Водний режим грунтів

Сукупність добових, сезонних і річних циклічних змін складу та стану компонентів грунту, які відбуваються у зв'язку з обміном речовиною й енергією між грунтом і навколишнім середовищем, називається грунтовим режимом. Виділяють водний, тепловий, повітряний, окисно-відновний, сольовий, поживний та інші режими. Типи водного й теплового режимів у великій мірі визначають характер грунтоутворення, його енергетику і динаміку, а самі, в першу чергу, залежать від кліматичних характеристик території, де знаходиться грунт.

Водний режим грунту – це сукупність явищ надходження води в грунт, її переміщення, змін фізичного стану, втрати з грунту.

Основи вчення про водний режим грунтів і його типи закладені Г.М.Висоцьким (1899). До елементів водного режиму (балансу) належать: поглинання, фільтрація, капілярне підняття, поверхневий стік, низхідний та боковий стоки, фізичне випаровування, десукція, замерзання, розмерзання, конденсація води (рис. 23).

Рис. 23. Схема балансу води в грунті:

1 – опади; 2 – випаровування з поверхні рослин; 3 – випаровування з поверхні грунту; 4 – поверхневий стік; 5 – десукція рослинами; 6 – внутрішньогрунтовий стік; 7 – грунтовий стік

Залежно від співвідношень цих явищ у грунтах складається тип водного режиму (ТВР). Виникнення того чи іншого ТВР залежить від багатьох факторів: клімату, розташування грунту в рельєфі, водних властивостей грунту, рівня грунтових вод, наявності мерзлоти, характеру рослинності, діяльності людини.

Виділяють 14 типів водного режиму.

1. Мерзлотний водний режим властивий грунтам, які формуються в області багаторічної мерзлоти. Протягом більшої частини року грунтова вода знаходиться у твердому стані у вигляді льоду. У теплий період лід розмерзається зверху вниз і над мерзлим шаром утворюється надмерзлотна верховодка. Вода витрачається на випаровування, боковий стік, десукцію. Грунт постійно вологий. Протягом більшої частини вегетаційного періоду волога підтримується на рівні від найменшої до повної вологоємності і ніколи не буває нижчою від вологи в'янення (ВВ).

2. Водонасичений (водозастійний) режим характеризує болотні грунти атмосферного зволоження і деколи грунтового зволоження. Волога грунту зберігається протягом року в межах повної вологоємкості (ПВ) і тільки в посушливі періоди знижується до найменшої вологоємкості (НВ).

3. Періодично водонасичений (водозастійний) режим має місце у болотних грунтах грунтового зволоження. Відповідно із сезонними коливаннями рівня грунтових вод волога грунту варіює від повної до найменшої вологоємкості, але в окремі періоди поверхневий горизонт може висушуватись і нижче від найменшої вологоємкості.

4. Промивний режим властивий грунтам лісових зон тайги, вологих субтропіків і тропічних лісів, помірних широколистяних лісів, де річна сума опадів перевищує річну випаровуваність. Щорічно грунтова товща промочується до рівня грунтових вод, що забезпечує винос продуктів грунтоутворення за межі грунтової товщі (рис. 24). Грунти мають надлишок води.

Рис. 24. Водний баланс грунту при промивному водному режимі:

1 – затримується кронами (30%), 2 – поверхневий стік (5%), 3 – фізичне випаровування (10%), 4 – грунтовий стік (10%), 5 – десукція деревами (30%), 6 – підгрунтовий стік (15%)

5. Періодично промивний режим характерний для грунтів, які формуються при річній сумі опадів, що приблизно дорівнює річній випаровуваності. Це характерно для зони лісостепу з вилугуваними, типовими чорноземами. Наскрізь вода проникає один раз в 10-15 років. Періодично (не щорічно) весь профіль насичується водою до вологи найменшої вологоємкості. У нижній частині профілю періодично волога падає до вологи розриву капілярів, а у верхній – до ВВ.

6. Промивний сезонно-посушливий режим характерний для територій з двома контрастними сезонами: дощового з вологістю грунту від ПВ до НВ і посушливого від ВРК до ВВ (тропічні вологі савани).

7. Непромивний режим властивий зонам, де середня річна норма опадів менша від середньорічної випаровуваності (степ, посушлива савана). Грунтова товща промочується на глибину 0,5-2 м, нижче знаходиться шар із постійно низькою вологою. У верхній частині профілю відповідно з режимом опадів волога коливається в межах від ПВ до ВВ, у нижній – від вологи розриву капілярів (ВРК) до ВВ протягом року (рис.25).

8. Аридний (посушливий) – весь профіль грунту сухий протягом всього року. Волога близька до ВВ або навіть нижча. Формуються напівпустельні грунти.

9. Випітний режим, як і непромивний або посушливий, має місце в грунтах аридного клімату, але в яких грунтові води близькі до поверхні. В них капілярна кайма періодично піднімається до поверхні, грунтові води випаровуються фізично і в разі наявності солей, розчинних у воді, поверхневі горизонти збагачуються ними. Формуються лугові солончаки і солончакові грунти (рис. 26).