Водный баланс почвы
Водным балансом почвы называется количественное выражение совокупности всех видов поступления влаги в почву, ее расходования и изменения влагозапасов. Баланс почвенной влаги составляется для определенного слоя почвы за определенный промежуток времени. Чаще всего он составляется для одного гектара и выражается в м 3 /га или в мм слоя воды.
Баланс влаги представляется в виде уравнения, в котором изменения влагозапасов приравниваются к разности между приходными и расходными составляющими.
Основные приходные составляющие следующие: атмосферные осадки (Ос), приток поверхностных вод со стороны (П), капиллярное подпитывание со стороны грунтовых вод (Г), конденсация парообразной влаги, поступающей из атмосферы (К), поступление поливных вод (М). Основные расходные составляющие: сток поверхностных вод за пределы балансовой площади (С), испарение с поверхности почвы (Еф), отбор влаги растениями на транспирацию (Еm) просачивание части влаги в глубжезалегающие слои (В).
В этих составляющих не учитывается горизонтальный приток и отток почвенной влаги, имеющий сравнительно небольшую величину. С учетом принятых обозначений уравнение водного баланса имеет следующий вид:
где ∆W=Wк–Wн, т.е. накопление запасов влаги в определенном слое почвы за определенный промежуток времени, равный разности между конечным Wк и начальными запасами Wн.
На орошаемых землях при правильно организованных поливах отсутствует приток поверхностных вод со сторон и сток поливных вод, мало поступает влаги в результате конденсации. Если обозначить Ес=Еф+Еm, что равно суммарному расходованию влаги на испарение; Г–В=g, что представляет собой суммарный влагообмен между почвенным слоем и его подстилающими слоями, то из уравнения баланса можно получить выражение для определения потребности в поливной воде за вегетацию (оросительной нормы): М=Ес–Ос–g+∆W.
Балансовые расчеты и исследования имеют большое значение при изучении водного режима почв и назначений мероприятий для его улучшения. Количественный анализ составляющих баланса позволяет выявить его основные приходные или расходные статьи. При избыточном увлажнении, например, это дает возможность наметить правильные методы осушения.
Балансовые расчеты позволяют установить потребность в орошении, как это было показано выше, определить роль грунтовых вод в формировании почвы. Уравнения водного баланса используют для прогноза изменения водного режима почвы при изменении внешних условий (орошение, осушение и т.д.).
Баланс влаги можно составлять для разных периодов, например за время исследований водного режима в полевых условиях, за конкретный вегетационный период, за год. Для обобщенной оценки водного режима местности баланс можно составлять за многолетний период. В этом случае используют средние многолетние данные об атмосферных осадках, испарении и других составляющих баланса. Можно допустить, что в среднем за год в почвенном слое не происходит изменений в содержании влаги (∆W=0).
При организации воднобалансовых исследований необходимы наблюдения за всеми его составляющими. В этом случае невязка баланса позволяет определить точность исследований. Иногда практикуемое определение одной составляющей из уравнения баланса может привести к значительным погрешностям, так как ошибки измерений всех составляющих накладываются на неизвестную составляющую баланса.
Источник
Водный баланс почвы
Водным балансом почвы называется количественное выражение совокупности всех видов поступления влаги в почву, ее расходования и изменения влагозапасов. Баланс почвенной влаги составляется для определенного слоя почвы за определенный промежуток времени. Чаще всего он составляется для одного гектара и выражается в м 3 /га или в мм слоя воды.
Баланс влаги представляется в виде уравнения, в котором изменения влагозапасов приравниваются к разности между приходными и расходными составляющими.
Основные приходные составляющие следующие: атмосферные осадки (Ос), приток поверхностных вод со стороны (П), капиллярное подпитывание со стороны грунтовых вод (Г), конденсация парообразной влаги, поступающей из атмосферы (К), поступление поливных вод (М). Основные расходные составляющие: сток поверхностных вод за пределы балансовой площади (С), испарение с поверхности почвы (Еф), отбор влаги растениями на транспирацию (Еm) просачивание части влаги в глубжезалегающие слои (В).
В этих составляющих не учитывается горизонтальный приток и отток почвенной влаги, имеющий сравнительно небольшую величину. С учетом принятых обозначений уравнение водного баланса имеет следующий вид:
где ∆W=Wк–Wн, т.е. накопление запасов влаги в определенном слое почвы за определенный промежуток времени, равный разности между конечным Wк и начальными запасами Wн.
