ПОЧВА лесники ответы / Vopros_46

Водоподъемная способность почвы

Свойство почвы вызывать капиллярный подъем влаги называется ^в°доподъемной способностью.

Из уравнения Лапласа можно вывести формулу, связывающую Радиус капилляра г (мм) с высотой подъема Н (мм], если стенки капилляра смачиваются водой:

От этой формулы можно перейти к зависимости между высотой капиллярного подъема и диаметром почвенных частиц:

где и — средний диаметр почвенных частиц.

Эта формула приложима только к более или менее однородным

и легким по гранулометрическому составу почвам и породам. Опыт

показывает, что величины капил­лярного подъема, вычисляемые по этой формуле, близки к наблюдае­мым величинам.

Были попытки вычислить вы-

'Иода' "" -^:^^ §^ соту капиллярного подъема для

почв и пород тяжелого грануло-

Пленочная -~? §^ метрического состава. Если мы вода """" ^~-~^ < ^^: возьмем фракцию частиц диамет-

ром < 0,001 мм, то по приведенной выше формуле высота капилляр­ного подъема определится в 75 м. Однако такие величины совершенно не подтверждаются наблюдениями в природе. Максимальные наблю­даемые в природе высоты капил­лярного подъема даже в глинистых почвах и породах обычно не превы­шают 3—4 м. Чем же объясняется наличие такого предела для капил­лярного подъема?

Поверхность почвенных час-

		^		\ ч	//
	' к^	X,		ч\
рная	--:_	у		ч\ X	//
	' 1~	'/,			^
				\
ая		/,		ч>	у,
		1	'	X	'/
	\ -	у х			/:
	Ч - _	'X		V-V	^
	ч - —	/		V-Ч^	| ^
——			—	Vх Ч ^		—
— —				———
	—

Рис. 30. Капиллярные трубки:

а — со свободной влагой, б — полностью ТИЦ, КЗК ИЗВ6СТНО, ПОКрЫТЗ ПЛ6НКОЙ заполненная связанной влагой сОрбирОВЗННОЙ ВОДЫ, ПОЭТОМ_У П_РИ

капиллярном подъеме капиллярное

передвижение влаги может совершаться не через весь просвет почвен­ных пор, а лишь через его действующую часть, которая остается между пленками сорбированной воды. Схематически это изображено на модели цилиндрических капиллярных трубок на рис. 30. Слева показана трубка относительно большого диаметра, в которой остается еще Д°" вольно большой действующий поперечник. Справа — капиллярная трубка столь малого диаметра, что пленки сорбированной воды сли­лись в общую массу, вследствие чего действующий диаметр трубки ра­вен нулю и капиллярное передвижение в ней вообще невозможно. Влага в ней может передвигаться только как пленочная, т. е. очень медленно.

В тяжелых по гранулометрическому составу породах и почвах м как раз и имеем этот случай, когда почвенные поры так малы, что вес

166

_их просвет заполнен пленочной (сорбированной) влагой и передвиже­ния капиллярной влаги, а следовательно, и капиллярного подъема вчаги происходить не может. Само собой разумеется, что это относится _к"слитым бесструктурным глинам. При наличии структуры капилляр­ное передвижение может происходить по межструктурным промежут­кам даже в весьма тяжелых глинах. Эти относительно крупные про­межутки и обеспечивают наибольшие наблюденные в природе высоты капиллярного подъема (3—4 м).

Скорость капиллярного подъема находится в обратной зависимо­сти от размера частиц: чем они мельче, тем большей высоты достигает капиллярный подъем, но тем медленнее он происходит.

Необходимо указать, что в общем капиллярно-подпертая влага, находящаяся в капиллярной кайме, обладает довольно большой под­вижностью. Поэтому расходуемая с верхней поверхности капилляр­ной каймы влага (путем испарения или путем отсоса корневыми си­стемами растений) очень легко восполняется за счет капиллярного подъема ее снизу, из слоя грунтовой воды. Однако уровень грунтовой воды при этом опускается, в силу чего и приток ее к корням постепенно ослабевает.

Благодаря большой подвижности капиллярно-подпертой влаги растения, достигающие корнями капиллярной каймы, как правило, не страдают от недостатка влаги.

Водопроницаемость почвы

Способность почвы пропускать через себя воду — водопроницае­мость — важное водно-физическое свойство почвы. Как показывает опыт, эта величина даже для одной и той же почвы характеризуется большой изменчивостью в зависимости главным образом от влажности почвы; чем влажнее почва, тем меньше ее водопроницаемость.

В поступлении влаги в более или менее сухую почву следует раз­личать два периода. В течение первого периода почва насыщается вла­гой до некоторого предела, т. е. происходит впитывание влаги в почву. В течение второго периода совершается уже просачивание, фильтрация влаги через насыщенную ею почву. Естественно, что водопроницае­мость почвы, измеряемая количеством влаги, поступающим в почву ^с ее поверхности, в первый период, особенно в его начальные моменты, весьма велика, а затем, по мере насыщения почвы влагой, она посте­пенно уменьшается и к моменту окончания насыщения делается почти постоянной. Следует пояснить, что «насыщение» почвы влагой при этом ^Не является полным, так как некоторая часть пор остается заполнен-^н°й воздухом и фильтрующаяся вода обходит эти поры. Рисунок 31 Иллюстрирует изменение водопроницаемости почвы, измеряемой в мил-Лиметрах водного слоя в минуту в продолжение опыта, в котором вода °Давалась на поверхность почвы непрерывно в течение 3 ч. Мы видим, ^т° водопроницаемость в начальные моменты равнялась в ,лесу при-„^еРно 55 мм/ч. К началу второго часа опыта она уменьшилась до ~~3 мм/ч и после этого стала более или менее постоянной. Продолжи-льность периода впитывания равнялась, таким образом, приблизи-

167