¹10, 2001 ã.
© Å.Â.Øåèí
Äâèæåíèå âîäû â ïî÷âå Å.Â.Øåèí
Åâãåíèé Âèêòîðîâè÷ Øåèí, äîêòîð áèîëîãè÷åñêèõ íàóê,
çàâåäóþùèé êàôåäðîé ôèçèêè è ìåëèîðàöèè ïî÷â
ôàêóëüòåòà ïî÷âîâåäåíèÿ ÌÃÓ èì.Ì.Â.Ëîìîíîñîâà.Êàæäûé èç íàñ íàáëþäàë, êàê âîäà âïèòûâàåòñÿ â ïî÷âó. Êàçàëîñü áû, âñå ïðîñòî: îñàäêè âûïàäàþò íà ïîâåðõíîñòü, è âîäà çàïîëíÿåò èìåþùèåñÿ â ïî÷âå ïóñòîòû. Íî â âåðõíåì ñëîå ïî÷âà ñïîñîáíà óäåðæàòü ñâîèìè êàïèëëÿðíûìè ñèëàìè ëèøü íåêîòîðóþ ÷àñòü âëàãè. Ýòî êîëè÷åñòâî âîäû íàçûâàþò íàèìåíüøåé âëàãîåìêîñòüþ. Âñå, ÷òî ñâûøå, ïîä äåéñòâèåì ãðàâèòàöèîííûõ ñèë ñòåêàåò â íèæåëåæàùèé ñëîé. Êîãäà è îí íàïîëíèòñÿ ñâûøå âëàãîåìêîñòè, èçáûòîê âîäû ïåðåòå÷åò â ñëåäóþùèé ñëîé. È òàê äî òåõ ïîð, ïîêà âîäà íå âïèòàåòñÿ â äîñòàòî÷íî ñóõîé ñëîé ïî÷âû, âëàæíîñòü êîòîðîãî îêàæåòñÿ íèæå åãî íàèìåíüøåé âëàãîåìêîñòè, èëè èçáûòîê âîäû ïîñòóïèò â ãðóíòîâûå âîäû, íàõîäÿùèåñÿ â íèæíåé ÷àñòè ïî÷âåííîãî ïðîôèëÿ. Ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî êàæäûé ïî÷âåííûé ñëîé ïîäîáåí íåêîòîðîé åìêîñòè, êîòîðàÿ çàïîëíÿåòñÿ âîäîé, à êîëè÷åñòâî âëàãè, ïðåâûøàþùåå ýòó åìêîñòü, ïåðåòåêàåò â íèæíþþ. È òàê âñå íèæå è íèæå, ïî÷òè êàê â Áàõ÷èñàðàéñêîì ôîíòàíå.
Íà îñíîâàíèè ïðåäñòàâëåíèÿ î ïîñëåäîâàòåëüíîì íàñûùåíèè ñëîåâ âëàãîé ñôîðìèðîâàëñÿ òàê íàçûâàåìûé áàëàíñîâûé ìåòîä ðàñ÷åòà äâèæåíèÿ âîäû â ïî÷âå. Îäíàêî ðàñ÷åòû, ñäåëàííûå ñ åãî ïîìîùüþ, íåèçìåííî çàíèæàëè ãëóáèíó, íà êîòîðóþ ïðîíèêàëè âîäà è ðàñòâîðåííûå â íåé âåùåñòâà, ïî ñðàâíåíèþ ñ òåì, ÷òî íàáëþäàëîñü â äåéñòâèòåëüíîñòè [1, 2]. Òàê, ðàñïðîñòðàíåííûé â Åâðîïå ïåñòèöèä àòðàçèí íå äîëæåí áûë ïîïàäàòü äàæå â ãëóáü êîðíåîáèòàåìîãî ñëîÿ (20-25 ñì), à íà ñàìîì äåëå â 1989 ã. â Áàâàðèè 250 êîëîäöåâ áûëî çàãðÿçíåíî ýòèì ñèëüíî òîêñè÷íûì âåùåñòâîì [3]. Òî æå ñàìîå íåðåäêî ïðîèñõîäèëî ñ íåôòüþ è íåôòåïðîäóêòàìè.
