WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Cтруктура грунту. Вода в грунті - Реферат

Cтруктура грунту. Вода в грунті - Реферат

(оксоній) сорбується щільно, що зумовлено його малими розмірами. Швидкість обміну катіонів у ґрунтах визначається всередині дифузними процесами - 75-85 % поглинутих катіонів десорбується у перші 3-5 хвилин взаємодії, потім обмін сповільнюється і продовжується 2-3 доби. Це зв'язано з нерівністю поверхні колоїдних частинок.
Таблиця 34
Діаметр катіонів без гідратних оболонок і в гідратному стані
Катіони Діаметр, Нм Гідратація у
молях води па
1 моль катіона
негідратовапий (Гольдшмідт) гідратований
Х.Пальман ГЛспні
Li+ 0,078 0,73 1,003 11-13
Na+ 0,098 0,56 0,790 9-11
К+ 0,133 0,38 0,532 5-6
NH4+ 0,143 - 0,537 2-3
Mg2+ 0,078 1,08 - 20-23
Са2+ 0,106 0,98 - 19-20
Ва2+ 0,143 0,88 - 18-20
А13+ 0,058 - - -
НзО (оксоній) - 0,135 - -
Форми води в ґрунті та їх доступність рослинам
Ґрунтова волога залежно від характеру зв'язку між молекулами води, твердою та газоподібною фазами ґрунту характеризується різною рухливістю й неоднаковими властивостями. Тому О.А. Роде запропонував ґрунтову воду розділяти на категорії (форми), виходячи з того, що кожна конкретна форма води в ґрунті володіє однаковими властивостями.
За фізичним станом розрізняють: тверду, рідку та пароподібну; за характером зв'язку з твердою фазою ґрунту та ступенем рухливості - шість форм: хімічно зв'язану, тверду, пароподібну, фізично міцнозв'язану та пухкозв'язану, вільну (рис. 1).
Хімічно зв'язана вода включає конституційну й кристалізаційну.
Перша з них представлена гідроксильною групою ОН хімічних сполук - гідроксидів заліза, алюмінію, марганцю; органічних та органо-мінеральних сполук; глинистих мінералів. Друга - молекулами води кристалогідратів, переважно солей: напівгідрату -CaSО4 o О,5Н2О; гіпсу - CaSО4 -2Н2О; мірабіліту - Na2SО4 o 1ОН2О та ін. Ця вода входить до складу твердої фази ґрунту, не переміщується й не має властивості розчиняти.
Хімічно зв'язана вода рослинам недоступна. При ЇЇ втраті (дегідратація, синерезис) проходить незворотна трансформація мінеральних, органічних і органо-мінеральних сполук.
Тверда вода (лід) - потенційне джерело рідкої та пароподібної води, в яку лід переходить внаслідок танення й випарування. Поява води у формі льоду може мати сезонний або багатовіковий характер. Температура замерзання води в ґрунті нижча О °С, тому що ґрунтова вода є завжди розчином. Тверда вода нерухома та недоступна рослинам.
Пароподібна вода міститься у формі водяного пару в ґрунтовому повітрі порового простору, насичуючи його нерідко до 1ОО%. Один і той же ґрунт може поглинати різну кількість парів води з атмосферного повітря: чим більша відносна вологість приземного шару повітря, тим більшу кількість поглинутої води має ґрунт. При підвищенні температури знижується відносна вологість повітря і вода з ґрунту випаровується у ґрунтове повітря. Ця форма води в ґрунті переміщується в його поровому просторі від місць із високою пружністю водяного пару до місць із більш низькою пружністю, а також разом із течією повітря. При зниженні температури пароподібна вода, конденсуючись, може переходити в рідку.
Міцнозв'язана вода - перша форма фізично зв'язаної води, яка називається гігроскопічною водою.
