63717 meteo2

W wypadku gruntu porowatość charakteryzuje się nie tylko wartością współczynnika porowatości, ale i wielkością porów według skali Richarda:

•    makropory - o średnicy > 8,5 pm (według niektórych autorów > 30 pm),

« mezopory - o średnicy 8,5-0,2 pm (30-0,2 pm),

•    mikropory - o średnicy < 0,2 pm.

W makroporach woda i powietrze poruszają się swobodnie, w mezo- i mikroporach ruch powietrza jest już utrudniony, woda zaś przemieszcza się powoli pod wpływem sił kapilarnych (Mocek i in., 1997).

Porowatość skał osadowych i gleb wytworzonych na tych skałach, zawierających różną ilość substancji organicznych, przedstawiono w tabeli 3.2, natomiast porowatość niektórych gruntów i ich wilgotność w pełnym nasyceniu wodą w tabeli 3.3.

Tab. 3.2. Współczynniki porowatości niektórych skai osadowych (Kowalski, 1987) i gleb w zależności od zawartości substancji organicznej (Mocek i in., 1997)

Skala osadowa	Przeciętna porowatość gruntu (%)	Zawartość substancji organicznej w glebie (%)	Przeciętna porowatość gleby (%)
Żwiry	25	< 5	28-60
Pospólki	20	5-10	50-75
Piaski równoziamiste	30	10-20	55-80
Piaski różnoziarniste	23	20-50	70-90
Lessy	50	50-80	75-92
Gliny	30	> 80	78-94
Ity plastyczne	40
Ily zwarte	25
Piaskowce	0,9-30
Margle ilaste	30

Tab. 3.3. Porowatość niektórych gruntów i ich wilgotność w pełnym nasyceniu wodą (Myślińska, 2001)

Grunt	Porowatość (%)	Wilgotność w pełnym nasyceniu wodą (%)
Piaski luźne, jednorodne	46	32
Piaski zagęszczone, jednorodne	34	19
Piaski luźne, źle wysortowane	40	25
Piaski zagęszczone, źle wysortowane	30	16
Gliny lodowcowe, źle wysortowane	20	y
Iły lodowcowe, plastyczne	33	45
Iły lodowcowe, zwarte	37	22

Zawartość wody w gruncie (wilgotność nl tji, i....... .......-mi m.n .u, ml sianu,

gdy wszystkie pory są wypełnione powieli................ ¹1    ¹    >i< • >lui m< .mliym

stanie (V_w = 0), do stanu, gdy ws/.ysll.u |nu\ i n •,p l........ >• ...i i • .......i /n.i|ilnji się

w stanie pełnego nasycenia (V_w = V ).

W polskich warunkach nigdy nie dochodzi do stanu absolutnego wysuszenia grun-tu, nawet w wyniku długotrwałej suszy bowiem wody błonkowata i higroskopowa silnie związane z cząstkami gruntu utrzymują się w nim. Natomiast stan pełnego nasycenia gruntu wodą może się zdarzać bezpośrednio po nawalnych opadach lub gwałtownych roztopach, ale stan ten nie utrzymuje się długo.

Ilość wody zatrzymaną przez grunt w ściśle określonych warunkach nazywa się pojemnością wodną. W zależności od rodzaju związku wody z gruntem wyróżnia się pojemność wodną: maksymalną, kapilarną, połową, higroskopową maksymalną, higrosko-pową zwykłą i aktualną (Drozd i in., 1998).

Maksymalna pojemność wodna (MPW), zwana też petną pojemnością wodną, odpowiada stanowi uwilgotnienia, w którym wszystkie przestwory gruntu są wypełnione wodą (wilgotność objętościowa© = 100%); jest ona w zasadzie równa porowatości ogólnej. W stanie pełnego nasycenia w gruncie występują wszystkie rodzaje wody. Należy wszakże pamiętać, że stan maksymalnej pojemności wodnej nie jest równoznaczny z retencją wodną gruntu, ponieważ w tych warunkach nie zatrzymuje on całej wody siłami wiązania, lecz część z niej mieści w sobie mechanicznie.

Kapilarna pojemność wodna (KPW) określa stan nasycenia gruntu wodą kapilarną w warunkach jej stałego kontaktu ze zwierciadłem wody gruntowej; w tym stanie uwilgotnienia woda w gruncie wypełnia wszystkie pory kapilarne (wilgotność kapilarna). W porach niekapilarnych znajduje się woda związana adsorpcyjnie i para wodna w powietrzu gruntowym.

Polowa pojemność wodna {PPW) odpowiada tej ilości wody, którą grunt może zatrzymać po swobodnym odcieku wody grawitacyjnej z próbki całkowicie nasyconej wodą w warunkach braku kontaktu z wodą gruntową i wyeliminowania parowania z gruntu. W tym stanie uwilgotnienia wodą są wypełnione makropory. W gruncie występuje więc woda higroskopowa, błonkowata, kapilarna oraz wolno poruszająca się woda grawitacyjna.

Wartość polowej pojemności wodnej określa się zwykle jako wilgotność, którą osiąga nasycona próbka gruntu po 2-3 dniach grawitacyjnego odsączenia.

Higroskopowa maksymalna pojemność wodna (MH) jest to ilość wody, jaką grunt może zaabsorbować z powietrza nasyconego parą wodną; jest to zatem woda związana siłami adsorpcyjnymi z cząstkami gruntu. Ten stan uwilgotnienia jest miarą zdolności gruntu do pochłaniania pary wodnej z atmosfery. Parametr ten pozwala określić ilość wody niedostępnej dla roślin, czyli wilgotność, w której następuje trwałe więdnięcie roślin (WTWR):

WPWR ~ a-MH

gdzie: a - współczynnik zależny od właściwości gruntu; jest on wyznaczany doświadczalnie, a jego wartość wynosi najczęściej 1,2-1,7; średnio 1,45 (Bednarek i in., 2004). Pojemność trwałego więdnięcia (WTWR) określa taką wilgotność gruntu, w której większość roślin więdnie nieodwracalnie.

Pojemność higroskopowa zwykła (H) jest wielkością określającą zawartość wody w gruncie powietrznie suchym. Jej wielkość zależy od wilgotności przygruntowej warstwy powietrza.

50