Водно-физические свойства почв. Водно физические свойства почвы реферат

Водно-физические свойства почв

Урбаноземы значительно отличаются от естественных почв по фи­зическим свойствам.

Гранулометрический состав почвы - важный показатель, который определяет продуктивность городской почвы, степень ее фильтрацион­ной и водоудерживающией способности.

Для городских почв слоистость грунтов по гранулометрическо­му составу имеет важ­ное почвенно-геохимическое значение, так как служит экранирующим барьером.

Важный фактор - содержание мелкозе­ма, он определяет сте­пень влагоемкости. Для городских экосис­тем характерно при­внесение в почву пес­ка и гравия, использу­емого в градострои­тельстве. Строитель­ный материал, про­мышленные отходы, механические загряз­нители и другие техно­логические субстраты имеют размеры гравия и камней. Из-за этого их содержание в городских почвах постоянно увеличивается.

Другая важная характеристика - форма щебня. Многие городские почвы содержат слои твердых обломков заостренной формы, поэтому в таких субстратах наблюдается слабое проникновение корней и редкая встречаемость дождевых червей.

Для городских почв важным показателем является показатель зах­ламленности, т.е. степень перекрытости поверхности почвы абиотически­ми наносами, в том числе токсическими. Эту часть почвы можно назвать балластной. Важным фактором является химический состав материала. При его токсичности происходит химическое загрязнение всей экосистемы.

Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности. Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэробным, особенно в период продолжительных дождей весной и осенью. В таких условиях сильно затрудняется рост мелких (активных) корней древесных и травянистых растений и наруша­ется процесс естественного возобновления растительности. В уплотнен­ных почвах масса корней в 2,5-3 раза меньше, чем в неуплотненных.

Порозность (скважность) - одно из важнейших свойств почвы, обусловливающее в основном водный и воздушный режим. От величины пор зависит передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъ­емная способность, мобильность воды. В лесопарках, садах и на бульва­рах, где почва почти не подвергается уплотнению, порозность колеблет­ся от 45 до 75%. Уплотнение почвы снижает ее до 25-45%, что приводит к ухудшению водно-воздушного режима почвы.

Водопроницаемость. Важной характеристикой городских почв явля­ется величина способности почв впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. Величина и характер водопроницаемости сильно зависят от степени каменистости, порозности почвы, от ее влажно­сти и химического состава. Существенное значение имеет наличие в по­чве города камней, трещин и пустот. Для городских почв характерна про­вальная или мозаичная водопроницаемость, обусловленная наличием пус­тот в профиле за счет строительного или бытового мусора. Наблюдается зависимость между плотностью сложения почвы и скоростью фильтрации воды в ней. Так, например, в верхних слоях почвы в естественном состоя­нии водопроницаемость на 60% выше по сравнению со средне вытоптан­ным участком и в четыре раза выше по сравнению с сильно вытоптанным.

Наличие тропиночной сети с сильно уплотненным поверхностным горизонтом нарушает естественное распределение корневой массы, что может стать причиной деградации растительности.

Физико-химические свойства почв

Большинство выбросов различных, в том числе и токсических веществ и материалов в городскую среду сосредоточиваются на поверхности почвы, где происходит их постепенное накопление. Это приводит к изменению химических и физико-химических свойств субстрата.

По основным физико-химическим показателям почвы города зна­чительно отличаются от своих природных аналогов.

Таблица 10.5

studfiles.net

Водно-физические свойства почв — курсовая работа

Самой выравненной водопроницаемостью обладает обыкновенный чернозём. В нём слабо выражены трещины. Сложение его равномерно по всей площади.

Полной противоположностью чернозёму является солонец. Его резко выраженная трещиноватость и неравномерность уплотнения в различных точках поля обусловливают сильно варьирующую водопроницаемость, причём местами она приобретает провальный характер. В области трещин на солонце водопроницаемость достигает 100, 200 см и более столба воды в час.

Южный чернозём занимает среднее положение между двумя названными почвами.

