沼澤水文物理參數

沼澤水文物理參數包括沼澤的含水性、持水性、透水性、熱容量和熱導率等,是說明沼澤屬性的重要指標。這些參數值的確定,可為沼澤的開發利用提供科學依據。

沼澤水文物理參數

沼澤含水性 指沼澤的草根層或泥炭層中水的類型和含水數量。沼澤中有重力水、毛細管水、薄膜水(見土壤水)、滲透水和化合水。重力水在重力作用下,能沿著斜坡流入排水溝,有時在沼澤表面形成湖泊和小河;毛細管水、薄膜水、滲透水和化合水,受分子力作用,不能從泥炭層或草根層中流出。毛細管水和部分薄膜水可由植物根系吸收,並由植物枝葉散發和蒸發;滲透水和化合水必須採取特殊方法才能釋出。
沼澤含大量水分。蘇聯的泥炭沼澤一般含80~94%的水。中國泥炭沼澤含水量為70~90%;無泥炭的潛育沼澤,若草根層很厚時(0.3~0.5米),含水量與薄層泥炭相仿,三江平原潛育沼澤的含水量一般為50~70%。沼澤含水量的變化與沼澤類型、泥炭的灰分含量和分解程度有關。草本泥炭沼澤的含水量多在60~80%;蘚類泥炭沼澤則大於90%;低灰分沼澤含水多為70~90%,高灰分沼澤含水量低,一般小於50%。沼澤的含水量隨泥炭分解度的增高而減小。
沼澤的持水性 指沼澤體保持水分的能力。通常泥炭沼澤的持水能力很高,當自由水流出後,泥炭中所含的水量稱為最大持水量。如果沼澤中的含水超過最大持水量時,超過的水分可以通過排水渠道自沼澤中排走;如果含水小於最大持水量,則排水困難,僅有部分水消耗於蒸發。草本泥炭沼澤的持水量一般為400~800%(重量),蘚類泥炭沼澤一般大於1000%,無泥炭的潛育沼澤持水能力,多在300~400%。沼澤持水能力取決於沼澤體的組成、泥炭的分解度和灰分含量。低灰分、弱分解的蘚類泥炭具有很高的持水能力,它能保持大於本身絕對乾重15~20倍的水量;正常灰分、中等或強分解的草本和草本-蘚類泥炭,能保持大於本身重量3~9倍的水量。
沼澤的透水性 指沼澤的透水能力,通常以滲透係數表示。水在泥炭層中的滲透有垂直滲透和水平滲透兩種形式。滲透係數由表層向下逐漸減小,泥炭沼澤上部的滲透係數較大,一般平均在1~10厘米/秒;分解弱的蘚類泥炭可達20厘米/秒;泥炭層下部滲透係數多在0.001厘米/秒以下;強分解的泥炭常常出現隔水層。泥炭的滲透能力主要取決於泥炭的分解度,隨分解程度的增強而減弱。因為有機質分解時,形成許多極小的帶電荷的膠體質點,把水分吸附在它的表面,阻塞了質點之間的空隙,因而滲透能力減弱。滲透係數的大小還與泥炭的灰分含量有關。泥炭的滲透係數與植物殘體組成也有關。蘚類-木本泥炭與草本泥炭相比,前者空隙大,故滲透係數也大。水在泥炭層中除了垂直方向滲透外,側向水平滲透也很大。夏秋暴雨之後,地下水位迅速上升,與此同時,在沼澤地10~20厘米的表層,產生水分的側向滲透運動。降水停止後,由於側向水流流量很大,表層內蓄水量迅速減少,地下水位下降,當下降到距地表30~40厘米時,側向水流也很快停止。具有一定厚度草根層的潛育沼澤的草根層下部滲透係數為 10×10-3~20×10-3厘米/秒。
沼澤的熱容量和熱導率 沼澤的熱容量和熱導率主要取決於沼澤土的含水量、分解度和殘體組成。被水飽和的泥炭熱容量比干泥炭大8~10倍。熱導率與熱容量一樣,隨著沼澤逐漸變乾明顯降低,特別是弱分解泥炭的熱導率。由於沼澤土的熱容量比礦質土低,其表面溫度容易增高或降低,加之沼澤土的導熱性差,很少將白天所獲得的熱量傳導到深層蓄藏起來,這種不良的熱力學特性,造成沼澤區特殊的氣候狀況。夏季晴朗的白天,沼澤植物覆蓋層被太陽曬得很熱,而在晴朗的夜間,植物覆蓋層的表面,由於散熱冷卻,氣溫迅速下降,甚至達到0°C以下,在開墾的沼澤地上出現凍害。這種特性對沼澤的地溫變化有很大影響。中國北方,夏季泥炭沼澤地表溫度的日較差可達18~20°C左右,而地下50~60厘米深處日較差則微不足道。

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