Руденко Ф.А.
Підземні води, їх походження та значення в народному господарстві

Верховодка. Болотні води. Води рослинного шару

У верхній частині земної кори можна виділити дві різні за умовами залягання зони підземних вод (рис. 3). В межах зони аерації значна частина пор постійно зайнята повітрям. Через цю ділянку інфільтруються поверхневі води. У зоні аерації виділяються підзони вод: рослинного шару, капілярного підняття і проміжна.

Розподіл води у поверхневій частині земної кори
Рис. 3. Розподіл води у поверхневій частині земної кори

1 — зона аерації;
2 — зона насичення;
3 — водотривкі породи;
4 — підзона капілярного підняття;
5 — підзона рослинного шару;
6 — проміжна зона

Води рослинного шару залягають у верхніх горизонтах землі, тісно зв'язані з атмосферою, а також верховодкою і ґрунтовими водами, що залягають нижче. Ці води вміщують велику кількість органічних речовин, мікроорганізмів і є джерелом живлення кореневої системи рослин.

Підзона капілярних вод розташована над горизонтом ґрунтових вод. В ній капілярні пори заповнені водою, а більші — вільні від капілярної води. Переміщення капілярних вод Залежить від характеру вільної поверхні ґрунтових вод. Проміжна підзона розташована між водами капілярного підняття і рослинного шару. Тут значна частина пор заповнена повітрям. У зоні насичення всі пори заповнені водою, тобто це горизонт ґрунтових вод.

Верховодка

Верховодка — перший від земної поверхні тимчасово існуючий горизонт ненапірних вод, який має вільну поверхню. Іноді верховодку об'єднують з. постійним горизонтом ґрунтових вод, що залягає нижче. Проте вона є специфічним гідрогеологічним утворенням, і її аж ніяк не можна ототожнювати з ґрунтовими водами.

Залягаючи неглибоко від поверхні землі, верховодка в багатьох випадках через капілярну зону сполучається з поверхнею. Дуже часто коренева система рослин досягає верховодки. Це зумовлює більшу непостійність режиму верховодки, ніж ґрунтових вод і приводить іноді до повної витрати її на випаровування.

Верховодка утворюється там, де характер поверхні відкладів не перешкоджає інфільтрації води в гірські породи. При цьому основною умовою є наявність водонепроникного шару між денною поверхнею і постійним горизонтом ґрунтових вод. Як правило, такі водонепроникні прошарки непостійні в горизонтальних напрямках і залягають у вигляді лінз і переривчастих прошарків серед водопроникних порід (рис. 4).

Верховодка на глинистій лінзі
Рис. 4. Верховодка на глинистій лінзі

1 — водопроникний пісок;
2 — водотривкий глинистий суглинок;
3 — водоносний горизонт;
В — верховодка,
Г — горизонт ґрунтових вод

Досить своєрідні умови утворення верховодки на півдні Української РСР (рис. 5). В умовах засушливих степів південних областей України — в Херсонській, Миколаївській областях та в Степовому Криму постійний горизонт ґрунтових вод залягає на глибині кількох десятків метрів в нижніх частинах лесової товщі. В ряді випадків горизонт ґрунтових вод в лесових грунтах четвертинного віку цілком відсутній.

Утворення верховодки у лесоподібних суглинках
Рис. 5. Утворення верховодки у лесоподібних суглинках на півдні Української РСР

1 — лесоподібні суглинки;
2 — водотривкі глини;
З — відносно водотривкі горизонти похованих грунтів;
В — верховодка;
Г — горизонт ґрунтових вод

Породи, які підстелюють верховодку, здебільшого відносно водотривкі, тому деяка кількість води безперервно просочується крізь них і живить грунтові води. Залягаючи неглибоко від денної поверхні, вода верховодки дуже часто містить органічні забруднення.

Через слабку і непостійну водозбагаченість горизонту верховодки, забрудненість її, води верховодки не можуть бути надійним джерелом водопостачання ґрунтових сховищ.

Болотні води

Болотні води — своєрідна перехідна ланка між ґрунтовими та поверхневими водами. В одних випадках болота живлять горизонти ґрунтових вод, в інших — грунтові води вклинюються в болотні масиви і живлять їх.

За умовами водного живлення болота діляться на:

  • низинні (живляться атмосферними та ґрунтовими водами);
  • верхові болота (розташовані на вододілах і живляться переважно атмосферними опадами);
  • перехідні болота змішаного живлення.

Це загальна схема класифікації боліт, до якої не входять численні різновидності їх. Наприклад, досить поширені «висячі болота», розташовані на схилах долин. Живляться вони виключно за рахунок ґрунтових вод (рис. 6).

Типи боліт
Рис. 6. Різні типи боліт

А — верхове трав'яне болото атмосферного живлення (з вікнами води),
Б — верхове болото атмосферного живлення;
В — перехідне болото змішаного живлення;
Г — висяче болото грунтового живлення;
1 — вода;
2 — торф;
3 — пісок;
4 — глина;
5 — рівень води

З'ясування умов живлення болота допомагає вибрати раціональний спосіб осушення заболочених масивів, чому в нашій країні приділяється велика увага. Щорічно в результаті осушення боліт і проведення меліоративних заходів великі площі, які раніше не використовувались, стають родючими сільськогосподарськими угіддями. Так, на Україні, в Поліссі та в межах заболочених заплав численних річок, силами колгоспів і меліоративних станцій в досить широких масштабах виконуються осушувальні роботи. Одержані площі використовуються під огородні культури або під сінокоси.

Води рослинного шару

Під водами рослинного шару розуміється сукупність води, яка міститься в верхній частині грунту в найрізноманітніших станах. Ці води часто зазнають сезонних змін внаслідок зміни гідрометеорологічних умов. Взимку в середніх та високих широтах вони замерзають, а влітку нагріваються до 50° і більше. Води рослинного шару грунту у великій кількості містять органічні речовини, серед яких значне місце належить мікроорганізмам.

Рослинний шар — своєрідний фільтр, за допомогою якого знезаражується вода, що інфільтрується з поверхні до горизонту ґрунтових вод. Присутні в рослинному шарі бактерії — цитофаги знищують холерні, тифозні та інші хвороботворні бактерії.

Води рослинного шару значною мірою визначають родючість грунтів, тому вони є об'єктом вивчення ґрунтознавців, агрономів.