На орошаемых землях при правильно организованных поливах отсутствует приток поверхностных вод со сторон и сток поливных вод, мало поступает влаги в результате конденсации. Если обозначить Ес=Еф+Еm, что равно суммарному расходованию влаги на испарение; Г–В=g, что представляет собой суммарный влагообмен между почвенным слоем и его подстилающими слоями, то из уравнения баланса можно получить выражение для определения потребности в поливной воде за вегетацию (оросительной нормы): М=Ес–Ос–g+∆W.
Балансовые расчеты и исследования имеют большое значение при изучении водного режима почв и назначений мероприятий для его улучшения. Количественный анализ составляющих баланса позволяет выявить его основные приходные или расходные статьи. При избыточном увлажнении, например, это дает возможность наметить правильные методы осушения.
Балансовые расчеты позволяют установить потребность в орошении, как это было показано выше, определить роль грунтовых вод в формировании почвы. Уравнения водного баланса используют для прогноза изменения водного режима почвы при изменении внешних условий (орошение, осушение и т.д.).
Баланс влаги можно составлять для разных периодов, например за время исследований водного режима в полевых условиях, за конкретный вегетационный период, за год. Для обобщенной оценки водного режима местности баланс можно составлять за многолетний период. В этом случае используют средние многолетние данные об атмосферных осадках, испарении и других составляющих баланса. Можно допустить, что в среднем за год в почвенном слое не происходит изменений в содержании влаги (∆W=0).
При организации воднобалансовых исследований необходимы наблюдения за всеми его составляющими. В этом случае невязка баланса позволяет определить точность исследований. Иногда практикуемое определение одной составляющей из уравнения баланса может привести к значительным погрешностям, так как ошибки измерений всех составляющих накладываются на неизвестную составляющую баланса.
Источник
Водный баланс почвы
Водным балансом почвы называется количественное выражение совокупности всех видов поступления влаги в почву, ее расходования и изменения влагозапасов. Баланс почвенной влаги составляется для определенного слоя почвы за определенный промежуток времени. Чаще всего он составляется для одного гектара и выражается в м 3 /га или в мм слоя воды.
Баланс влаги представляется в виде уравнения, в котором изменения влагозапасов приравниваются к разности между приходными и расходными составляющими.
Основные приходные составляющие следующие: атмосферные осадки (Ос), приток поверхностных вод со стороны (П), капиллярное подпитывание со стороны грунтовых вод (Г), конденсация парообразной влаги, поступающей из атмосферы (К), поступление поливных вод (М). Основные расходные составляющие: сток поверхностных вод за пределы балансовой площади (С), испарение с поверхности почвы (Еф), отбор влаги растениями на транспирацию (Еm) просачивание части влаги в глубжезалегающие слои (В).
В этих составляющих не учитывается горизонтальный приток и отток почвенной влаги, имеющий сравнительно небольшую величину. С учетом принятых обозначений уравнение водного баланса имеет следующий вид:
где ∆W=Wк–Wн, т.е. накопление запасов влаги в определенном слое почвы за определенный промежуток времени, равный разности между конечным Wк и начальными запасами Wн.
На орошаемых землях при правильно организованных поливах отсутствует приток поверхностных вод со сторон и сток поливных вод, мало поступает влаги в результате конденсации. Если обозначить Ес=Еф+Еm, что равно суммарному расходованию влаги на испарение; Г–В=g, что представляет собой суммарный влагообмен между почвенным слоем и его подстилающими слоями, то из уравнения баланса можно получить выражение для определения потребности в поливной воде за вегетацию (оросительной нормы): М=Ес–Ос–g+∆W.
Балансовые расчеты и исследования имеют большое значение при изучении водного режима почв и назначений мероприятий для его улучшения. Количественный анализ составляющих баланса позволяет выявить его основные приходные или расходные статьи. При избыточном увлажнении, например, это дает возможность наметить правильные методы осушения.
Балансовые расчеты позволяют установить потребность в орошении, как это было показано выше, определить роль грунтовых вод в формировании почвы. Уравнения водного баланса используют для прогноза изменения водного режима почвы при изменении внешних условий (орошение, осушение и т.д.).
Баланс влаги можно составлять для разных периодов, например за время исследований водного режима в полевых условиях, за конкретный вегетационный период, за год. Для обобщенной оценки водного режима местности баланс можно составлять за многолетний период. В этом случае используют средние многолетние данные об атмосферных осадках, испарении и других составляющих баланса. Можно допустить, что в среднем за год в почвенном слое не происходит изменений в содержании влаги (∆W=0).
