wody naporowe
wody wgłębne
wody głębinowe
wody swobodne
wody przypowierzchniowe
wody gruntowe
saturacji
wody wolne
wody wsiąkowe
wody zawieszone
wody porowe
wody szczelinowe
wody szczelinowo-krasowe
wody krasowe
wody związane
wody higroskopijne
wody błonkowate
wody kapilarne
aeracji
Rodzaje wód wg ośrodka skalnego
Stan fizyczny wody
Typy wód
Strefa występowania
aeracji
saturacji
A. Wody związane
wody higroskopijne - związane siłami molekularnymi z ziarnami mineralnymi skał. Powstają na drodze
adsorbcji przez ziarna drobin pary wodnej z powietrza. Gęstość 1,2-2,4 g/cm
3
, temperatura zamarzania
-78 st.C. Nie przenoszą ciśnienia hydrostatycznego, nie mają zdolności rozpuszczania, ani zdolności do
ruchu. Mogą otaczać ziarno mineralne częściowo lub całkowicie. Całkowite wysycenie powierzchni
ziarn drobinami wody nazywamy maksymalną wilgotnością higroskopijną;
wody błonkowate (wody adhezyjne) - woda otaczająca błonką ziarna mineralne, powierzchnia których jest
wysycona wodą higroskopijną. Z ziarnem mineralnym wiąŜą je siły elektryczne przyciągające drobiny
wody. Grubość błonki nie przekracza 0,5 µm. Gęstość wód błonkowatych jest większa niŜ wody
wolnej, temperatura zamarzania niŜsza od 0 st.C. Nie podlega sile cięŜkości, nie przenosi ciśnienia, ma
ograniczoną zdolność rozpuszczania. Zdolność wiązania wody błonkowatej to wodochłonność
molekularna, a ilość wody błonkowatej w skale to wilgotność molekularna.
Wody strefy aeracji:
wody kapilarne - występują w strefie aeracji w porach i szczelinach o wymiarach kapilarnych. Poruszają
się pod wpływem sił spójności i przylegania tworząc na granicy strefy saturacji i strefy aeracji strefę
wzniosu kapilarnego. Wody kapilarne podlegają sile cięŜkości, przekazują ciśnienie, mają zdolność
rozpuszczania, zamarzają w temperaturze nieco niŜszej od 0 st.C. WyróŜnia się: wodę kapilarną
właściwą - nieoderwaną od wody wolnej w strefie saturacji i wody kapilarne zawieszone - tworzące
soczewki w strefie aeracji;
B. Wody wolne
wody wsiąkowe – ich występowanie związane jest z częstotliwością i wielkością opadów atmosferycznych
oraz przepuszczalności skał w tej strefie. Wody wsiąkowe zapełniają większe tzw. niekapilarne
przestwory skalne i przesuwa się w dół pod wpływem sił grawitacji. Ruch ten występuje po uprzednim
wypełnieniu wszystkich kapilarów glebowych
wody zawieszone – powstają wtedy, gdy w strefie tej występują soczewki skał nieprzepuszczalnych, na
których zatrzymuje się i gromadzi woda wsiąkowa. Woda wolna zawieszona porusza się we wszystkich
kierunkach: wyparowywuje, spływa na wszystkie strony soczewki i w pewnej części przesiąka do wód
gruntowych.
Wody strefy aeracji:
wody zaskórne (wierzchówki) – tworzące się na niewielkich głębokościach (do 2 m) w zagłębieniach
terenu, w dolinach rzecznych i na brzegach jezior wskutek obfitych opadów. Podlegają dobowym
wahaniom temperatury i silnemu parowaniu. Często zanikają w okresach posusznych. Nie tworzą ciągłego
zwierciadła tzn. występują lokalnie, najczęściej w miejscach o pogorszonych warunkach infiltracyjnych.
Wody strefy saturacji:
wody gruntowe – połoŜone poniŜej strefy aeracji. Zwierciadło podlega wahaniom sezonowym, naśladuje
formy rzeźby powierzchni (jest współkształtne z powierzchnią ziemi). Obficie zasilają rzeki i jeziora. W
głębszych warstwach wody gruntowe są dobrze przefiltrowane (wody freatyczne – studzienne).
wody wgłębne – połoŜone poniŜej spągu warstw nieprzepuszczalnych, zasilane wodami przesiąkającymi
przez szczeliny uskoków tektonicznych, okna hydrogeologiczne. Ze względu na izolację od warunków
zewnętrznych nie podlegają wahaniom temperatury lub zaznaczają się tylko zmiany sezonowe (dla płycej
występujących). Charakteryzują się napiętym zwierciadłem, dostosowanym do kształtu nadległych warstw
nieprzepuszczalnych. RóŜnica poziomów najniŜej i najwyŜej połoŜonych punktów zwierciadła umoŜliwia
powstawanie efektu artezyjskiego i subartezyjskiego.
wody głębinowe – wody uwięzione w warstwach skalnych w przeszłości geologicznej, całkowicie
odizolowane od czynników zewnętrznych. Zazwyczaj są silnie zmineralizowane, niekiedy ogrzane
ciepłem Ziemi.
