меньше
КВ
.
При
близком
залегании
грунтовых
вод
(1,5—2,0
м
),
когда
капилляр
-
ная
кайма
смачивает
толщу
до
поверхности
,
капиллярная
влагоемкость
наиболь
-
шая
(
для
1,5
м
слоя
среднесуглинистых
почв
30—40%). KB
не
постоянна
,
так
как
находится
в
зависимости
от
уровня
грунтовых
вод
.
Наименьшая
влагоемкость
(
НВ
)
—
наибольшее
количество
капиллярно
-
подвешенной
влаги
,
которое
может
удержать
почва
после
стекания
избытка
влаги
при
глубоком
залегании
грунтовых
вод
.
Термину
наименьшая
влагоемкость
соот
-
ветствуют
термины
полевая
влагоемкость
(
ПВ
),
общая
влагоемкость
(0
В
)
и
пре
-
дельная
полевая
влагоемкость
(
ППВ
).
Последний
термин
особенно
широко
ис
-
пользуется
в
агрономической
практике
и
в
мелиорации
;
термин
полевая
влагоем
-
кость
широко
распространен
в
иностранной
литературе
,
особенно
американской
.
Наименьшая
влагоемкость
зависит
главным
образом
от
гранулометрическо
-
го
состава
почв
,
от
их
оструктуренности
и
плотности
(
сложения
).
В
почвах
тяже
-
лых
по
гранулометрическому
составу
,
хорошо
оструктуренных
НВ
почвы
состав
-
ляет
30—35,
в
почвах
песчаных
она
не
превышает
10—15%.
Наименьшая
влагоемкость
почв
является
очень
важной
гидрологической
характеристикой
почвы
.
С
ней
связано
понятие
о
дефиците
влаги
в
почве
,
по
НВ
рассчитываются
поливные
нормы
.
Дефицит
влаги
в
почве
представляет
собой
величину
,
равную
разности
между
наименьшей
влагоемкостью
и
фактической
влажностью
почвы
.
Оптималь
-
ной
влажностью
считается
влажность
почвы
,
составляющая
70-100%
наименьшей
влагоемкости
.
Полная
влагоемкость
(
ПВ
)
-
наибольшее
количество
влаги
,
которое
может
содержаться
в
почве
при
условии
заполнения
ею
всех
пор
,
за
исключением
пор
с
защемленным
воздухом
,
которые
составляют
,
как
правило
,
не
более
5—8%
от
общей
порозности
.
Следовательно
,
ПВ
почвы
численно
соответствует
порозности
(
скважности
)
почвы
.
При
влажности
,
равной
ПВ
,
в
почве
содержатся
максимально
возможные
количества
всех
видов
воды
:
связанной
(
прочно
и
рыхло
)
и
свободной
(
капилляр
-
ной
и
гравитационной
).
Можно
сказать
,
что
ПВ
характеризует
водовместимость
почв
.
Поэтому
эту
величину
называют
также
полной
водовместимостью
.
Зависит
она
,
как
и
наименьшая
влагоемкость
,
не
только
от
гранулометрического
состава
,
но
и
от
структурности
и
порозности
почв
.
Полная
влагоемкость
колеблется
в
пре
-
делах
40-50%,
в
отдельных
случаях
она
может
возрасти
до
80
или
опуститься
до
30%.
Состояние
полного
насыщения
водой
характерно
для
горизонтов
грунтовых
вод
.
9.3.
Почвенно
-
гидрологические
константы
Несмотря
на
то
,
что
разделение
почвенной
воды
на
категории
(
формы
)
ус
-
ловно
и
ни
одна
из
них
не
обладает
абсолютной
значимостью
,
можно
выделить
определенные
интервалы
влажности
,
в
пределах
которых
какая
-
то
часть
влаги
об
-
ладает
одинаковыми
свойствами
и
степенью
доступности
ее
для
растений
.
Граничные
значения
влажности
,
при
которых
количественные
измене
-
ния
в
подвижности
воды
переходят
в
качественные
отличия
,
называют
поч
-
венно
-
гидрологическими
константами
(
рис
.
).