Ïîñêîëüêó ïðàêòè÷åñêèå çàïðîñû òðåáîâàëè òî÷íîãî çíàíèÿ äâèæåíèÿ âîäû â ïî÷âå, íåîáõîäèìî áûëî ñôîðìóëèðîâàòü ôèçè÷åñêóþ îñíîâó ïðîöåññà, îïèñàòü åãî ìàòåìàòè÷åñêè è ïîñòðîèòü ïðîãíîçíóþ ìîäåëü, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé ìîæíî áûëî áû ïðîâîäèòü ðàñ÷åòû, íåîáõîäèìûå äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðèðîäíûõ ñèòóàöèé òàêîãî ðîäà.
Îñîáåííîñòè ìèãðàöèè âîäû
Ïðè îïèñàíèè ïðîöåññîâ äâèæåíèÿ âîäû è ðàñòâîðåííûõ âåùåñòâ â ïî÷âå îáû÷íî ïîëàãàþò, ÷òî ïî÷âà - ýòî êàïèëëÿðíî-ïîðèñòîå òåëî, ïîäîáíîå êåðàìè÷åñêîìó èçäåëèþ. Âîäà â ïî÷âå äîëæíà ïåðåìåùàòüñÿ ðàâíîìåðíî è ïîñòåïåííî, ò.å. ïðè äîñòèæåíèè íàñûùåíèÿ áóäåò äâèãàòüñÿ îò ñëîÿ ê ñëîþ ïî âñåì êàïèëëÿðàì. Òàê ëè ýòî íà ñàìîì äåëå?
Ïðîäåëàåì òàêîé ýêñïåðèìåíò. Íà ïîâåðõíîñòü ïðåäâàðèòåëüíî íàñûùåííîé âëàãîé ïî÷âû óñòàíîâèì ìåòàëëè÷åñêóþ êâàäðàòíóþ ðàìó ñî ñòîðîíîé â 50 ñì, îòêðûòóþ ñâåðõó è ñíèçó. Ñòåíêè êâàäðàòà áóäóò ïðåäîõðàíÿòü âåùåñòâî îò ðàñòåêàíèÿ ïî ïîâåðõíîñòè ïî÷âû. Çàëüåì â ðàìó ñëàáûé ðàñòâîð âîäîðàñòâîðèìîãî êðàõìàëà, êîòîðûé äâèæåòñÿ â ïî÷âå òàê æå, êàê è ÷èñòàÿ âîäà. Ïîñëå òîãî êàê ðàñòâîð âïèòàåòñÿ, ïîñëåäîâàòåëüíî âûêîïàåì ãîðèçîíòàëüíûå ïî÷âåííûå ñðåçû-“ïëîùàäêè” ïîä ðàìîé ÷åðåç êàæäûå 5 ñì è áóäåì îáðûçãèâàòü ýòè ïëîùàäêè ðàñòâîðîì éîäà. Òàì, ãäå ôèëüòðîâàëñÿ êðàõìàë, ïîÿâèòñÿ ñèíåå ïÿòíî, êîòîðîå ìîæíî çàðèñîâàòü èëè ñôîòîãðàôèðîâàòü. Óãëóáëÿÿñü òàêèì îáðàçîì, ìû îáíàðóæèì îñíîâíûå ïóòè ôèëüòðàöèè ðàñòâîðà â ïî÷âå. Ýòîò ìåòîä èññëåäîâàíèé áûë ïðåäëîæåí â 1970-õ ãîäàõ èçâåñòíûì ïî÷âîâåäîì Å.À.Äìèòðèåâûì [3].
Ïÿòíà îêðàøèâàíèÿ ïî êðàõìàëüíîé ìåòêå íà ðàçëè÷íûõ ãëóáèíàõ,
ïîêàçûâàþùèå âåñüìà íåîäíîðîäíîå ðàñïðåäåëåíèå âëàãè â îáúåìå ïî÷âû.
Ñåðàÿ ëåñíàÿ ïî÷âà Âëàäèìèðñêîãî Îïîëüÿ.
