Прочитала десь що болота є природними фільтрами прісної води. Як це працює?
Відповідає Дмитро грумм. заступник директора з наукової та інноваційної роботи Інституту експериментальної ботаніки ім. В. Ф. Купревіча Національної академії наук Білорусі
Дійсно, болота працюють як фільтр. Тут основний механізм: проходження води через торф'яну поклад, яка працює як природний фільтр. Залежно від типу і глибини торф'яного покладу пропускна здатність (води) боліт становить 100-685 м3 / добу / га. Все це коштує грошей.
Розглянемо як це працює на прикладі болота Єльня. Економічна оцінка водоочисної функції болотних екосистем визначається по їх здатності, що фільтрує, порівнюєш з фільтруючою здатністю промислової очисної установки з пропускною спроможністю в 1500 м3 / добу, ціна якої в середньому досягає 50 000 USD, а термін служби - не менше 50 років.
Верхові болота в порівнянні з іншими типами володіють максимальною пропускною здатністю 685 м3 / добу / га, тобто 2 га верхового болота очищують стічні води еквівалентно одному промисловому очисної установки.
За результатами розрахунку, вартісна оцінка сорбційної (водоочисної) функції верхового болота Єльня становить 9 126 000 USD / рік.
Відповідає Олег Созінов. завідувач кафедри ботаніки Гродненського державного університету імені Янки Купали, доцент, кандидат біологічних наук
На торф'яному болоті рух води здійснюється в основному шляхом фільтрації в рослинному очосів і в торф'яної поклади в напрямку градієнта напору або шляхом вільних потоків по поверхні болота і всередині поклади по водоносним жилах.
Болотний масив щодо водопроникності є вкрай неоднорідне середовище. Верхній його шар, складений живим рослинним покривом і моховим ОЧЕС, має дуже високу водопровідність в порівнянні з водопровідність основної маси торф'яної поклади, особливо її нижніх горизонтів. Експериментальними дослідженнями встановлено, що в шарі товщиною 1-1,2 м коефіцієнт фільтрації зменшується з глибиною в тисячі і десятки тисяч разів.
Особливо різкі зміни коефіцієнта фільтрації відбуваються в шарі до 40 см від поверхні мохового покриву. Швидке спадання водопроникності з глибиною в цьому шарі пов'язано з ущільненням і різним ступенем розкладання рослинних залишків, що призводить до зменшення розміру пір. У сильно розкладених торфу (до 55-65%) коефіцієнт фільтрації падає до мільйонних часток сантиметра в секунду. Таким чином, торф з високим ступенем розкладання за умовами водопровідності наближається до глин.
Водопровідність торфу змінюється і від його ботанічного складу. У верхніх шарах болотного масиву, приблизно до глибини 0,8-I м, вологість торфу періодично змінюється в зв'язку з коливаннями в цьому шарі рівня грунтових вод. Періодична аерація верхнього шару обумовлює в ньому високу активність біологічних процесів. Це дало підставу виділити верхній шар болота в особливий активний, діяльний шар. Під ним розташовується інертний, нижній шар. Він відрізняється малою водопроникністю, постійністю кількості води, відсутністю доступу повітря і відсутністю аеробних мікроорганізмів, що сприяють утворенню торфу. Кордоном між активним і пасивним шарами служить середнє положення мінімального рівня грунтових вод в болотному масиві.
Будова заболоченого водозбору
1 - пьезометрические рівні грунтових вод в подстилающих торф'яну поклад
грунтах в різні сезони року; 2 - поверхня рівнів грунтових вод в торф'яної
поклади; 3 - торф сфагновий і сфагново-пушіцевимі слаборазложенний (до 25%);
4 - торф среднеразложівшійся з деревними залишками, щільний; 5 - суглинок і
супесь важка, 6 - пісок дрібнозернистий, середньо- і крупнозернистий; 7 -
переслаивание супеси і дрібнозернистого піску; 8 - суглинок пилуватий; 9 - свердловини.
Висока водопровідність активного шару болота в порівнянні з інертним шаром обумовлює його особливу роль в гідрологічних процесах болота. Внаслідок великих величин коефіцієнта фільтрації в активному шарі випадають на болото дощі не затримуються на поверхні, а швидко просочуються. Тому стікання води по поверхні боліт, як правило, не спостерігається.
При великій кількості опадів і під час сніготанення рівень грунтових вод піднімається і стоїть поблизу поверхні болота. В добре фільтруючих шарах очеса починається бічний підповерхневий стік.
Швидкість фільтрації води в болоті, відповідно до закону Дарсі, визначається коефіцієнтом фільтрації і ухилом поверхні ґрунтових вод. В умовах природних болотних масивів ухили поверхні ґрунтових вод практично збігаються з ухилами поверхні болота. Величина їх, як правило, незначна: 0,0001-0,005 (виключаючи гірські болота на схилах). Незважаючи на малі ухили, швидкість горизонтальної фільтрації в самих верхніх шарах болота досягає значних величин (за даними К. Е. Іванова, до декількох десятків і навіть сотень метрів на добу). Швидкість фільтрації в інертному шарі становить всього 1,7-1,7 • 10-6 см / добу або максимум 6 м / рік.
Таким чином, швидкість горизонтального стікання води з болотних масивів шляхом фільтрації визначається головним чином водопропускної здатністю діяльного шару. Кількість води, що пропускається діяльним шаром, величезна. Польові спостереження і розрахунки показують, що навесні за добу стікає з опуклих боліт шар води до 10-15 мм, або до 150 м3 з 1 га. Витрата горизонтального потоку води, що фільтрується через інертну товщу, нікчемний і становить менше 1% витрати, що пропускається діяльним шаром. Напрямки горизонтальних потоків води в торф'яного покладу слідують ухилам поверхні болотного масиву.
При улоговини залягання і опуклою формою поверхні болота горизонтальна фільтрація спрямована від центральних частин масиву до периферії. Ці води разом з поверхневими і грунтовими водами, що стікають з суходолов в улоговину болота, утворюють уздовж кордону болотного масиву топи і струмки. Води останніх відводяться в струмки-водоприймачі, що випливають з болота.