Гидрофизическая характеристика почвы. (Лекция 6)

1.

Почвоведение
Лекция 6.
Потенциал почвенной влаги,
основная гидрофизическая
характеристика почвы

2.

Энергетические
константы
ПВ
ПВ
КВ
КВ
ППВ
НВ
Гравитационная влага Переувлажнение
(избыток влаги)
Капиллярно-гравитационная влага
МКСВ
Пленочно-капиллярная влага
ВЗ
МГ
0
ММВ
Пленочная влага
МАВ
Диапазон
активной
влаги
Влажность почвы
Почвенногидрологические
константы
Виды влагоемкости почвы –
это показатели
качественной оценки
состояния воды в почве
Влага
недоступна
для растений
Адсорбированная влага

3.

• Для количественного описания
энергетического состояния воды в почве
было введено два понятия:
1 – давление почвенной влаги;
2 – потенциал почвенной влаги

4. Давление почвенной влаги -

давление, возникающее в почвенной влаге
за счет действия в почве сил различной
природы, снижающих энергию почвенной
воды по сравнению со свободной чистой
водой при атмосферном давлении на
уровне моря, энергия которой принята за
нуль.
(Е.В. Шеин, Л.О. Карпачевский Толковый словарь по физике почв. 2003, с. 30)
Размерность:
или
Дж н м
н
= 3 =
= Па
3
2
м
м
м
(паскаль)
см водн. ст. - сантиметры водного столба
мм рт. ст.
- миллиметры ртутного столба

5. Потенциал почвенной влаги -

работа, которую необходимо приложить,
чтобы извлечь единицу объема (массы,
веса) воды из почвы
(Е.В. Шеин, Л.О. Карпачевский Толковый словарь по физике почв. 2003, с. 79)
Если количество
Потенциал почвенной
работы отнесено к влаги измеряют в
единицах:
единице объема
единице веса
единице массы
Давления (Па, атм, бар)
Высоты водного или
ртутного столба
Дж/кг

6. Потенциал почвенной влаги

t = p + g + osm
где
t - полный потенциал почвенной влаги
p - потенциал давления
(син. тензиометрический потенциал)
g
- гравитационный потенциал
osm
- осмотический потенциал

7. Составляющие потенциала давления (p)

Составляющие потенциала давления ( p)
p = p + p + p
m
a
e
pm
- капиллярно-сорбционный (матричный) потенциал
pa
- пневматический потенциал
pe
- потенциал давления окружающей поверхности
(потенциал нагрузки)

8. Основная гидрофизическая характеристика почв (ОГХ) -

зависимость капиллярно-сорбционного
(матричного) давления почвенной влаги
от влажности почвы

9.

Рк-с – капиллярно-сорбционное
давление почвенной влаги
Влажность
Шеин, 2005

10.

pF = lg |Pк-с| - десятичный логарифм абсолютной величины
капиллярно-сорбционного давления влаги,
выраженной в см водного столба
Влажность, %
Шеин, 2005

11.

Шеин, 2005

12. Использование ОГХ (основной гидрофизической характеристики почвы)

1 – сравнительная оценка изменения физического состояния
почв, поскольку она зависит от гранулометрического,
минералогического, агрегатного составов, плотности почвы,
минерализации и состава солей, количества и качества
органического вещества;
2 – оценка распределения объемов пор по их диаметрам,
которая основана на капиллярной модели почвенных пор по
их диаметрам и уравнении Жюрена;
3 – оценка почвенно-гидрологических констант (по графику
методом «секущих» по А.Д. Воронину)
4 – математическое моделирование передвижения влаги в почве
5 – оценка физико-механических констант в почве (по методу
А.Д. Воронина)

13.

pFМАВ = 5.2 + 0.03W
pFВЗ = 4.18
pFММВ = 2.17 + 0.03W
pFМКСВ = 2.17 + 0.01W
pFКВ = 2.17
Шеин, 2005

14. Влагопроводность почвы -

способность почвы воспринимать воду,
подаваемую на ее поверхность,
проводить эту воду от слоя к слою в
ненасыщенных водой горизонтах и,
наконец, фильтровать воду сквозь
определенную толщу горизонтов,
насыщенных водой.
(Н.А. Качинский, 1970)

15. Движение воды в почве

h1
h2
h = h1 – h2
где
qw – поток влаги, т.е. количество воды Q, прошедшее через
сечение почвы S в единицу времени t : qw = Q/St
Кф – коэффициент фильтрации
h/l – гидравлический градиент, т.е. отношение
гидравлического напора h к длине колонки l
Шеин, 2005