Ðåçóëüòàòû ïîëåâîãî ýêñïåðèìåíòà ñ ëèçèìåòðàìè. Ñòîëáèêè - îáúåìû ïðîôèëüòðîâàâøåãîñÿ ðàñòâîðà (V, ìë) è êîíöåíòðàöèè â íåì èîíîâ êàëèÿ è õëîðà äëÿ ãëóáèí 30 è 60 ñì. Êîíöåíòðàöèÿ ïðåäñòàâëåíà â âèäå îòíîñèòåëüíîé âåëè÷èíû - îòíîøåíèÿ ñîäåðæàíèÿ èîíà â ïîðîâîì ðàñòâîðå (Ñ) ê åãî ñîäåðæàíèþ â èñõîäíîì ðàñòâîðå (C0), ïîäàâàåìîì íà ïîâåðõíîñòü.Ñ ïîìîùüþ òàêîãî ýêñïåðèìåíòà áûëà ïîëó÷åíà êàðòèíà ìèãðàöèè ðàñòâîðà êðàõìàëà â ñåðîé ëåñíîé ïî÷âå âî Âëàäèìèðñêîì Îïîëüå, íåäàëåêî îò ã.Ñóçäàëÿ.  ýòîé îáû÷íîé ïàõîòíîé ïî÷âå íåò ÿðêî âûðàæåííûõ è ðàçëè÷àþùèõñÿ ïî ñâîéñòâàì ñëîåâ (ïî÷âåííî-ãåíåòè÷åñêèõ ãîðèçîíòîâ), îáðàçîâàâøèõñÿ â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ, êðîìå ñîáñòâåííî ïàõîòíîãî, ãëóáèíîé äî 25 ñì. Ðàñòâîð çàìåòíî ðàñòåêàëñÿ çà ãðàíèöû ðàìû óæå íà ãëóáèíå 15 ñì, óäàëÿÿñü íà 50 ñì è áîëåå îò åå ãðàíèö íà ïîâåðõíîñòè. Íåðåäêî óæå íà ãëóáèíå 30 ñì âñå êðàõìàëüíûå ïÿòíà îêàçûâàëèñü âíå ïëîùàäè ðàìû.Èòàê, ðåçóëüòàòû îïûòîâ ïîêàçûâàþò, ÷òî âëàãà â ïî÷âå, äàæå â ïðîöåññå âïèòûâàíèÿ, äâèæåòñÿ âåñüìà íåðàâíîìåðíî. Ïî÷âåííûå ïîðû îêàçûâàþòñÿ äàëåêî íå ïðîñòûìè öèëèíäðè÷åñêèìè êàïèëëÿðàìè, à îáðàçîâàíèÿìè ñëîæíîé ôîðìû. ×åðåç îäíè âîäà ôèëüòðóåòñÿ áûñòðî, â äðóãèå ïðîíèêàåò ïîñòåïåííî, ðàññàñûâàÿñü èç êðóïíûõ êàïèëëÿðîâ, à â íåêîòîðûå, òóïèêîâûå, âîîáùå íå ïîïàäàåò. Çíà÷èò, ÷òîáû îïèñàòü òàêóþ ñëîæíóþ ìèãðàöèþ âëàãè, íåîáõîäèìî ââåñòè ïîíÿòèÿ î êðóïíûõ ìàêðîïîðàõ è òðåùèíàõ, ïî êîòîðûì áûñòðî è íåðàâíîìåðíî äâèæåòñÿ âëàãà è ðàñòâîðåííûå â íåé âåùåñòâà, è òîíêèõ ïîðàõ, â êîòîðûõ âîäà äâèæåòñÿ ìåäëåííî, äîëãî ñîõðàíÿÿñü.
Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî ïîíÿòü, ÷òî æå ïðîèñõîäèò ïðè äâèæåíèè â ïî÷âå ðàñòâîðåííûõ âåùåñòâ, êîòîðûå ìîãóò ñîðáèðîâàòüñÿ èëè íå ñîðáèðîâàòüñÿ åå òâåðäîé ôàçîé? Äîñòàòî÷íî ëè àäåêâàòíû íàøè òðàäèöèîííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ñîðáöèè è äåñîðáöèè èîíîâ åñòåñòâåííûì ïðîöåññàì ñîõðàíåíèÿ è ïåðåäâèæåíèÿ ðàñòâîðåííûõ âåùåñòâ â ïî÷âå?