Наиболее ценной считается водопроницаемость, выравненная в пределах поля и устойчивая по величине во времени. Движение воды в почве равномерное, параллельными струйками. Всё поле после дождя смачивается одинаково. При поливах легко рассчитать поливную норму воды для промачивания почвы на заданную глубину.

4. Водоудерживающая способность, влагоёмкость и водовместимость почв.

Способность почвы удерживать в себе воду при условиях свободного её оттока называется водоудерживающей её способностью, а количество воды, которое при тех же условиях удерживает почв, характеризует её влагоёмкость. Влагоёмкость выражают в процентах веса сухой почвы, в процентах объёма почвы: для этого весовой процент нужно умножить на числовое значение удельного веса скелета почвы в мм водного столба.

Водоудерживающая способность и влагоёмкость почвы – одни из обязательных характеристик почвенного плодородия. Лишь благодаря этому свойству почва может накапливать в себе и длительно сохранять водные запасы. Однако, несмотря на повышенный интерес к влагоёмкости почвы, до сих пор нет единства мнений ни о природе этого свойства, ни о конкретных величинах влагоёмкости.

4.1. Наибольшая относительная и наименьшая влагоёмкость почвы по Кингу и Коссовичу.

В опытах Кинга колонны песка брались высотой около 3м с поперечником 15 см. Трубы были разъёмные: нижняя секция высотой 0 – 15 см, все остальные по 75 см. Каждая колонна составлялась из однородного песка. После сквозного промачивания колонн сверху вода стекала из них 111 дней при полном отсутствии испарения с поверхности. Результаты опыта представлены в таблице 1.

Таблица 1

Распределение воды в песчаных колоннах после установившегося равновесия в % на сухой песок.

Опыт Г.Н. Боча в лаборатории Коссовича был проведён с фракцией песка диаметром от 0,25 до 0,5 мм. Высота колонны 1,3 м. Труба составлялась из звеньев по 5 см каждое. Колонну с песком увлажняли сверху до сквозного промачивания, затем, защитив от испарения, осталяли её в покое до тех пор, пока вода не приходила в возможное равновесие. Результаты опыта Боча приведены в таблице 2.

Анализируя данные таблиц 1 и 2, Коссович выделил в каждой колонне по степени песка 3 зоны.

1. Самая глубокая зона (120-110 см), граничащая с поверхностью капиллярного раздела – песок-воздух или с поверхностью грунтовой воды, отличается наибольшей влажностью. В случае тонкозернистых песков, а тем более тяжелых по механическому составу пород с сильно выраженной капиллярностью все поры в этой зоне заполняются водой. Коссович эту зону называет «наибольшей зоной влагоёмкости почвы».

2. По мере удаления слоёв песка от грунтовой воды всё меньшее количество капилляров в них заполнено водой. Влажность песка прогрессивно падает. Это зона «относительной или капиллярной влагоёмкости» (110-30 см).

3. Наконец, зона «наименьшей или плёнчатой влагоёмкости почвы» (30 см и выше), до которой не добирается капиллярная вода, находящаяся в непосредственной связи с грунтовой водой нижних почвенных слоёв; её величина не зависит от высоты положения почвенного слоя. Влажность почвы, соответствующая её наименьшей влагоёмкости, не способна передвигаться в почве.

Таблица 2

Распределение воды в однородной песчаной колонне после сквозного промачивания и установления равновесия в % на сухой песок.

5. Водоподъёмная способность почвы.

Вся вода, поступающая в почву, за исключением воды гравитационной, задерживается в ней адсорбционными и капиллярными силами. В дальнейшем она частично испаряется физически, частью потребляется растениями в процессе их транспирации. Оба этих явления возможны только при мобильности воды. Подвижность, мобильность воды в почве имеет исключительно важное значение как для питания растений, так и для всех других процессов, протекающих в ней.

В основе подвижности воды в почве лежат адсорбционная сила почвы и капиллярные явления.

Капиллярные явления имеют в своей основе:

А) молекулярное давление и плёночное натяжение в поверхностных слоях жидкости;

Б) образование менисков при взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела в узких порах;

В) изменение давления непосредственно под мениском в сторону плюса или минуса и передвижение жидкости.