Основными
почвенно
-
гидрологическими
константами
являются
:
максимальная
гигроскопичность
,
влажность
завядания
,
влажность
разрыва
капилляров
,
наименьшая
влагоемкость
,
полная
влагоемкость
.
Почвенно
-
гидрологические
константы
широко
использу
-
ются
в
агрономической
и
мелиоративной
практике
,
характеризуя
запасы
воды
в
почве
и
обеспеченность
растений
влагой
.
Максимальная
гигроскопичность
(
МГ
)
–
характеризует
предельно
-
возможное
количество
парообразной
воды
,
которое
почва
может
поглотить
из
воздуха
,
почти
насыщенного
водяным
паром
.
Характеристика
этого
вида
воды
была
дана
выше
.
Максимальная
гигроскопичность
почв
является
важной
почвен
-
но
-
гидрологической
характеристикой
,
величиной
,
достаточно
постоянной
.
Вода
,
находящаяся
в
почве
в
состоянии
максимальной
гигроскопичности
,
не
доступна
растениям
.
Это
«
мертвый
запас
влаги
».
По
максимальной
гигроскопич
-
ности
приближенно
рассчитывают
коэффициент
завядания
растений
–
нижнюю
границу
физиологически
доступной
для
растений
воды
.
Влажность
устойчивого
завядания
,
или
влажность
завядания
(
ВЗ
)
–
влажность
,
при
которой
растения
проявляют
признаки
устойчивого
завядания
,
то
есть
такого
завядания
,
когда
его
признаки
не
исчезают
даже
после
помещения
растения
в
благоприятные
условия
.
Численно
ВЗ
равна
примерно
1,5
максималь
-
ной
гигроскопичности
.
Эту
величину
называют
также
коэффициентом
завядания
.
Содержание
воды
в
почве
,
соответствующее
влажности
завядания
,
является
нижним
пределом
доступной
для
растений
влаги
.
Влажность
завядания
определяется
как
свойствами
почв
,
так
и
характером
растений
.
В
глинистых
почвах
она
всегда
выше
,
чем
в
песчаных
.
Заметно
возрас
-
тает
она
и
в
почвах
засоленных
и
содержащих
большое
количество
органических
веществ
,
особенно
неразложившихся
,
растительных
остатков
(
торфянистые
гори
-
зонты
почв
).
Так
,
в
глинах
ВЗ
составляет
20-30%,
в
суглинках
— 10-12,
в
песках
–
1-3,
у
торфов
—
до
60-80%.
Засухоустойчивые
растения
завядают
при
меньшей
влажности
,
чем
влаголюбивые
.
Влажность
разрыва
капилляров
(
ВРК
).
Капиллярно
-
подвешенная
вода
при
испарении
передвигается
в
жидкой
форме
к
испаряющей
поверхности
в
пре
-
делах
всей
промоченной
толщи
по
капиллярам
,
сплошь
заполненным
водой
.
Но
при
определенном
снижении
влажности
,
характерном
для
каждой
почвы
,
восхо
-
дящее
передвижение
этой
воды
прекращается
или
резко
затормаживается
.
Потеря
способности
к
такому
передвижению
объясняется
тем
,
что
в
почве
при
испарении
исчезает
сплошность
заполнения
капилляров
водой
,
т
.
е
.
в
ней
не
остается
систем
пор
,
сплошь
заполненных
влагой
и
пронизывающих
промоченную
часть
почвен
-
ной
толщи
.
Эту
критическую
величину
влажности
М
.
М
.
Абрамова
назвала
влаж
-
ностью
разрыва
капиллярной
связи
(
ВРК
).
Таким
образом
,
влажность
разрыва
капилляров
—
это
влажность
,
при
кото
-
рой
подвижность
капиллярной
воды
в
процессе
снижения
влажности
резко
уменьшается
.
Вода
,
однако
,
остается
в
мельчайших
порах
,
в
углах
стыка
частиц
(
мениски
стыковой
влаги
).
Эта
влага
неподвижна
,
но
физиологически
доступна
корешкам
растений
.
ВРК
называют
также
критической
влажностью
,
так
как
при
влажности
ни
-
же
ВРК
рост
растений
замедляется
и
их
продуктивность
снижается
.
