12.Питання Гідрологічна роль ґрунту. Ґрунтовий розчин як складова частина гідросфери

Ґрунти тісно взаємодіють з водама Землі і цим самим суттєво впливають на розвиток і функціонування гідросфери. У цій темі нам необхідно розглянути основні форми участі ґрунтового покриву в процесах формування водної оболонки Землі. Перш за все необхідно ознайомитись з загальною оцінкою ролі ґрунтів у колообігу води.

Про загальне гідрологічне значення ґрунтів вказував В.І. Вернадський, який у своїй праці “Історія природних вод” .Розглядаючи звязки різних форм природної води, він підкреслює, що вивчення ґрунтових розчинів відкриває в історії води грандіозні явища, які зв’язують такі різні води, як морську, річкову і дощову.

Крім В.І. Вернадського роль ґрунту в розвитку і функціонуванні водної оболонки землі висвітлювали й інші вчені. Основи гідрології ґрунтів були закладені ще в 19 столітті В.І. Воєнковим, В.В. Докучаєвим, А.А. Ізмаїлським, а в 20-му – Г.Н. Висоцьким, А.Ф. Лебедєвим, А.А. Роде та іншими вченими-ґрунтознавцями. Згідно досліджень М. І. Львовича (1974) ґрунт відіграє роль посередника між кліматом та річковою і підземною водами. Він вважає, що після клімату ґрунт займає друге місце за своїм значенням серед гідрологічних факторів. Жодне явище водного балансу не відбувається без участі ґрунту, поза ґрунтом. Без врахування цього не можна правильно зрозуміти і пояснити гідрологічні явища і процеси.

Маючи на увазі різноманітність властивостей реальних ґрунтів та зміни їх людиною, стає зрозумілим наскільки значною є мінливість гідрологічних процесів, які контролюються ґрунтом.

14Питання Трансформація ґрунтом атмосферних опадів в ґрунтові і підґрунтові води

Ця функція є одною з важливих ґрунтових гідрологічних функцій. Ґрунтова волога є складовою частиною ґрунту, його рідкою фазою і представлена трьома формами: хімічно-зв’язаною, сербоційно-зв’язаною і вільною. Вільна (гравітаційна вода) ділиться на просочувальну і підперту. Просочувальна вода пересувається по порах і тріщинах ґрунту зверху вниз під впливом гравітації. Підперта (або підґрунтова) вода насичує ґрунтово-підґрунтову товщу і підтримується водоупором – шаром породи, який не пропускає або слабко пропускає воду (щільні глинисті та важко суглинкові шари ґрунтоутворюючої породи). Ця вода міститься у водоносному горизонті – породі, яка легко пропускає вільну воду (піщані та супіщані відклади). Крім того існує ще міжпластова вода, яка знаходиться у водоносних горизонтах, що залягають між водотривкими пластами.

Щодо походження підґрунтових вод, то це питання тривалий час залишалось дискусійним. Спочатку була висунута інфільтраційна гіпотеза, згідно якої утворення підґрунтових вод пояснювалось процесом просочування атмосферних опадів в глиб ґрунту.. Конденсаційна теорія Фольгера базувалася на твердженні, що атмосферні опади (навіть сильні зливи) зволожують лише верхній шар ґрунту, а водоносний горизонт знаходиться значно нижче.

Експерементальні праці А.Ф. Лебедєва (1936) показали, що в утворенні підґрунтових вод беруть участь як конденсаційні води, так і опади які інфільтруються в глиб ґрунту. Фільтрація атмосферних опадів та конднсація водяної пари залежить від конкретних властивостей ґрунту і ґрунтотворюючої породи (механічний склад, ступінь оструктореності, коливання температури тощо). Звідси видно, що ґрунт контролює всі основні процеси утворення підґрунтових вод. Залежно від природних умов та властивостей ґрунту утворення підґрунтових вод відбувається по різному. Важливе значення у формуванні підґрунтових вод мають вертикальні тріщини, які виконують роль внутрішньоґрунтових “магістральних” каналів, по яких значна частина опадів швидко проникає в нижні горизонти ґрунту та за їх межі.

При формуванні підґрунтових вод змінюється хімічний склад атмосферних опадів, які проходять черех профіль ґрунту.

Зміна газового складу атмосферних опадів, які фільтруюються крізь ґрунт, зумовлена тим, що в ґрунті йдуть процеси окиснення органічних речовин, які потребують значної кількості кисню. Одночасно ґрунтове повітря значно збагачується на СО₂. У звязку з цим у ґрунтовій воді різко зменшується вміст кисню і значно зростає вміст вуглекилого газу. Це, в свою чергу, посилює розчинність карбонатів підстилаючої породи і збагачення ними підґрунтових вод.

Крім генетичних особливостей ґрунтів на зміну атмосферних опадів впливають властивості успадковані від материнської породи. Так складні силікати і алюмосилікати є важкорозчинними у воді. Але при тривалому перебуванні їх у воді частина сполук з них переходить у розчини (це перш за все СаСО₃, MgCO₃, NaHCO₃, KHCO₃). Значно інтенсивніше збагачують приґрунтові води осадові породи: вапняки, доломіти, мергелі, гіпс, кухонна сіль та інші.

В інших ґрунтах ці процеси протікають інакше. Наприклад, при взаємодії засолених ґрунтів з лужними опадами, їх хімічний склад збагачується сполуками ґрунту або солями гумінових кислот, які легко розчиняються в лужному середовищі.

У наш час в атмосферу нашої планети промислові підприємства викидають величезну кількість газоподібних сполук хлору, соляної і сірчаної кислот, які значно підкислюють атмосферні опади. Внаслідок цьго посилюються вимивання з ґрунту цілого ряду хімічних елементів. Такі зміни зумовлюють зниження родючості ґрунтів.

На склад ґрунтових і підґрунтових вод впливає виробнича діяльність людини і, зокрема, внесення мінеральних добрив і засобів хімічної меліорації. Ці заходи не рідко спричиняють забруднення ґрунтових вод у зв’язку з чим виникла серйозна проблема їх охорони.