5.1. Молекулярное давление и плёночное натяжение в поверхностных слоях жидкости.

Молекулы жидкости, находясь в тепловом движении, одновременно находятся в молекулярном взаимодействии. Поскольку расстояния между соседними молекулами малы, то в жидкости создаётся так называемый «ближний порядок», т.е. порядок в расположении ближайших молекул, и они колеблются в пределах своих положений равновесия.

Иные условия создаются на поверхности жидкости. Поверхностные слои молекул испытывают на себе притяжение нижележащих и соседних (в горизонтальной плоскости) молекул воды. Атмосфера, как среда менее плотная по составу молекул, не может оказать противодействие этим силам. Силы притяжения, направленные вниз по нормали к поверхности, стремятся увлечь поверхностные молекулы внутрь жидкости. Суммируясь, они обусловливают молекулярное давление в жидкости.

Силовое напряжение отдельных молекул в поверхностной плёнке жидкости уменьшается по мере приближения их к нижней границе зоны молекулярного действия. Это обусловлено тем, что чем «глубже» молекула воды залегает в силовом слое, тем более мощный слой плёнки натяжения остаётся выше её, и он противодействует втягиванию данной молекулы внутрь жидкости.

5.2. Водоподъёмная способность почв.

Часто можно читать и слышать, что плёночные и капиллярные явления в трубках, в чётках, меж пластинками и другими моделями не имеют никакого отношения к почве. В почве нет трубок, нет пластин и т.д. Это плохой аргумент. Никто и никогда не рисовал себе передвижение воды в почве как в системе трубок разного диаметра и формы, потому что каждому известно, что почва – среда полидисперсная и гетерогенная, а почвенные поры представляют собой сложнейший комплекс скважин различной величины и формы в многообразных их сочетаниях.

Капиллярная вода передвигается не во всём объёме почвенных пор, а лишь в их активном просвете. Даже в любых по форме порах по мере их утонения капиллярные явления сначала будут расти в связи с увеличивающейся кривизной менисков, но в дальнейшем они начнут падать. В одних случаях в просветах пор активная порозность вовсе исчезнет.; такие поры теряют физический смысл капилляров и становятся непроницаемыми для капиллярной воды. В других – активная порозность станет столь малой, что всасывающая сила мениска будет затормаживаться силами трения движущейся капиллярной воды о стенки плёнок жидкости, адсорбированной почвой, и капиллярный подъём неизбежно замедлится, а в крайних случаях и вовсе прекратится.

Если иметь ввиду разрушенный, измельчённый почво-грунт, помещённый в трубки или представленный в насыпях, то по многолетним наблюдениям высота капиллярного подъёма воды в минеральном почво-грунте возрастает от песков через супеси к лёссовидным суглинкам. В дальнейшем, по мере утяжеления материала, водоподъёмная способность почво-грунта падает, а в таких глинистых горизонтах, как столбчатый горизонт солонцов, иллювиальные горизонты слитых чернозёмов и подзолов, она почти полностью прекращается.

Поскольку движущим началом подъёма капиллярной воды является отрицательное давление, возникающее под вогнутым мениском, то, очевидно, чем больше это отрицательное давление, тем на большую высоту возможен подъём воды. Например, в однородном по механическому составу и сложению грунте при смачивании его от свободного зеркала воды под вогнутыми менисками активных пор наблюдается отрицательное давление, близкое к 1 атмосфере. Теоретически возможный уровень поднятия воды в просветах активных капиллярных пор определится в 10 м (давление 1 бар). Практически же наблюдённые отрицательные давления в почве редко превышают 0,5 атмосфер.

Также, структурность почв может в корне менять влияние механического состава на водоподъёмную способность почв

Наилучшей водоподъёмностью среди всех почв обладает обыкновенный чернозём.

6. Испаряющая способность почвы и растений.

Вода, поступившая в почву и задержанная в ней в силу влагоёмкости, в дальнейшем расходуется на испарение физическое – самой почвой и транспирационное – в процессе жизнедеятельности растений. Воду потребляет и испаряет всё другое живое население почвы. Значимость процесса испарения в энергетике поверхности земного шара очень велика.

