Водный баланс мелиорируемых территорий

Для определения потребности в осушении или орошении конкретной территории в пределах выделенной климатической зоны пользуются методом водного баланса, основные принципы которого формулируются следующим образом.

Приходными факторами водного балансатерритории за рассматриваемый период в естественных условиях являются: 1) атмосферные осадки Р;2) поверхностные воды V,поступающие на этот массив извне в результате притока со стороны; 3) приток грунтовых вод или фильтра­ционных вод Gв пределы данного массива; 4) конденсация в почве атмосферной влаги А.

Грунтовые воды на данный массив могут поступать за счет притока грунтовых вод с соседних вышележащих массивов, за счет фильтрации воды из расположенных выше водоемов, рек, каналов.

Расходными факторами водного режима территории являются: 1) испарение влаги Е с данного массива, слагающееся из: а) испарения воды почвой и с водной поверхности и б) транспирации влаги растениями; 2) сток поверхностных вод Sс данного массива; 3) отток почвенно-грунтовых вод Qза пределы данного массива.

Отток грунтовых вод с данного массива может происходить в резуль­тате водоотводящего действия расположенных на нем водоприемников - рек, оврагов, дрен, за счет бокового растекания грунтовых вод в сторону соседних массивов и за счет инфильтрации почвенно-грунтовых вод из данного массива в подстилающие его водоотводящие слои - галечники, трещиноватые породы (если таковые имеются).

Водный баланс данного земельного массива за рассматриваемый период времени можно выразить следующим уравнением (в приведенных обозначениях):

W + V = (P + V-S) + (G + A-Q)-E; (1.5.3)

где W — прибыль (или убыль) запаса почвенно-грунтовой воды в опреде­ленной толще грунта данного массива;

V — прибыль (или убыль) поверхностной воды на данном массиве.

Это уравнение дает общий баланс поверхностных и почвенно-грунтовых вод на данном земельном массиве, так как запасы тех и других в гидрологическом отношении связаны между собой.

Баланс почвенно-грунтовых вод за рассматриваемый период можно выразить следующим уравнением:

W=(P + V-S₁) + (G + A-Q)-E₁; (1.5.4)

где E₁ —величина испарения влаги из почвы, т. е. самой почвой и расте­ниями;

S₁ — сток всей поверхностной воды за данный период без остатка, т. е.

S₁ = S + V + E-E₁. (1.5.5)

В зависимости от значения слагающих водный баланс элементов изменение запаса воды в толще почвогрунтаWможет быть положительным или отрицательным.

Если значение Wположительно, запас воды в толще почвогрунта в конце рассматриваемого периода W+W(где W — запас в начале периода) повышается. Если, наоборот, значение Wотрицательно, то вышележащая толща почвогрунта иссушается, т. е. в нем уменьшается содержание влаги и при неглубоком залегании грунтовых вод их уровень снижается.

Поднятие уровня грунтовых вод повышает содержание влаги в данной толще почвогрунта; обратно, понижение уровня грунтовых вод снижает содержание влаги в ней.

В условиях недостаточного увлажнения, когда естественный водный режим почвы складывается под влиянием превышения расходных факторов (главным образом испарения Е)над приходными (главным образом осадки Р),величина Wв предыдущем уравнении баланса почвенно-грунтовых вод имеет отрицательное значение и верхние слои почвы иссушаются, а содержание солей в них - концентрация почвенного раствора - повышается.

В условиях избыточного увлажнения, когда естественный водный режим почвы складывается под влиянием превышения приходных факторов над расходными, величина Wв уравнении баланса почвенно-грунтовых вод имеет положительное значение, и содержание влаги в верхних слоях почвы увеличивается, и соответственно повышается уровень грунтовых вод.

Комковатая структура почвы, способствующая лучшему поглощению влаги и уменьшающая испарение с поверхности почвы, в условиях недостаточ­ного увлажнения обеспечивает более полное усвоение атмосферных осадков и более прочное сохранение запасов влаги в почве. Снижая капиллярность почвы,комковатая структура уменьшает поступление солей в верхние слои почвы. В условиях избыточного увлажнения комковатая структура почвы, увеличивая аэрацию, водопроводпмость и снижая капиллярность почвы, ускоряет удаление избытков воды из верхних слоев почвы, снижает поступление в них капиллярной влаги от грунтовых вод и способствует, таким образом, поддержанию нормального содержания влаги и воздуха в верхних слоях почвы и, следовательно, улучшению микробиологического и питательного режимов почвы.