Живлення та водний баланс боліт. Рух води в болотах

Болота живляться атмосферними опадами у вигляді дощу або поверхневими та ґрунтовими водами, а також водами річок і озер. Залежно від кліматичних факторів, рельєфу території, типу болота, форми його поверхні переважає той або інший вид живлення.

Атмосферні опади випадають безпосередньо на поверхню болота, тому верхові болота живляться в основному за їхній рахунок. Поверхневі води, які стікають з підвищених ділянок, живлять низинні та перехідні болота. Ґрунтові води відіграють велику роль у живленні торф’яних відкладів і є основним джерелом живлення боліт усіх типів. Річкові та озерні води надходять на болота в період стояння високих вод. Цими водами живляться заплавні та притерасні болотні масиви.

Атмосферні, поверхневі й ґрунтові води є складовими прибуткової частини водного балансу боліт. У видатковій частині його значна доля припадає на сумарне випаровування, менша – на стік з боліт.

Охарактеризувати співвідношення елементів водного балансу верхових боліт можна такими показниками. Живлення боліт в основному складається з атмосферних опадів (100%). У теплу пору року (травень – жовтень) у видатковій частині водного балансу на стік припадає біля 20%, а на випаровування – біля 80%. Більша частина вологи випаровується в травні – липні, коли опадів мало, тому зменшується запас вологи в болоті і стік з боліт у цей час становить біля 5% величини випаровування. Стік з боліт переважає (близько 75% річної суми) в зимово-весняний період. Запаси вологи в болотах поповнюються восени до замерзання боліт.

Сумарне випаровування та режим його з різних типів боліт залежить від транспіруючої здатності мохової, трав'яної і деревної рослинності, висоти стояння рівня води відносно поверхні болота та кліматичних особливостей місцевості.

Рівняння водного балансу болота має такий вигляд:

x + y_n + W₁ = Z + y_n^’ + W₂ ± Δu

де: х – атмосферні опади; y_n – притік поверхневих вод, W₁ – притік підземних вод; Z – випаровування; y_n^’ – відтік поверхневих вод; W₂ –підземний відтік; ±Δu – накопичення вологи або її витрачання за інтервал часу Δt.

Для різних типів боліт кількість членів рівняння водного балансу може змінюватись. Наприклад, для верхових боліт члени рівняння y_n, y_n^’, W_1, W₂ дорівнюють нулю, оскільки болото живиться атмосферними опадами.

Співвідношення складових водного балансу боліт змінюється в часі. Зміна умов живлення боліт призводить до коливання рівня ґрунтових вод, який заходиться біля поверхні болота і реагує на зміну складових водного балансу, що визначає водний режим боліт.

Рух води в болотах відбувається залежно від стану, в якому вона знаходиться. Переважна частина води перебуває у зв'язаному стані у вигляді внутрішньоклітинної, адсорбованої, хімічно зв’язаної та капілярної вологи. Вільна вода знаходиться у великих капілярах, порах торфу, а також у руслах болотних струмків, озерцях, трясовинах.

Рух вільної води здійснюється або шляхом фільтрації в рослинному очосі і торфовій масі, або шляхом вільних потоків по поверхні болота. За водопровідністю болотний масив являє собою дуже неоднорідну масу. Верхній його шар, складений живим рослинним покривом і моховим очосом, має набагато вищу водопровідність, ніж основна торфова маса, особливо її нижні шари.

За своїми фізичними властивостями (водопроникність, фільтрація тощо), гідрологічними, гідрохімічними та біохімічними процесами верхній шар болотних масивів істотно відрізняється від усього торф'яного відкладу. Це дає можливість виділити в болотному масиві два основних горизонти (шари): верхній – активний та нижній – інертний.

Активний горизонт болота характеризується інтенсивним вологообміном з атмосферою та оточуючими болото територіями; періодичними коливаннями в його межах рівнів ґрунтових (болотних) вод і змінним вмістом вологи; високою водопроникністю та водовіддачею і швидкою зміною (зменшенням) їх з глибиною; періодичним доступом повітря в пори, які звільнились від води при зниженні рівня ґрунтових вод; великою кількістю аеробних бактерій та мікроорганізмів, котрі сприяють процесам торфоутворення; наявністю рослинного покриву, що складає верхній шар активного горизонту.

На відміну від активного горизонту, інертний горизонт характеризується постійною кількістю води протягом року; повільним вологообміном з підстелаючою поверхнею, яка складена торф'яними відкладами; низькою водопроникністю торфу; відсутністю доступу повітря в пори торфу; відсутністю аеробних бактерій і загальним зменшенням кількості мікроорганізмів.

Межею між діяльним та інертним горизонтами є середнє положення мінімального рівня ґрунтових вод у болоті.

Швидкість руху води у торфовій масі залежить від її водо провідності, показником чого є коефіцієнт фільтрації, який, у свою чергу, залежить від ступеня розкладання торфу. Швидкість фільтрації у верхніх шарах болота може досягати кількох десятків і навіть сотень метрів за добу, тимчасом як в інертному шарі вона становить максимум 6 м за рік. Отже, швидкість стікання води з болотних масивів шляхом фільтрації визначається в основному водопропускною здатністю верхнього шару.

Внаслідок значних величин коефіцієнта фільтрації в діяльному горизонті, дощові води, які випадають на болото, не затримуються на його поверхні, а швидко просочуються до рівня ґрунтових вод. Тому вода по поверхні болота, як правило, не стікає. Мала водопроникність торфу, котра зумовлює повільний рух в ньому води, призводить до того, що деякі типи боліт поглинають воду і витрачають її значною мірою на випаровування, віддаючи на живлення річок незначну частину.

Висота рівня ґрунтових вод та його коливання залежать від типу болотних мікроландшафтів і рельєфу поверхні болота. Найнижчий рівень ґрунтових вод у лісових болотних мікроландшафтах. Середній рівень ґрунтових вод у знижених елементах рельєфу на 30-40 см нижче поверхні болота. Зі зменшенням висоти та густоти дерев середній рівень ґрунтових вод підвищується, а амплітуда коливань зменшується. На мохових болотах (без деревної рослинності) рівень ґрунтових вод найвищий, а амплітуда коливань протягом року найменша.

Дата добавления: 2014-01-04