Ëèçèìåòðè÷åñêèé ýêñïåðèìåíò
Ïðîäåëàåì ýêñïåðèìåíò, â öåëîì ïîõîæèé íà ïðåäûäóùèé. Íà ïîâåðõíîñòü ïî÷âû ïîìåñòèì ðàìó, òîëüêî çàëüåì â íåå íå ðàñòâîð êðàõìàëà, à ñëàáûé ðàñòâîð õëîðèñòîãî êàëèÿ è ïîïûòàåìñÿ “ïîéìàòü” èîíû êàëèÿ è õëîðà íà ãëóáèíàõ 30 è 60 ñì ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ ïîääîíîâ, â äíå êîòîðûõ èìåþòñÿ îòäåëüíûå ÿ÷åéêè äëÿ ñáîðà âîäû, - òàê íàçûâàåìûõ ëèçèìåòðîâ. Ïîñëå ýòîãî ïîääîíû âûòàùèì èç ïî÷âû è îïðåäåëèì êîëè÷åñòâî â íèõ ðàñòâîðà è êîíöåíòðàöèè Ê+ è Ñl– â êàæäîé èç ÿ÷ååê. Ýòîò îïûò ìû ïðîâîäèëè â Ïîäìîñêîâüå íà äåðíîâî-ïîäçîëèñòûõ ïî÷âàõ.
×òî æå íàáëþäàëîñü â ÿ÷åéêàõ ëèçèìåòðà? Ïðåæäå âñåãî íåêîòîðûå îêàçàëèñü ïóñòû, â íèõ ðàñòâîð âîîáùå íå ïîñòóïèë, à åãî êîëè÷åñòâî â äðóãèõ î÷åíü ñèëüíî âàðüèðîâàëî. Ýòî íå áûëî íåîæèäàííîñòüþ, òàê êàê èç ïðåäûäóùåãî îïûòà ìû âûÿñíèëè, ÷òî ïî÷âåííàÿ âëàãà ïðîíèêàåò ïî ïðîâîäÿùèì êàíàëàì. Èîí õëîðà îáíàðóæèâàëñÿ â ðàñòâîðàõ â òîé æå êîíöåíòðàöèè, ÷òî â ðàñòâîðå, ââîäèìîì â ïî÷âó, ÷òî òîæå âïîëíå ïîíÿòíî: ïî÷âåííûå ìèíåðàëüíûå ÷àñòèöû íåñóò, êàê ïðàâèëî, îòðèöàòåëüíûé çàðÿä íà ïîâåðõíîñòè, è àíèîíû íå ñîðáèðóþòñÿ (èëè ñîðáèðóþòñÿ ñëàáî) èõ ïîâåðõíîñòüþ. Îäíàêî è êîíöåíòðàöèÿ êàòèîíà Ê+ â ðàñòâîðàõ íà ãëóáèíàõ 30 è 60 ñì îêàçàëàñü ðàâíà åãî ñîäåðæàíèþ â ðàñòâîðå íà ïîâåðõíîñòè ïî÷âû, ò.å. íèêàêîé ñîðáöèè ýòîãî èîíà íå ïðîèñõîäèëî, õîòÿ îíà äîëæíà áûòü âåñüìà èíòåíñèâíîé.
Çäåñü ìû ñòîëêíóëèñü ñî ñïåöèôè÷åñêèì ïî÷âåííûì ÿâëåíèåì: áûñòðûì ïåðåäâèæåíèåì èîíîâ ïî êðóïíûì ïî÷âåííûì êàíàëàì - ìàêðîïîðàì è òðåùèíàì.  ýòîì ïðîöåññå ïî÷âåííûå ÷àñòèöû íå çàõâàòûâàëè èîíû êàëèÿ, è èõ êîíöåíòðàöèÿ îñòàâàëàñü íåèçìåííîé. Ïðè òàêîãî ðîäà ïåðåíîñå ïî÷âà íå ïðîÿâëÿåò ñâîèõ ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ, çàêîíîìåðíî ïðèïèñûâàåìûõ åé êàê äèñïåðñíîìó òåëó, è ïîýòîìó òðàäèöèîííûå ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ïîäõîäû äàþò îøèáêè, íåðåäêî çíà÷èòåëüíûå.
Îíè ìîãóò èìåòü êðàéíå íåïðèÿòíûå ïîñëåäñòâèÿ, åñëè, íàïðèìåð, äåëî êàñàåòñÿ ïðîãíîçà ðàñïðîñòðàíåíèÿ òîêñè÷íûõ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ. Èìåííî èç-çà áûñòðîãî ïåðåíîñà ðàäèîíóêëèäû, ïåñòèöèäû è äðóãèå ñîåäèíåíèÿ ïîïàäàþò íà çíà÷èòåëüíî áî˜ëüøèå ãëóáèíû, ÷åì ïî ðàñ÷åòàì áàëàíñîâûì ñïîñîáîì.
