6.3. Водний баланс ґрунту

Процеси надходження, витрати води у ґрунті досить різноманітні. На рис. 6.11 схематично всі вони представлені. Це процеси надходження і перерозподілу вологи у вигляді опадів і наступного процесу інфільтрації (вбирання). Процеси внутрішньоґрунтових вертикальних перетоків вологи у вигляді підтоку вологи з глибинних шарів або ґрунтових вод, або внутрішньоґрунтового стоку, які можуть проходити як у насиченому (фільтрація), так і ненасиченому вологою ґрунті. У гідрологічному циклі представлені і інші важливі процеси, такі як випаровуваність і випаровування, транспірація рослин.

Для будь-якої точки, ділянки на поверхні ґрунту можна скласти баланс вологи, враховуючи статті надходження і витратні статті водного балансу. Потрібно тільки завжди мати на увазі, що при складанні балансу води потрібно чітко дотримуватись трьох умов:

1) для якої товщі складається баланс;

2) для якого проміжку часу;

3) використовувати одні і ті ж одиниці (розмірності) для різних складових водного балансу.

Рис. 6.11. Схема гідрологічних процесів у ґрунті і на його границях (межах)

Перша умова витікає з даного раніше визначення ґрунту як об’єкта вивчення фізичних властивостей і процесів, друга – важливо для розуміння гідрології ґрунтів, його сезонних, річних і інших періодів, а без третьої практично неможливі жодні розрахунки у фізиці ґрунтів. Саме тому водний баланс часто називають кількісним вираженням водного режиму ґрунтів.

Водний баланс – оцінка надходження і витрат води у визначеному шарі ґрунту за конкретний період. Складається з надходження води з опадами, конденсації води з повітря, у тому числі ґрунтового, підтоку із ґрунтових вод. Витратні частини балансу – поверхневий і внутрішньоґрунтовий стік, транспірація, випаровування.

Водний баланс – це кількісне вираження водного режиму ґрунтів.

Загальне рівняння водного балансу виражають формулою:

В_о + В_оп + В_г + В_к + В_п + В_б = Е_в + Е_т + В_і + В_пс + В_с + В_і

В_о – запаси вологи у ґрунті на початку спостереження;

В_оп – сума опадів за період спостереження;

В_г – кількість вологи, яка надійшла з ґрунтових вод;

В_к – кількість вологи, яка конденсується з парів води;

В_п – кількість вологи, яка надходить у результаті поверхневого притоку води;

В_б – кількість вологи, яка надійшла від бокового притоку ґрунтових вод;

Е_в – кількість води, яка випарувалась з поверхні ґрунту за період спостережень;

Е_т – кількість води, яка витратилась на транспірацію;

В_і – кількість води, яка інфільтрувалась у глибокі горизонти ґрунту;

В_пс – кількість води, яка витратилась у результаті поверхневого стоку;

В_с – кількість води, яка витратилась із боковим внутрішньоґрунтовим стоком;

В_і – запас вологи у ґрунті наприкінці періоду спостережень.

Ліва частина рівняння об’єднує прибуткові статті балансу, права – видаткові.

Здебільшого прогресуючого зволоження чи переосушення території не відбувається, тому у рівнянні водного балансу ліва й права частини рівні. Водний баланс характеризується річними циклами, коли за річний період процеси прибутку та витрат вологи повторюються. Водний баланс можна скласти для різних ґрунтових шарів, для всієї товщі ґрунту до певної глибини. Запаси вологи, статті прибутку і витрат вологи у ґрунті розраховують у мм водного стовпа або в м³/га.