Водный режим почвы и водный баланс

Водный режим почвы и водный баланс — совокупность всех процессов поступления воды в почву, ее состояние в почве и расходование из почвы называется водным режимом. Количественное выражение всех видов поступления влаги в почву и расхода ее за определенный промежуток времени называется водным балансом.

Водный режим почв – это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, изменений физического состояния и расхода из почвы.

Основы учения о типах водного режима почвы были заложены Г. Н. Высоцким (1934) и А. А. Роде (1956). Ими было выделено 6 типов водного режима почвы и несколько подтипов. В дальнейшем разработке данной проблемы были посвящены работы И. А. Качинского (1970), И. Г. Минашиной (1974), М. А. Козина (1977), А. Г. Бондарева (1996), О. И. Худякова (1988) и др.

К числу элементов водного режима относятся впитывание, фильтрация, капиллярный подъём, сток поверхностный, нисходящий и боковой, физическое испарение, замерзание, размерзание, конденсация воды.

В зависимости от количественных соотношений этих явлений определяют типы водных режимов (по Роде):

  1. Мерзлотный – характерен для районов вечной мерзлоты. Всегда есть водоупор. В тёплое время года почва насыщена влагой за счёт образования верховодки. КУ > 1. Характерен для арктических и тундровых почв.
  2. Промывной – характерен для районов с КУ > 1, т.е. сумма осадков больше испаряемости. Атмосферная влага пронизывает всю толщу почвы и проникает до грунтовых вод. Идёт вымывание щелочных и щелочноземельных элементов (подзолистые, бурые лесные, краснозёмы, желтозёмы). Подтип болотных почв развивается при КУ > 1, близком залегании грунтовых вод и наличии водоупора (подзолистые болотные и болотные почвы)
  3. Периодически промывной – КУ = 1. Характерно чередование непромывного и промывного водных режимов в сухие и влажные годы (серые лесные, оподзоленные и выщелоченные чернозёмы)
  4. Непромывной тип – КУ < 1. Атмосферная влага распределяется в верхних горизонтах почв и никогда не достигает грунтовых вод. В степных почвах влага проникает вглубь до 3-4 м, в пустынных (бурые полупуст, серо-бурые пустынные) – до 1 метра.
  5. Выпотной – КУ < 1. Характерен для степных, полупустынных и пустынных районов при близком залегании грунтовых вод. Преобладают вертикальные потоки. При высокой минерализации грунтовых вод почвы засоляются, образуются солончаки. Подтип десуктивно-выпотной – растения перехватывают воду и влага испаряется через транспирацию, соли отлагаются в толще, а не на поверхности.
  6. Ирригационный – создаётся при орошении. Характерно чередование промывного и непромывного или даже выпотного водного режимов.

Водный режим выражается через водный баланс, который характеризуется приходными и расходными статьями. По Роде, водный баланс почв за какой-то период выражается в общей форме следующим уравнением:

M1 = M0 + (R + K + GW) - (T + E + FS + FL + FG)

где:

M1 – запас воды в почвенной толще в конце изучаемого периода

M0 – запас воды в почвенной толще в начале изучаемого периода

R – сумма атмосферных осадков

К – конденсация влаги

GW – количество влаги, поступившее в почву из ГВ

Т – транспирация

Е – испарение

FS – поверхностный сток

FL – внутрипочвенный боковой сток

FG – грунтовый сток (всё в мм или м3/га).

К основным источникам водного баланса относят осадки и грунтовые воды. Кроме того, дополнительными источниками увлажнения почвы служат поверхностный приток и влага, конденсирующаяся из паров воды. Расходные статьи водного баланса состоят из физического испарения воды поверхностью почвы, влаги, затраченной на транспирацию растениями, воды, теряющейся в результате поверхностного и внутрипочвенного бокового стоков, а также инфильтрирующейся в почвенно-грунтовую толщу.

Регулирование водного режима почв

Основными методами регулирования водного режима являются осушение, орошение, чистые пары и те приемы, которые направлены на уменьшение непродуктивного испарения почвы, а также снегозадержание.

В засушливых районах наиболее эффективным способом улучшения водного режима почвы является орошение.

Число поливов, оросительные и поливные нормы должны регулироваться в соответствии со сложившимися и ожидаемыми условиями погоды, чтобы наиболее эффективно расходовать поливную воду, ресурсы которой весьма ограничены.

В зоне недостаточного увлажнения влагонакоплению способствует чистый пар. В сухостепных районах на чистых парах ко времени сева озимых продуктивной влаги накапливается на 50-60 мм больше, чем на непаровых полях. Нередко эта разность достигает 70-100 мм. Существенное значение в регулировании почвенной влаги имеет ранняя вспашка зяби.

Все мероприятия, направленные на уменьшение непродуктивного испарения и снегозадержание в степной засушливой зоне, способствуют оптимизации водного режима почвы.

Избранная библиография

Монографии и брошюры

Козин М.А. - Водный режим почвы и урожай (1977) 

Киселева И.К. - Регулирование водно-солевого режима почв Узбекистана (1973) 

Материалы Междуведомственного совещания по проблеме изучения испарения с поверхности суши (1961) 

Мичурин Б.Н. - Энергетика почвенной влаги (1975) 

Мушкин И.Г. - Влагообеспеченность сельскохозяйственных полей (1971) 

Побережский Л.Н. - Водный баланс зоны аэрации в условиях орошения (1977) 

Роде А.А. - Водный режим почв и его регулирование (1963) 

Шуравилин А.В. - Регулирование водно-солевого режима почв Голодной степи (1989) 

Якубов Х.И., Курбанбаев Е., Петракова С.К. - Водно-солевой режим почв северной зоны Каракалпакии и пути его регулирования (1985) 

Статьи

Баклушин М.Б., Дудко О.П., Духовный В.А., Чолпанкулов Э.Д. - Прогноз распределения почвенной влаги с учетом гидрометеорологической информации (1986) 

Курилова Ю.В., Колосов П.А. - Обоснование системы мониторинга динамики увлажненности сельскохозяйственных полей (1983) 

Пономарев В., Хаджамбердиев И. - Технология регулирования водно-теплового режима (2007) 

Пягай Э.Т. - Режимно-балансовые исследования в связи с прогнозированием водно-солевого режима орошаемых почв (2006) 

Сейтказиев А.С., Салыбаев С.Ж., Ахауова Г.К. - Обоснование модели влаго и солепереноса в почвогрунтах (2012) 

Якубов Х.И., Умаров П.Д., Бекмуратов Т.У. - Управление водоподачей как средством формирования устойчивого водно-солевого баланса орошаемых земель в условиях напорных подземных вод (2003) 

Учебные пособия

Арсеньев Г.С. - Основы управления гидрологическими процессами: водные ресурсы (2005)