Òàê âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü íàó÷èòüñÿ îöåíèâàòü âåëè÷èíó ïðîâîäÿùåãî ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïî÷âû (ìàêðîïîð è òðåùèí), ïî êîòîðîìó âîäà äâèæåòñÿ áûñòðî, à âåùåñòâà ïðàêòè÷åñêè íå ñîðáèðóþòñÿ ïîâåðõíîñòüþ ïî÷âåííûõ ÷àñòèö.
Ïîäõîäû ê îöåíêå ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïî÷â
Ìàêðîïîðû - ñòàáèëüíûå îáðàçîâàíèÿ, ÷åðåç êîòîðûå âëàãà äâèæåòñÿ, êàê ïî êðóïíûì êàïèëëÿðàì, òðåùèíû æå - îáðàçîâàíèÿ äèíàìè÷åñêèå - ïîÿâëÿþòñÿ â òîò ìîìåíò, êîãäà ïî÷âà èññóøàåòñÿ, à ïðîñòðàíñòâî ìåæäó âñåãäà ñóùåñòâóþùèìè â ïî÷âå àãðåãàòàìè (êîìî÷êàìè) óâåëè÷èâàåòñÿ çà ñ÷åò óñàäêè.
Ïî÷âåííûé ðàçðåç ñ îòäåëüíîé òðåùèíîé.
Ìàñøòàá ïî÷âåííîãî áóðà - 10 ñì.
Çäåñü è äàëåå ôîòî À.Ê. Ãóáåðà
Êðóïíàÿ òðåùèíà, ïî ïîâåðõíîñòè êîòîðîé
âèäíû òåìíûå ïîòåêè îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà.
Êðóïíàÿ ïî÷âåííàÿ ïîðà, çàïîëíåííàÿ êàðáîíàòîì êàëüöèÿ. Ïî÷âåííûå òðåùèíû íå èçìåðèøü ìèêðîìåòðîì èëè øòàíãåíöèðêóëåì, îíè íåçàìåòíû, èçâèëèñòû, òî ïîÿâëÿþòñÿ, òî èñ÷åçàþò. Íå ñäåëàåøü è ñëåïîê òðåùèí: îíè òàê òîíêè, ÷òî çàëèòü â íèõ ãèïñîâûé ðàñòâîð íå óäàåòñÿ. Íî ïîñêîëüêó òðåùèíû âîçíèêàþò ìåæäó ïî÷âåííûìè êîìî÷êàìè - àãðåãàòàìè, ìîæíî ïîïûòàòüñÿ âû÷ëåíèòü ïîñëåäíèå, è ïî ðàçíèöå ìåæäó îáùèì îáúåìîì ïî÷âû è îáúåìîì ýòèõ îòäåëüíûõ ñòàáèëüíûõ ïî÷âåííûõ îáðàçîâàíèé îïðåäåëèòü îáúåì òðåùèí.
Çäåñü, âèäèìî, óìåñòíî ñêàçàòü íåñêîëüêî ñëîâ î ïî÷âåííûõ àãðåãàòàõ, óäèâèòåëüíîì ñîçäàíèè ïðèðîäû. Èìåííî áëàãîäàðÿ èì ïî÷âà îáëàäàåò ñïîñîáíîñòüþ ñîõðàíÿòü ïèòàòåëüíûå âåùåñòâà è âîäó äëÿ ðàñòåíèé, ñîçäàåò “æèëèùà” äëÿ ïî÷âåííîé áèîòû. Áîëåå òîãî, ñòðóêòóðíàÿ (ïî îïðåäåëåíèþ Í.À.Êà÷èíñêîãî), à çíà÷èò, àãðåãèðîâàííàÿ ïî÷âà - îñíîâíîé èñòî÷íèê áèîðàçíîîáðàçèÿ. Ñàìè ïî÷âåííûå àãðåãàòû óñòðîåíû äîñòàòî÷íî ñëîæíî è â ñâîþ î÷åðåäü ñîñòîÿò èç áîëåå ìåëêèõ ÷àñòèö è ìèêðîàãðåãàòîâ, ñêðåïëåííûõ ðàçíîîáðàçíûìè ïî÷âåííûìè “êëåÿìè”, ãëàâíóþ ðîëü ñðåäè êîòîðûõ èãðàåò ïî÷âåííûé ãóìóñ.
Ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî ïî÷âû è ñòðóêòóðà àãðåãàòà. Ïîðû, êàâåðíû è òðåùèíû, åäâà çàìåòíûå (íà ðèñóíêå ñëåâà) â êóáèêå âëàæíîé ïî÷âû, çà ñ÷åò óñàäêè ïðè âûñûõàíèè óâåëè÷èâàþòñÿ, à ïðè óâëàæíåíèè ñóõîé ïî÷âû (ñïðàâà) çà ñ÷åò íàáóõàíèÿ óìåíüøàþòñÿ. Àãðåãàòû, õîòÿ è ñòàáèëüíûå îáðàçîâàíèÿ, òàêæå ïîäâåðæåíû óñàäêå è íàáóõàíèþ.Îáúåì àãðåãàòà èçìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò âëàæíîñòè. ×òîáû óñòàíîâèòü ýòó çàâèñèìîñòü, ìû èçâëåêàëè ýòè êîìî÷êè èç ïî÷âåííîãî êóáèêà îáúåìîì 125 ñì3, ïîêðûâàëè èõ âëàãîïðîíèöàåìîé ïëåíêîé è èçìåðÿëè îáúåì àãðåãàòîâ, îïóñêàÿ èõ â âîäó è ïîëüçóÿñü çàêîíîì Àðõèìåäà. Çàòåì àãðåãàòû ïîäñóøèâàëè, âçâåøèâàëè è ñíîâà îïðåäåëÿëè îáúåì. Ïðîäåëàâ îïûò íåñêîëüêî ðàç, óäàâàëîñü íàéòè çàâèñèìîñòü îáúåìà àãðåãàòà îò âëàæíîñòè. Âû÷èòàÿ èç îáúåìà èñõîäíîãî êóáèêà ñóììàðíûé îáúåì àãðåãàòîâ, íàõîäèëè îáúåì ìåæàãðåãàòíûõ òðåùèí.Èòàê, â ïîðîâîì ïðîñòðàíñòâå ïî÷âû ñóùåñòâóåò àãðåãàòíîå ñîõðàíÿþùåå ïðîñòðàíñòâî (åãî ôóíêöèÿ - çàïàñ âåùåñòâ), à òàêæå ìåæàãðåãàòíîå - ïðîâîäÿùåå, - ïî êîòîðîìó ïåðåíîñÿòñÿ âåùåñòâà.  òî æå âðåìÿ èäåò îáìåí ìåæäó “ñîõðàíÿþùèìè” è “ïðîòî÷íûìè” çîíàìè ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà ïî÷âû.
Ïðîöåññ æå äâèæåíèÿ âëàãè è äðóãèõ âåùåñòâ âûãëÿäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Åñëè íà ïîâåðõíîñòü èññóøåííîé ïî÷âû, â íåçàïîëíåííîå âîäîé ìåæàãðåãàòíîå ïðîñòðàíñòâî (íàèáîëåå êðóïíûå òðåùèíû è ìàêðîïîðû) ïîñòóïèëà âîäà (ðàñòâîð), îíà ïðàêòè÷åñêè ìãíîâåííî çàïîëíÿåò òðåùèíû, ïðîíèêàÿ â ãëóáü ïî÷âû. Äàëåå âëàãà ïåðåðàñïðåäåëÿåòñÿ ìåæäó çàïîëíåííûìè òðåùèíàìè è âíóòðèàãðåãàòíûì ïðîñòðàíñòâîì. Àãðåãàòû íà÷èíàþò óâåëè÷èâàòüñÿ â îáúåìå çà ñ÷åò íàáóõàíèÿ, à òðåùèíû ïîñòåïåííî óìåíüøàþòñÿ. Òàê ïðîäîëæàåòñÿ äî óñòàíîâëåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ìåæäó àãðåãàòíîé è ìåæàãðåãàòíîé æèäêîñòüþ, ò.å. ðàñòâîð ðàñïðåäåëÿåòñÿ ìåæäó “ïðîâîäÿùåé” è “ñîõðàíÿþùåé” ÷àñòÿìè ïîðîâîãî ïðîñòðàíñòâà. Òàêèì îáðàçîì, ïî÷âà - íå çàñòûâøåå ïîðèñòîå òåëî, êàê, íàïðèìåð, êåðàìè÷åñêîå èçäåëèå. Åå ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî - äèíàìè÷íîå îáðàçîâàíèå, ïðîâîäèìîñòü êîòîðîãî çàâèñèò îò ñîäåðæàíèÿ âëàãè, à ïîðèñòîñòü ïîñòîÿííî èçìåíÿåòñÿ çà ñ÷åò íàáóõàíèÿ è óñàäêè ïî÷âåííûõ àãðåãàòîâ.