Zestaw do laboratoryjnego wyznaczania krzywej pF - blok pyłowy Eijkelkamp na
fotografii lewej, komory ciśnieniowe Soil Moisture Ltd.na fotografii prawej
(fot. A. Boczoń)
Retencja wodna gleby (R) jest to ilość wody zatrzymanej przejściowo w warstwie gleby o określonej miąŜszości.
Wielkość retencji zaleŜy od właściwości gleby (skład mechaniczny, budowa profilu, właściwości chemiczne gleby,
głębokość wody gruntowej), agrotechniki, przebiegu pogody oraz od miąŜszości badanej gleby.
Pełna (maksymalna) pojemność wodna (Retencja całkowita – Rc ) odpowiada porowatości absolutnej czyli całkowitej
objętości wszystkich porów glebowych i wyraŜa ilość wody, jaka mieści się w profilu gleby całkowicie wypełnionym
wodą. Ten stan retencji jest niekorzystny dla rozwoju roślin z powodu braku powietrza w glebie.
Polowa pojemność wodna – PPW (Retencja polowa – Rp) to maksymalna ilość wody, jaka pozostaje po odcieknięciu
wody wolnej (grawitacyjnej) z gleby poprzednio uwilgotnionej do pojemności pełnej. Polowa pojemność wodna danej
gleby jest wielkością stałą i charakterystyczną. Gleby lŜejsze mają mniejszą PPW niŜ gleby cięŜkie.
Kapilarna pojemność wodna jest to ilość wody w glebie która wypełnia jedynie jej przestwory kapilarne.
Pojemność wodna w punkcie trwałego więdnięcia (Retencja w punkcie więdnięcia roślin – Rw ) jest to ilość wody
zawartej w glebie podczas nieodwracalnego zwiędnięcia roślin. Jest to dolna granica wyczerpania wody dostępnej dla
roślin. Pozostały zapas wody w glebie jest fizjologicznie nieuŜyteczny, poniewaŜ rośliny nie mogą tej wody pobrać.
Potencjalnie uŜyteczna retencja – PUR (zasob wody uŜytecznej dla roślin pF 2,2 – pF 4,2) jest jednym z podstawowych
wskaźników waloryzujących właściwości gleb, jej wielkość decyduje o moŜliwości wegetacji roślin w okresach
międzyopadowych
Nawodnienia wegetacyjne.
Deszczowanie w pierwszym okresie nawodnień sadzonek jednorocznych.
Tabela. Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania siewek w I okresie nawodnień (od kwietnia po siewach do 15 czerwca)
5
co 2 dzień
2
codziennie
glina piaszczysta
5
co 2 dzień
2
2 razy dziennie
piasek gliniasty mocny
2,5
codziennie
2
2 razy dziennie
piasek gliniasty lekki
2,5
codziennie
2
2 razy dziennie
piasek słabogliniasty
brzoza, modrzew,
olsza czarna,
jarzębina
10
co 4 dzień
4
co 2 dzień
glina piaszczysta
10
co 4 dzień
4
co 2 dzień
piasek gliniasty mocny
7
co 3 dzień
4
co 2 dzień
piasek gliniasty lekki
7
co 3 dzień
2
codziennie
piasek słabogliniasty
dąb, buk,
lipa szerokolistna
7
co 3 dzień
2
codziennie
glina piaszczysta
5
co 2 dzień
2
codziennie
piasek gliniasty mocny
5
co 2 dzień
2
codziennie
piasek gliniasty lekki
5
co 2 dzień
2
codziennie
piasek słabogliniasty
sosna, świerk,
jodła , daglezja,
lipa drobnolistna
dawka
brutto
mm
częstotliwość
dawka
brutto
mm
częstotliwość
Od masowych wschodów
do 15 czerwca
Od wysiewu do masowych
wschodów
(do początku maja)
Rodzaj gleby
Gatunek
Nawodnienia wegetacyjne
Deszczowanie w drugim okresie nawodnień sadzonek jednorocznych oraz
wieloletnich
d = 0,1 * w
d
* h [mm]
gdzie:
w
d
- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,
h- poŜądana głębokość zwilŜania gleby (cm).
