Виды воды в порах

Виды воды в порах

Всю влагу в порах породы можно разделить на ряд катего­рий — видов, для которых в данный момент характерно передвиже­ние под преобладающим влиянием той или иной силы или сочета­ния сил. Категории эти несколько условны, так как разграничить их вполне четко невозможно (Рис. 2).

Приведем крат­кую характеристику различных форм подземной воды.

1. Химически связанная, или конституционная, вода — входит в молекулу вещества гидроксильной группой, например Fе₂О₃+ЗН₂О → 2Fе(ОН)₃. Удаление химически свя­занной воды при прокаливании сопровождается распадом мине­рала.

2. Кристаллизационная вода — является составной ча­стью многих минералов, например гипса (CaSO₄*2H₂O), и уда­ляется из породы нагреванием до 100-200°С или химическим путем.

3. Парообразная вода — находится в порах и пустотах пород и перемещается, как уже указывалось, главным образом под влия­нием разности упругостей пара из областей с большей упругостью в области с меньшей.

4. Гигроскопическая вода — это вода, адсорбированная ча­стицами породы из воздуха. При относительной влажности воз­духа в порах, близкой к насыщению, влажность породы достигает некоторого состояния, называемого максимальной гигроскопично­стью. Гигроскопическая и максимально гигроскопическая вода прочно связана с частицами минерального грунта. Диполи ее строго ориентированы к поверхности минеральных частиц. Коли­чество слоев молекул адсорбированной воды при максимальной гигроскопичности, по данным различных исследователей, варьи­рует в широких пределах.

Максимальная гигроскопичность увеличивается с увеличением суммарной поверхности частиц породы в единице объема, вот по­чему она в мелкозернистых грунтах больше, чем в крупнозерни­стых.

Гигроскопическая вода перемещается из одних слоев в другие путем перехода в парообразное состояние. Она может быть от­делена от породы только нагреванием. Это свойство резко отличает гигроскопическую воду от других видов воды в породах.

Рекомендация для Вас - Художественная культура.

5. Пленочная вода — обволакивает частицы породы сверх мак­симальной гигроскопичности. Эта вода адсорбируется из жидкой фазы. Она менее прочно связана с минеральными частицами и относится к категории рыхлосвязанной. Растениями усваивается с трудом. Передвигается от частицы к частице под влиянием сорбционных сил.

6. Капиллярная вода — заполняет сравнительно мелкие поры породы. Она удерживается и передвигается в почво-грунтах под влиянием капиллярных (менисковых) сил из зоны большего увлаж­нения в зону меньшего увлажнения. Сила тяжести воды при этом (гидростатическое давление) играет под­чиненную роль, частично противодейст­вуя капиллярному подъему воды вверх и способствуя капиллярному передвижению вниз и по уклону. Различают капилляр­ную воду подпертую и подвешенную. В первом случае капилляры в нижней ча­сти соприкасаются с подземной водой. Во втором случае капиллярная вода нахо­дится в подвешенном состоянии и отде­лена от оформленного водоносного гори­зонта. Удерживается вода в капилляре равнодействующей силой менисков. Явле­ние удержания воды в подвешенном со­стоянии может быть длительным, при этом сколько-нибудь заметного передви­жения влаги вниз не наблюдается. Слои почво-грунтов, лежащие ниже, имеют меньшую влажность, чем те, в которых находится подвешенная вода. Явление это часто наблюдается в условиях нашего юга.

Этот слой назван мертвым горизонтом, или горизонтом иссушения. Мощность этого мертвого горизонта может достигать нескольких метров. Внизу он постепенно переходит в капиллярную кайму подземных вод.

Рис. 2. Схема различных состояний воды в почве

1 - частицы почвы с непол­ной гигроскопичностью; 2 - частицы почвы с макси­мальной гигроскопичностью; 3, 4 - частицы почвы с пле­ночной водой; 5 - частицы почвы с гравитационной во­дой.