Формы воды в почвах, их характеристика. Законы передвижения воды в почве и степень доступности для растений.

Формы воды в почвах:

гравитационная,капиллярная,сорбированная,парообразная,грунто­вая, твердая,химически связанная и кристаллизационная.

Объяснение:

Гравитационная вода заполняет капиллярные поры между структурными — отдельностями, по которым она передвигается под влиянием си­лы тяжести.  Капиллярная вода заполняет капиллярные поры, главным об­разом, внутри структурных отдельностей. Она может передвигать­ся в почве во всех направлениях.

Сорбированная вода удерживается на поверхности почвенных частиц сорбционными силами, то есть молекулы воды притягива­ются к твердым частицам почвы и прочно удерживаются ими. Эту форму воды подразделяют на два вида: пленочную и гигро­скопическую.

Пленочная вода окружает твердые частицы почвы в виде плен­ки, притягиваясь к ним под действием поверхностной энергии. Она передвигается только под влиянием молекулярных сил в раз­ных направлениях, но всегда от более толстых пленок к тонким.

Гигроскопическая влага представляет собой молекулы водяно­го пара, удерживаемые поверхностным притяжением почвенных частиц подобно тому, как удерживается пленочная вода. Поэтому гигроскопическая влага не принимает участия в газовом давле­нии окружающей среды и не передвигаться. Для расте­ний она недоступна, полностью удаляется при высушивании поч­вы в течение нескольких часов при температуре 100—105 °С.

Свободная парообразная влага входит в состав почвенного воздуха в виде отдельных молекул водяного пара и поэтому при­нимает участие в газовом давлении и передвигается из мест с большей упругостью пара в места с меньшей упругостью. Она не­доступна для растений, но при переходе в капельно жидкую мо­жет усваиваться ими.

Грунтовая вода — это влага водоносного слоя почвы, лежаще­го ниже почвенной толщи, удерживаемая слоем водоупора. Ис­пользование грунтовой воды растениями возможно, но при близ­ком залегании и поднятии до корнеобитаемого слоя.

Твердая вода (лед) — переход влаги из жидкого состояния в твердое происходит у свободных форм влаги при температуре ниже 0 °С.

Химически связанная и кристаллизационная вода входит в со­став молекул минералов в виде ионов. Кри­сталлизационная вода находится в составе кристаллических ве­ществ в виде молекул. Растениям эти формы воды недоступны.

Вода в почве может передвигаться, в основном, в двух состояниях:

• в виде жидкости;

• в виде пара,

Законом, описывающим движение в насыщенной почве, является закон Дарси.  Удобнее всего этот закон пояснить на схеме опытов, которые проводил французский инженер-гидролог Анри Дарси.

Почвенная колонка, имеющая длину l и площадь поперечного сечения 5, проводит воду с некоторой скоростью, характеризуемой потоком влаги qw. Этот поток равен количеству воды через сечение почвы S в единицу времени t: qw = Q/S*t. Он будет иметь размерность [см/сут, или м/сут], т.е. [длина/время], так как величина Q имеет размерность объема, S - площади, их отношение -размерность длины. Эта размерность потока влаги физически представляет столб воды, выраженный в см (или в мм, или в м) водного слоя, который проходит через почву за единицу времени. Поэтому все потоки воды в почве имеют эту размерность, представляющую величину слоя воды в единицу времени. Анри Дарси, измеряя расходы воды, параметры почвенных образцов, а также высоту перепада воды в подающем и приемном сосудах (h1 - h2=Δh), впервые заметил, что при фильтрации воды соблюдается следующее соотношение:

q(w нижний индекс) = K(ф нижний индекс) * Δh/l

где К- коэффициент фильтрации, а отношение называется гидравлическим градиентом, т.е. отношением гидравлического напора Ah к длине колонки. Фактически гидравлический градиент - это потеря напора воды на единицу длины фильтрующей колонки.