Ця вода поглинається ґрунтом у результаті сорбції ґрунтовими (переважно колоїдними) частинками водяних парів із повітря. Цю властивість ґрунту називають гігроскопічністю. Гігроскопічна вода утримується на поверхні ґрунтових частинок дуже великим тиском, приблизно 1 o 1О9Па, утворює навколо ґрунтових частинок тонесенькі плівки, що складаються з 1-3 шарів молекул води, які є диполями, володіють здатністю притягуватись як до ґрунтових частинок, так і взаємодіяти одна з одною. Вони притягуються полюсами протилежного знака. Всі молекули сорбованої води зорієнтовані. За фізичними властивостями гігроскопічна вода наближається до твердих тіл. Густина її досягає 1,5-1,8 г/см3. Вона нерухома, не замерзає, не розчиняє електроліти, відрізняється підвищеною в'язкістю і недоступна для рослин. Кількість води, яка може сорбуватися ґрунтом, залежить від відносної вологості повітря. Наприклад, при відносній вологості повітря 2О - 4О% має місце сорбція води безпосередньо ґрунтовими частинками з утворенням моно-, бімолекулярного шару. Подальше збільшення відносної вологості повітря зумовлює зростання товщини водяної плівки.
Максимальна кількість води, яку може поглинути ґрунт із пароподібного стану при відносній вологості повітря приблизно 95-1ОО %, називається максимальною гігроскопічністю (МГ).
При вологості ґрунту, рівній МГ, товщина водяної плівки досягає 3-4 шарів молекул води. На величину МГ суттєво впливає величина питомої поверхні ґрунтових частинок, яка залежить від мінералогічного складу та рівня гумусованості. Чим більше в ґрунті мулистих та, особливо, колоїдних частинок, тим вищим буде вміст гігроскопічної води. В слабкогумусованих піщаних і супіщаних ґрунтах значення МГ становить О,5-1%, в добре гумусованих суглинкових та глинистих ґрунтах - 1О-15%), в торф'яниках - 3О-4О% від маси абсолютно-сухого ґрунту.
Крім максимальної гігроскопічності (МГ), виділяють також максимальну адсорбційну вологоємність (МАВ), яка являє собою максимальну кількість міцнозв'язаної води, що утримується на поверхні ґрунтових частинок сорбційними силами.
Пухкозв'язана (плівкова) вода. Ґрунт не може сорбувати пароподібну воду більше від МГ, але рідку воду може сорбувати і в більших кількостях.
Вода, яка утримується в ґрунті сорбційними силами зверх МГ, - це вода плівкова, або пухкозв'язана.
Полімолекулярна плівка утворюється навколо ґрунтових частинок. Товщина її досягає декількох десятків і навіть сотень діаметрів молекул води. Внаслідок того, що з віддаленням від поверхні ґрунтових частинок знижується міцність фіксації молекул води, плівкова вода може переміщуватися в рідкому стані від ґрунтових частинок із більш товстими водяними плівками до частинок, у яких вони тонші. Швидкість її руху - декілька сантиметрів на рік. У середньому для більшості ґрунтів кількість її складає 7-15 %, деколи в глинистих ґрунтах 30-35%, а у піщаних - не більше 3-5%.
Максимальна кількість пухкозв'язаної (плівкової) води, що утримується силами молекулярного притягання дисперсних ґрунтових частинок, називається максимальною молекулярною вологоємністю (ММВ).
Величина її, як і МГ, залежить від гранулометричного складу: чим більше мулистих частинок, тим вища величина ММВ. Вона відповідає наявності в ґрунті двох форм води: гігроскопічної й плівкової. Визначає запаси недоступної для рослин води в ґрунті, іншими словами - вологість в'янення (ВВ) рослин. Вона характеризується кількістю води в ґрунті, при якій рослини стало в'януть. Наприклад, кількість води в ґрунті, при якій настає стійке в'янення рослин (або коефіцієнт в'янення): на піщаних ґрунтах становить О,5-1,5%, супіщаних- 1,5-4%, суглинкових - 3,5-12%, глинистих -12-2О%,торф'янистих - 4О-5О%) від маси абсолютно-сухого ґрунту. Між вологістю в'янення і максимальною гігроскопічністю існує прямий
Loading...

 
 

Цікаве