Íàäî ñêàçàòü, ÷òî íåíàáóõàþùèõ ïî÷â â ïðèðîäå ïðàêòè÷åñêè íå ñóùåñòâóåò. Äàæå ïåñ÷àíûå ïî÷âû ñ ïëîõî ðàçâèòîé àãðåãàòíîé ñòðóêòóðîé ïðîÿâëÿþò ñâîéñòâà íàáóõàíèÿ è óñàäêè. Ó áîëüøèíñòâà ñóãëèíèñòûõ è ãëèíèñòûõ ïî÷â ýòî ÿâëåíèå âûðàæåíî âåñüìà çàìåòíî, ïîýòîìó äëÿ íèõ õàðàêòåðíû áûñòðûå ïîòîêè ïî ìåæàãðåãàòíîìó ïðîñòðàíñòâó ñ ïîñëåäóþùèì ïåðåðàñïðåäåëåíèåì âëàãè è âåùåñòâ ïî àãðåãàòíîìó ïðîñòðàíñòâó. Ýòî è áûëî äîêàçàíî ïðè èçó÷åíèè òÿæåëîñóãëèíèñòûõ ïî÷â Âëàäèìèðñêîé îáëàñòè è îïåñ÷àíåííûõ ïî÷â Ïîäìîñêîâüÿ â ïðèâåäåííûõ âûøå ïðèìåðàõ.
Èòàê, äâèæåíèå âëàãè - äàëåêî íå ïðîñòîé ïðîöåññ ïîñòåïåííîãî çàïîëíåíèÿ ïî÷âåííûõ ñëîåâ è ïåðåòåêàíèÿ âëàãè èç ñëîÿ â ñëîé.  ïî÷âå ïðàêòè÷åñêè âñåãäà ïðåäñòàâëåíû áûñòðûå, “ñêâîçíûå” ïîòîêè ïî ìàêðîïîðàì è òðåùèíàì. Èìåííî ïî ýòèì ïóòÿì ïåðåíîñÿòñÿ, ïðàêòè÷åñêè íå ñîðáèðóÿñü, ðàçëè÷íûå (â òîì ÷èñëå è çàãðÿçíÿþùèå) âåùåñòâà, ïîïàäàÿ â ãðóíòîâûå âîäû. Ïîíèìàíèå ýòîãî ïðîöåññà âîçìîæíî, åñëè ðàññìàòðèâàòü ïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî êàê ñèñòåìó àãðåãàòíîãî è ìåæàãðåãàòíîãî ïðîñòðàíñòâ, ñèñòåìó “òðàíñïîðòíûõ” è “ñîõðàíÿþùèõ” ïîð. * * *
Âìåñòå ñ òåì ïðè èñïîëüçîâàíèè è ýòîãî ïîäõîäà âîçíèêàåò íåìàëî âîïðîñîâ. Íàïðèìåð, êàê ðàçâèâàþòñÿ è ðàñòóò òðåùèíû? Âñåãäà ëè îíè âîçíèêàþò â îäíîì è òîì æå ìåñòå? Çà ñ÷åò ÷åãî îáðàçóþòñÿ óñòîé÷èâûå àãðåãàòû? Ïî÷åìó îíè ñâîéñòâåííû òîëüêî ïî÷âå? È ìíîãèå, ìíîãèå äðóãèå, íà êîòîðûå åùå ïðåäñòîèò îòâåòèòü.
Ðàáîòà ïîääåðæàíà Ðîññèéñêèì ôîíäîì ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé. Ïðîåêò 98-04-48365.
Ëèòåðàòóðà
1. Äìèòðèåâ Å.À. // Áèîë. íàóêè. 1971. ¹5. Ñ.125-127.
2. Îêðóæàþùàÿ ñðåäà: Ýíöèêëîïåäè÷åñêèé ñëîâàðü-ñïðàâî÷íèê. Ì., 1993.