Испарение воды с обнажённой почвы в основном подчиняется закону Дальтона:

,

где Q – интенсивность испарения, ε – критическая и e фактическая упругость водяных паров при данной температуре в мм ртутного столба, (ε – e) – дефицит насыщения воздуха паром, K – коэффициент диффузии водяного пара, пропорциональный разности упругости пара, насыщающего пространство при температуре испаряющей поверхности и упругости пара в окружающем пространстве, P – барометрическое давление в мм ртутного столба.

Однако этот процесс более сложный, нежели испарение с открытой водной поверхности. С одной стороны оно зависит от климата и погоды, с другой – от свойств самой почвы.

Качественная сторона второго вопроса хорошо была освещена в работах Коссовича (1904). Выдвинутые им положения модно свести к трём степеням увлажнения почвы:

1. Почва с поверхности насыщена водой до её влагоёмкости. Это может наблюдаться весной после снеготаяния; в другое время года – после обильных дождей или после искусственного полива. В таком состоянии почва испаряет воды столько же, сколько и открытая водная поверхность или даже больше неё при условии, что поверхность почвы обладает неровностями.

2. В случае глубокого залегания грунтовых вод, когда капиллярная кайма не достигает корнеобитаемого слоя, промоченный с поверхности слой почвы начнёт постепенно просыхать. Вода по капиллярам будет подаваться снизу вверх. Заполненные водой крупные капилляры станут питать мелкие. В этой стадии увлажнения просыхает весь промоченный профиль, но наибольший расход воды отмечается на поверхности. Интенсивность испарения зависит от капиллярной проводимости почвы.

3. Когда в смоченном слое останется лишь тонко капиллярная и адсорбированная вода, передвижение её в жидком виде практически прекращается, наступает стадия диффузного передвижения паров воды из мест с большей упругостью к местам с меньшей упругостью.

На испаряющую способность обнажённой почвы влияет и множество других факторов. Среди них: характер поверхности почвы и рельеф местности, экспозиция склона, цвет почвы, воздухопроницаемость, теплопроводимость и теплоёмкость, наличие растворимых гигроскопических солей в поверхностном слое.

7. Типы водного режима почв.

7.1. Мерзлотный.

В почве имеется вечная мерзлота, в тёплый период оттаивающая на небольшую глубину в пределах мерзлотного слоя, но с сохранением его значительной части. За счёт этого и атмосферных осадков над остаточным мерзлотным слоем формируется верховодка. Характерные почвы: арктические, тундровые, мерзлотные лугово-лесные.

7.2. Сезонно-мерзлотный.

Распространён в регионах, где максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву до уровня грунтовых вод (Амурская область, юг Хабаровского края и др.). Зимой при этом почва промерзает на глубину более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа.

referat911.ru

Тема: Водно-физические свойства почв

План:

Введение

1. Экологические условия почвообразования

2. Структура почвенного покрова

3. Строение профиля

4. Показатели физических свойств почв

5. Водные свойства почв

Выводы

Литература

Материал к курсовой работе:

- наименование сельскохозяйственного предприятия и природной зоны его распространения;

- перечень почв для характеристики вводно-физических свойств;

- количественные оценки показателей физических свойств почв;

- количественные оценки показателей водных свойств почв.

Пояснения к выполнению:

Введение представляет собой короткий текст, в котором излагается актуальность темы, обосновывается ее научная значимость, ставятся цель и задачи курсовой работы.

Глава 1. Экологические условия почвообразования оформляется на основе литературных сведений о местоположении, рельефе, почвообразующих породах, растительности и климате той территории, в которой находится конкретное сельскохозяйственное предприятие. Определив приуроченность территории предприятия к конкретной природной зоне или биоклиматическому ландшафту, изучается соответствующая литература и описываются условия почвообразования. В качестве примера – см. учебник по почвоведению.

