Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
I = Q , I > Q , I< Q ,
где I — все виды прихода грунтовых вод; Q — все виды их расхода. В первом случае запас и уровень грунтовых вод остается постоянным, во втором он повышается, в третьем — понижается.
Составные элементы питания грунтовых вод в естественных условиях следующие: Ir — питание от атмосферных осадков; Iin — инфильтрация из русел рек при разливах; Iw — питание с боковым потоком грунтовых вод; Iw — питание с восходящим током от глубинных артезианских вод.
В условиях орошаемой или осушаемой территории перечисленные элементы питания сохраняют полностью свое значение. К ним добавляются другие компоненты, связанные с ирригацией и (или) дренажем.
Важнейшие составные элементы расхода грунтовых вод следующие: Qw — боковой отток грунтовых вод; Qt — транспирация растительностью; Qe — испарение через почву.
Таким образом, пренебрегая некоторыми малозначимыми статьями прихода и расхода (конденсация, адсорбирование, корневые выделения и др.), баланс грунтовых вод в естественных условиях можно выразить следующим образом:
Ir + Iin + Igw + Iaw = / > s </Qw + Qt + Qe> (93)
где все величины выражаются также в мм или м3/га.
Динамика запасов грунтовых вод зависит от соотношения между приходными и расходными статьями, а динамика их химиз-
373
ма — от соотношения между значениями оттока, транспирации и испарения.
Определение водного баланса — очень трудоемкая задача. Она решается путем стационарных исследований с установлением абсолютных значений всех членов балансовых уравнений. Зная химический состав вод разных потоков, можно определить баланс веществ, поступающих в почву и теряемых ею в течение некоторого периода времени с током природных вод.
20.6. Типизация баланса веществ в зависимости от водного режима почв
Поскольку водный режим и водный баланс являются регуляторами баланса веществ в почвах, это послужило основой для рассмотрения типов баланса веществ в связи с водным режимом почв (В. А. Ковда, 1973). Соответственно выделяются следующие типы баланса веществ: резкоотрицательный, отрицательный,
уравновешенный, переменный, положительный, накопительный.
Резкоотрицательный баланс веществ обеспечивается эрозионно-промывным (по В. А Ковде, 1973) водным режимом. Этот тип баланса характерен для склонов холмистых и горных районов, для распаханных склонов равнинных территорий, не имеющих противоэрозионной защиты. Баланс веществ этого типа, обусловленный миграцией воды, можно выразить формулой
S = S0 + R — FSs - FSU - FL, (94)
где S — количество веществ в конце балансового периода; S0 — количество веществ в начале балансового периода; R — вещества атмосферных осадков; FSS — поверхностный сток растворенного материала; FSU — поверхностный сток твердого материала; FL — внутрипочвенный боковой сток. Сухие эоловые выпадения при этом не учитываются, но при необходимости может быть добавлен еще один член уравнения в его приходной части.
Отрицательный баланс обеспечивается промывным водным режимом (рис. 80, A). Абсолютные значения отрицательного баланса меньше, чем в предыдущем случае. Это баланс почв, формирующихся на дренированных плато и равнинах с глубокими грунтовыми водами.
В почвах развивается процесс выщелачивания, выноса более или менее растворимых и геохимически подвижных продуктов выветривания и почвообразования. Процесс выщелачивания тем больше, чем в большей степени при прочих равных условиях (температурный режим, степень дренированности и т. п.) количество осадков преобладает над испаряемостью. Баланс веществ в данном случае выражается формулой
S = S0 + R- FL - / - FSu- FSs, (95)
где / — нисходящий сток (инфильтрация).
374
Если при отрицательном балансе преобладающее значение среди расходных статей имеет вынос веществ нисходящим и боковым, а не поверхностным током влаги, то наблюдаются промывной режим и выщелачивание почв. Под влиянием этого типа баланса веществ под пологом леса сформировались такие почвы, как ферраллитные влажных тропиков, красноземы и желтоземы, подзолы и другие типы почв, формирующиеся во влажных климатах всех термических поясов под лесом.
Уравновешенный баланс веществ складывается при непромывном водном режиме. В условиях полуаридного и аридного климатов, когда уровень грунтовых вод лежит глубже 7 м, приходными статьями баланса веществ в почвах, обусловленного миграцией воды, могут быть атмосферные осадки. Вынос веществ из почвы может осуществляться только путем поверхностного и бокового стоков, так как нисходящий ток воды не глубок и выноса веществ за пределы почвенного профиля не происходит. В понижениях рельефа возможен незначительный принос веществ боковым и поверхностным током влаги. Баланс веществ в этом случае можно выразить в виде формулы
S - S0 + R ± FSM ± FSS ± FL. (96)
В условиях уравновешенного баланса веществ формируются такие почвы, как степные черноземы, каштановые, бурые полупустынные почвы, сероземы.
Переменный баланс веществ складывается в почвах влажного климата, расположенных на равнинах или в понижениях рельефа с близким (1—3 м) уровнем слабоотточных грунтовых вод. В таких почвах в годовом цикле нисходящий ток воды, достигающий весной уровня грунтовых вод, летом сменяется процессом их аккумуляции. В зависимости от конкретного соотношения привнесенных и вынесенных из почвы веществ баланс их может быть нулевым, положительным или отрицательным. Примером такого типа вещественного баланса может быть годовой баланс в черноземно-луговых почвах лесостепи, формирующихся при участии слабоотточных грунтовых вод, залегающих на глубине 1—3 м (табл. 69).