При организации воднобалансовых исследований необходимы наблюдения за всеми его составляющими. В этом случае невязка баланса позволяет определить точность исследований. Иногда практикуемое определение одной составляющей из уравнения баланса может привести к значительным погрешностям, так как ошибки измерений всех составляющих накладываются на неизвестную составляющую баланса.
Источник
Водный баланс и типы водного режима почв
Водным режимом называется совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Основные источники увлажнения почвы – осадки и грунтовые воды. Влага в почве находится в постоянном движении, она поглощается растениями, испаряется в воздух, перемещается в глубокие горизонты. Временами наблюдается ее аккумуляция в почве в результате конденсации паров воды, восходящих токов из глубоких горизонтов и т.п.
Количественным выражением водного режима почв является водный баланс. Водный баланс рассматривается как итог, учитывающий все статьи прихода и расхода воды за определенный период. Общее уравнение водного баланса имеет вид
где Ос – сумма атмосферных осадков; Вг и Впр – количество влаги, поступающей из грунтовых вод и в результате поверхностного притока воды соответственно; Еисп – физическое испарение; Ет – транспирация; Ви – инфильтрационная влага; Вп – поверхностный сток.
В левой части уравнения – приходные статьи, в правой – расходные. В большинстве случаев приход и расход воды в почве равны между собой. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса выделяют следующие типы водного режима почв (по Г.Н. Высоцкому).
Промывной тип водного режимахарактерен для местностей, где сумма годовых осадков больше величины испаряемости (рис.7, а). Тогда избыток осадков, проникая в глубокие слои вплоть до грунтовых вод, будет превышать поступление грунтовых вод к поверхности почвы. Уравнение водного баланса будет иметь следующий вид: Ос + Впр > Еисп + Ет + Вп. Для промывного типа водного режима коэффициент увлажнения КУ > 1.
Промывной тип характерен для большинства почв таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв.
Непромывной тип водного режимасвойственен областям, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах (обычно не глубже 4 м) и не достигает грунтовых вод. Почвенная влага представлена преимущественно капиллярно-подвешенной формой. Между верхней границей глубоко залегающей капиллярной каймы грунтовых вод и нижней границей капиллярно-подвешенной почвенной влаги залегает толща с влажностью, близкой к влажности завядания. Эта толща названа Г.Н. Высоцким «мертвым горизонтом» (рис.7, б); обмен влагой в ней происходит путем передвижения воды в форме пара. Тогда уравнение годового водного баланса будет
 |
Рис. 7. Схема влагооборота водного баланса (по А.А. Роде) при водном режиме промывного (а),
непромывного (б) и выпотного (в) типа
1 – осадки; 2 – влага, задержанная кронами,; 3 – поверхностный сток; 4 – физическое испарение; 5 – внутрипочвенный
сток; 6 – влага, потребляемая растениями; 7 – грунтовый сток; 8 – испарение и влага, потребляемая растениями
 |
иметь вид: Ос + Впр = Еисп + Е + Вп, а коэффициент увлажнения КУ » 1. Непромывной тип водного режима характерен для большинства степных почв (черноземы, каштановые и др.).
Выпотной тип водного режима отличается преобладанием восходящего потока влаги в толще почвы из неглубоко залегающих (до 5-7 м) грунтовых вод. Влага в почвенном профиле находится в капиллярно-подпертом состоянии и сообщается с корнеобитаемым слоем и поверхностью почвы. Испарение превышает сумму осадков, а дефицит влаги погашается потоком грунтовых вод (рис.7, в). Уравнение годового водного баланса имеет вид: Ос + Впр
Регулирование водного режима почв основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей в воде выращиваемых культур и осуществляется комплексом приемов, направленных на устранение причин неблагоприятного водоснабжения растений. Оптимальные условия создаются при коэффициенте увлажнения КУ » 1, что достигается осушением избыточно влажных почв и орошением почв засушливых областей.
В почвах доступная растениям влага передвигается главным образом под действием капиллярных сил. Поэтому, регулируя плотность пахотного слоя и восстанавливая структуру, можно либо сохранить влагу в почве, либо увеличить ее расход путем физического испарения. В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на ее рациональное использование (например, устройство снегозадержания, лесных полос и др.).
Источник