Глава 2. Структура почвенного покрова излагается по материалам почвенного очерка и почвенной карты предприятия (если эти материалы доступны студенту) или же по материалам, представленным в задании преподавателя.. В случае, если курсовая работа выполняется по конкретной природной зоне, то по имеющимся публикациям перечисляются почвы, распространенные на данной территории, в т.ч. и среди пахотных массивов. Здесь уместно остановиться на главных особенностях преобладающих типов и подтипов почв. Материалы представляются в виде таблиц, рисунков, фотографий и выкопировки почвенной карты (по возможности).

Глава 3. Строение почвенного профиля. Указывается перечень и мощность генетических горизонтов почв – объектов курсовой работы. Приводится морфологическая характеристика основных генетических горизонтов почв. Особое внимание обращается на диагностику почв по строению профиля и основным морфологическим признакам. Дается сравнительный анализ морфологических признаков типов и подтипов почв.

Глава 4. Показатели физических свойств почв. По приведенным данным (плотность твердой фазы и плотность сложения) определяется величина общей пористости. Все показатели физических свойств изучаемых почв представляются в виде таблицы или рисунка. Оценка плотности сложения и общей пористости делается по соответствующим критериям (см. приложение). Полученные результаты обосновываются теоретически. Изучаемые почвы обязательно сравниваются по показателям физических свойств.

Глава 5. Водные свойства почв оформляется на основе данных, выданных преподавателем. Данные по почвенно-гидрологическим константам представляются графически, данные запасов влаги, которые предварительно рассчитываются студентом, - в табличной форме. Анализ этих данных излагается по каждой почве отдельно. При этом выделяются отличительные особенности водных свойств в почвах. При обсуждении данных обращается внимание на практическую значимость их в работе агронома.

Выводы формулируются четко, исходя из полученных результатов и их интерпретации. В выводы не включаются общеизвестные положения, расплывчатые формулировки и ссылки на работы других авторов. Каждый вывод излагается в пределах абзаца в виде отдельных пунктов (3-5), нумеруются они по порядку арабскими цифрами.

Тема: Физико-химические свойства почв

Введение

1. Экологические условия почвообразования

2. Структура почвенного покрова

3. Строение профиля

4. Показатели физико-химических свойств почв

4.1. Состав обменных катионов

4.2. Емкость катионного обмена, сумма обменных оснований и степень насыщенности почв основаниями

4.3. Реакция почвы

Выводы

Литература

Материал к курсовой работе:

- наименование сельскохозяйственного предприятия и природной зоны его распространения;

- почвенная карта и почвенный очерк;

- перечень почв для оценки физико-химических свойств;

- данные по составу обменных катионов и рН.

Пояснения к выполнению:

Во введении кратко и ясно излагается актуальность темы, обосновывается ее научная значимость, ставятся цель и задачи.

В главе 1. Экологические условия почвообразования освещаются сведения о рельефе, почвообразующих породах, растительности и климате территории распространения сельскохозяйственного предприятия. Для этого используется информация из научных изданий (см. список рекомендуемой литературы) с обязательными ссылками по тексту работы.

Глава 2. Структура почвенного покрова приводится по материалам почвенного очерка и почвенной карты. Здесь уместно остановиться на главных особенностях преобладающих типов и подтипов почв. Материалы рекомендуется представлять в виде таблиц, рисунков и копии почвенной карты (по возможности).

Глава 3. Строение почвенного профиля. Указывается перечень и мощность генетических горизонтов почв – объектов курсовой работы. Приводится морфологическая характеристика основных генетических горизонтов почв. Особое внимание обращается на диагностику почвенных процессов по морфологическим признакам, а также на то, как по строению профиля можно распознать ту или иную почву. Дается сравнительный анализ морфологических признаков рассматриваемых почв.

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Этические нормы делового общения реферат
• 
  Черное море реферат 3 класс
• 
  Человек как духовное существо реферат
• 
  Строение вегетативной нервной системы реферат
• 
  Реферат права и обязанности адвоката
• 
  Реферат по культурологии эпоха возрождения
• 
  Реферат ораторское искусство и риторика
• 
  Реферат ноябрьская революция в германии
• 
  Реферат на тему эвглена зеленая
• 
  Реферат на тему туфан миннуллин
• 
  Реферат на тему тройной прыжок