Głębokość zwilŜania dla jednolatek w II okresie nawodnień:
w terminie 16VI-30VI ⇒
9
, 10, 11, 12 cm,
w terminie 1VII-10VII ⇒
13
, 14, 15, 16 cm,
w terminie 11VII-31VII ⇒
17
, 18, 19, 20 cm
Głębokość zwilŜania dla wielolatek
w I okresie nawodnień ⇒
17
, 18, 19, 20 cm
w II okresie nawodnień ⇒ 22,
23
, 24, 25 cm
Metoda bezpośrednia (krzywa pF)
Rys. ZaleŜność miedzy siłą ssącą gleby a jej uwilgotnieniem (w
o
- całkowita ilość wody dostępnej dla roślin,
w
d
- ilość wody łatwo dostępnej dla roślin)
Wykres krzywej pF (dla gleby piaszczystej - po lewej, dla gleby gliniastej - po prawej)
Metoda bezpośrednia (krzywa pF)
MIDL - Multi Interface Data Loger i
zestaw polowych sond pomiarowych
FP/mts – (Field Probe for moisture,
temperature an salinity of soil)
Metoda pośrednia (metoda Somorowskiego)
Tabela. Zawartość frakcji spławialnych, substancji organicznej i wody łatwo dostępnej w glebach mineralnych (wg Somorowskiego)
8,4
3
33
Glina piaszczysta
7,7
3
17
Piasek gliniasty mocny
6,7
2,5
13
Piasek gliniasty lekki
5,3
2
7
Piasek słabogliniasty
w % masy gleby
wody łatwo dostępnej w
d
w % objętości gleby
substancji organicznej
frakcji spławialnych
Przeciętna zawartość
Rodzaje gleby
d = 0,1 * w
d
* h [mm]
gdzie:
w
d
- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,
h- poŜądana głębokość zwilŜania gleby (cm).
Dawka jednorazowego polewu netto /d/
Dawka jednorazowego polewu brutto /D/
D
d
k
m m
e
=
(
)
gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),
k
e
- współczynnik efektywności technicznej deszczowania
Częstotliwość deszczowania
T
d
E
d n i
=
(
)
gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),
E - dobowe zuŜycie wody na ewapotranspirację (mm).
Deszczowanie w szkółkach musi uwzględniać wielkość opadów atmosferycznych. Jako opad miarodajny
przyjmuje się jednorazowy opad o wielkości 3 mm, z wyjątkiem jednak tych przypadków, kiedy dawka
polewowa brutto wynosi 2 lub 2,5 mm. Wtedy jako opad miarodajny przyjmuje się te wartości.
Przykład:
gatunki: sosna, dąb, modrzew
gatunek gleby - piasek gliniasty mocny
ś
redni opad roczny 560 mm, wsp. ewapotranspiracji E = 2,7 mm
głębokość zwilŜania 12, 16, 21 cm (jednolatki) oraz 21, 26 cm (wielolatki)
Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w I okresie (jednolatki)
od wysiewu do masowych wschodów - Ia
sosna D = 2 mm, codziennie
dąb D = 4 mm, co 2 dzień
modrzew D = 2 mm, 2 razy dziennie
od masowych wschodów do 15 czerwca - Ib
sosna D = 5 mm, co 2 dzień
dąb D = 10 mm, co 4 dzień
modrzew D = 5 mm, co 2 dzień
Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w II okresie (jednolatki)
głębokość zwilŜenia 12 cm
d = 7,7 * 0,10 * 12 = 9,24 mm, D = 9,24 : 0,85 = 11 mm, T = 9,24 : 2,7 = 3,42 ≈ 3,5 dni
głębokość zwilŜenia 16 cm
d = 7,7 * 0,10 * 16 = 12,32 mm, D = 12,32 : 0,85 = 15 mm, T =12,32:2,7 = 4,56 ≈ 4,5 dni
c) głębokość zwilŜenia 21 cm
d = 7.7 * 0,10 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni
oraz wielolatki
a) głębokość zwilŜenia 21 cm
d = 7.7 * 0,10 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni
b) głębokość zwilŜenia 26 cm
d = 7.7 * 0,10 * 26 = 20,02 mm, D = 20,02 : 0,85 = 24 mm, T = 20,02 :2,7 = 7,41 ≈ 7,5 dni