В
почвах
и
грунтах
эта
величина
варьирует
довольно
сильно
,
составляя
в
среднем
около
50—
60%
от
наименьшей
влагоемкости
почв
.
На
содержание
воды
,
соответствующей
ВРК
,
помимо
гранулометрического
состава
почв
,
существенное
влияние
оказыва
-
ет
их
структурное
состояние
.
В
бесструктурных
почвах
запасы
воды
расходуются
на
испарение
значительно
быстрее
,
чем
в
почвах
с
агрономически
ценной
струк
-
турой
.
Поэтому
в
них
влажность
будет
быстрее
достигать
ВРК
,
т
.
е
.
обеспечен
-
ность
влагой
растений
снижаться
будет
быстрее
.
Почвенно
-
гидрологические
константы
,
как
и
влагоемкость
почв
,
выражают
-
ся
в
процентах
от
массы
или
объема
почв
.
9.4.
Водопроницаемость
почв
Водопроницаемость
почв
—
способность
почв
и
грунтов
впитывать
и
про
-
пускать
через
себя
воду
,
поступающую
с
поверхности
.
В
процессе
поступления
воды
в
почву
и
дальнейшего
передвижения
ее
можно
выделить
2
этапа
: 1)
погло
-
щение
воды
почвой
и
прохождение
ее
от
верхнего
слоя
к
слою
в
ненасыщенной
водой
почве
; 2)
фильтрацию
воды
сквозь
толщу
насыщенной
водой
почвы
.
При
этом
первый
этап
представляет
собой
впитывание
почвы
и
характеризуется
ко
-
эффициентом
впитывания
.
Второй
этап
—
это
собственно
фильтрация
.
Ин
-
тенсивность
прохождения
воды
в
почвенно
-
грунтовой
толще
,
насыщенной
водой
,
характеризуется
коэффициентом
фильтрации
(
рис
. 9.3).
Рис
. 9.3.
Изменение
водопроницаемости
почвы
во
времени
:
/ —
чернозем
обыкновенный
; 2 —
дерново
-
подзолистая
почва
;
3 —
солонец
В
природных
условиях
четко
выделить
отдельные
этапы
водопроницаемо
-
сти
практически
невозможно
.
Значительно
чаще
при
этом
идет
впитывание
воды
почвой
,
фильтрация
же
имеет
место
только
в
случае
выпадения
большого
количе
-
ства
осадков
,
при
орошении
большими
нормами
и
при
снеготаянии
.
Границей
между
впитыванием
почв
и
фильтрацией
считают
момент
установления
постоян
-
ной
скорости
фильтрации
.
Водопроницаемость
почв
находится
в
тесной
зависимости
от
их
грануло
-
метрического
состава
и
химических
свойств
почв
,
их
структурного
состояния
,
плотности
,
порозности
,
влажности
и
длительности
увлажнения
.
В
почвах
тяжело
-
го
гранулометрического
состава
она
всегда
(
при
прочих
равных
условиях
)
мень
-
ше
,
чем
в
легких
.
Сильно
снижает
водопроницаемость
почв
присутствие
набу
-
хающих
коллоидов
,
особенно
насыщенных
Na
+
или
Mg
2+
,
поскольку
при
увлаж
-
нении
такие
почвы
быстро
набухают
и
становятся
практически
водонепроницае
-
мыми
.
Почвы
оструктуренные
,
рыхлые
характеризуются
большими
коэффициен
-
тами
впитывания
и
фильтрации
.
Водопроницаемость
почв
измеряется
объемом
воды
,
который
проходит
че
-
рез
единицу
площади
поперечного
сечения
в
единицу
времени
.
Величина
эта
очень
динамичная
и
сильно
варьирует
как
по
профилю
почв
,
так
и
пространст
-
венно
.
Оценить
водопроницаемость
почв
тяжелого
механического
состава
можно
по
шкале
,
предложенной
Н
.
А
.
Качинским
(1970):
Водопроницаемость
(
в
Па
)
в
1-
й
час
Оценка
впитывания
при
напоре
5
см
и
темп
.
воды
10°
С
Свыше
1000 . ..............
Провальная
1000—500 ................
Излишне
высокая
500—100,
выровненная
по
всей
площади
..........
Наилучшая
100—70 .................
Хорошая
70—30 .................
Удовлетворительная
<30 .................
Неудовлетворительная
В
ненасыщенных
водой
почвах
для
количественной
характеристики
водо
-
проницаемости
почв
пользуются
коэффициентом
водопроводимости
,
или
влаго
-
проводности
.
Он
определяется
как
коэффициент
пропорциональности
между
скоростью
потока
воды
и
градиентом
сил
,
вызывающих
передвижение
воды
(
давление
,
гидравлический
напор
и
т
.
п
.).
Коэффициент
влагопроводности
зависит
от
влажности
почв
:
увеличивается
с
увеличением
ее
влажности
и
достигает
мак
-
симума
во
влагонасыщенной
почве
.
В
этом
случае
его
и
называют
коэффициен
-
том
фильтрации
.
Можно
сказать
,
что
коэффициент
влагопроводности
аналогичен
коэффициенту
фильтрации
,
но
применяется
он
для
ненасыщенных
водой
почв
.
9.5.
Водоподъемная
способность
почв
Водоподъемная
способность
почв
—
свойство
почвы
вызывать
восходящее
передвижение
содержащейся
в
ней
воды
за
счет
капиллярных
сил
.
Высота
подъема
воды
в
почвах
и
скорость
ее
передвижения
определяются
в
основном
гранулометрическим
и
структурным
составом
почв
,
их
порозностью
.
Чем
почвы
тяжелее
и
менее
структурны
,
тем
больше
потенциальная
высота
подъ
-
ема
воды
,
а
скорость
подъема
ее
меньше
(
рис
. 9.4).
Ниже
приведена
водоподъем
-
ная
способность
грунтов
и
почв
в
зависимости
от
гранулометрического
состава
(
В
.
А
.
Ковда
, 1973):
Гранулометрический
состав
Водоподъемная
спо
-
собность
,
м
Гранулометрический
состав
Водоподъемная
спо
-
Собность
,
м
Крупный
песок
до
0,5
Суглинок
средний
2,5-3,0
Средний
песок
0,5-0,8
Суглинок
тяжелый
3,0-3,5
Супесь
1,0-1,5
Глина
тяжелая
4,0-6,0
Супесь
пылеватая
1,5-2,0
Лессы
4,0-5,0
Так
,
в
почвах
при
утяжелении
их
гранулометрического
состава
водоподъ
-
емная
сила
будет
сначала
расти
до
определенного
предела
,
а
затем
она
начнет
уменьшаться
.
Объясняется
это
тем
,
что
капиллярная
вода
передвигается
не
во
всем
объе
-
ме
пор
,
а
лишь
в
действующем
их
просвете
(
рис
. 9.5).
В
любых
порах
по
мере
уменьшения
их
радиуса
капиллярные
силы
сначала
будут
расти
в
связи
с
увели
-
чивающейся
кривизной
менисков
,
но
в
дальнейшем
начнут
падать
.
При
малом
размере
пор
(1
мкм
и
менее
)
весь
их
внутренний
просвет
(
или
большая
его
часть
)
заполнен
связанной
пленочной
водой
и
активные
действую
-
щие
поры
либо
совсем
исчезают
,
либо
просвет
их
становится
настолько
мал
,
что
всасывающая
сила
мениска
компенсируется
силами
трения
движущейся
капил
-
лярной
воды
о
стенки
пленок
жидкости
,
сорбированной
почвой
,
и
передвижение
капиллярной
воды
,
а
следовательно
,
и
капиллярного
подъема
происходить
не
мо
-
жет
.
Вода
в
таких
порах
может
передвигаться
только
как
пленочная
,
т
.
е
.
очень
медленно
.
На
скорость
подъема
воды
оказывает
влияние
также
степень
минерали
-
зации
грунтовых
вод
.
Высокоминерализованные
воды
характеризуются
меньшей
высотой
и
скоростью
подъема
.
Однако
близкое
к
поверхности
залегание
минера
-
лизованных
грунтовых
вод
(1–1,5
м
)
создает
опасность
быстрого
засоления
почв
.