Якісні характеристики торф’яних покладів
Пошарове розподіл у поклади якісних показників неоднаково: у просто побудованих покладах графічне зображення розподілу по глибині окремих якісних показників дає плавні криві (наприклад, поклади лісового підтипу), у складно побудованих покладах (наприклад, магелланікум-поклад) хід кривих якісних показників стрибкоподібний.
Таким чином, розподіл у поклади якісних показників пов'язаний зі стратиграфічними особливостями покладу. Середні по всьому покладу якісні характеристики зазвичай близькі до таких для переважаючого за потужністю пласта торфу (виняток становлять поклади з ясно вираженим прикордонним горизонтом).
Загальний хід кривих зольності та вологості дає, крім того, але глибині деякі відхилення, обумовлені впливом вторинних факторів, тоді як хід кривого ступеня розкладання вторинні впливи відображає меншою мірою.
Це зниження вологості в нижніх шарах покладу пояснюється природним осадом та ущільненням торфу, а також самоосушенням, з віддачею води в мінеральний ґрунт. Як виняток зустрічаються поклади з сильно обводненими нижніми шарами, вологість яких значно перевищує середній видовий показник складових торфів. Можна припускати, що це зумовлено підпором грунтових чи древнеозерных вод.
Прикордонний горизонт як особливо потужний прошарок торфу, що сильно розклався, є в покладі слабоводопроникним шаром, що перешкоджає вертикальному руху води. Над прикордонним горизонтом вода, слідуючи шляхом найменшого опору, починає рухатися в горизонтальному напрямі, чому сприяє наявність горизонтів пнів, приурочених зазвичай до прошарків торфу, що сильно розклався.
Рух води по гідрологічній мережі у великих опуклих верховихторфовищах походить з центральних частин до периферійних із закономірним зменшенням водного потоку болотних річок у міру їх наближення до мінеральних берегів торфовища; річки виносять мало води з верхового болота, тому що віддають її шляхом, сприяючи обводненню його схилів і околиць і наступу на мінеральні береги. На напрям руху води у верховому болоті впливають ухил та рельєф дна, розташування на його території відкритих водойм.
Хімічний склад води в торф'яному покладі свідчить про особливості мінерального живлення болотної рослинності на різних стадіях торфонакопичення. Води різних горизонтів поклади загальної мінералізації, кількісним і якісним складом розчинених у яких мінеральних солей значно відрізняються друг від друга. За даними А. В. Пічугіна, води верхових торф'яних родовищ, взяті по всій глибині покладу (фускум-торф, магелланікум-торф та ін) мають мінералізацію 40-70 мг/л. Води, відібрані з низинних болотних покладів, характеризуються мінералізацією від 190 до 290 мг/л.
При значній кількості розчинених у торф'яно-болотних водах кальцієвих солеї гумінових кислот – гуматів кальцію – загальмовується утворення бітумів. Тому низинні торфи характеризуються невисокою бітумінозністю при сильному ступені розкладання набувають малозв'язної, зернистокомкуватої структури.
На верхових болотах, у водах яких міститься незначна кількість розчинених кальцієвих сполук, процес бітумізації відбувається інтенсивно, внаслідок чого торф набуває зв'язкової пластичної структури, більшої здатності усадки, а отже, більш високих показників міцності та щільності.
Так, води, віджаті з очеса, складеного верховими сфагновими мохами, містять близько 7 мг/л магній-іону. В ціломупоказник магнію, як і кальцію, цілком стійкий і може бути основою визначення типу мінерального харчування: до 5 мг/л — верхова стадія, від 5 мг/л і від — низинна.
Вміст хлору в болотяних водах залежить від типу і виду торф'яних відкладень. Вміст хлор-іону в болотяних водах верхових і низинних торфовищ коливається від мінімальних величин (сліди) до 15 мг/л, лише в окремих випадках підвищуючись до 25 мг/л.
Вміст сульфатного іону в торф'яно-болотних водах також не пов'язаний з типом торфу і коливається від мізерно малих величин (сліди) до 100 мг/л.
Ступінь розкладаннянадає вирішальний вплив на ряд найважливіших фізико-хімічних властивостей покладу. Характер розподілу ступеня розкладання по глибині та її середні величини залежить від ботанічного складу та ступеня розкладання, складових поклад видів торфу. Досить часто в покладі можна спостерігати чергування шарів з різним ступенем розкладання (наприклад, магелланікум-поклади). Однією із причин такого чергування є зміна кліматичних періодів у процесі формування торф'яного покладу. З одним із таких періодів пов'язана освіта яскраво вираженого у верхових покладах (менш яскраво — у низинних) прикордонного горизонту — шару торфу високого ступеня розкладання.
Зольність торф'яного покладу. Пошарові показники зольності переважно збігаються з видовими показниками торфів, що складають відповідні горизонти. Але деяке закономірне підвищення її спостерігається у верхньому та придонному шарах покладу. Підвищення її у верхньому шарі, що живить коріння рослин, пояснюється здатністю останніх притягувати до себе з покладу живильні речовини. Збільшення зольності в придонних шарах цілком закономірно, якщо врахувати тісний зв'язок торфогенного шару з мінеральним ґрунтом у перших стадіяхіснування торфовища.
Прошарок торфу з високою зольністю, що перевищує іноді в кілька разів середню видову зольність торфу, яким прошарок складена, зустрічаються на різних глибинах у торф'яних покладах низинного типу. Це відзначено, головним чином заплавних торфовищ, особливо південних районів СРСР і пояснюється приносом порожніми водами великих кількостей мінеральних речовин.
Теплота згоряння. Розподіл у поклади показників теплоти згоряння відповідає показникам видів торфу, що складають поклад, тобто у просто побудованих покладах теплота згоряння дає незначні коливання по глибині, і середній показник її для покладу близький до видового показника переважаючого в покладі торфу з відповідним торфів інших видів. Коливання теплоти згоряння у верховому покладі по глибині паралельні пошаровому коливанню ступеня розкладання.
Тепловий режим торф'яних покладів. Торф має погану теплопровідність. Влітку під впливом сонячних променів поверхня торфовища нагрівається значно вище, ніж прилеглі до неї шари повітря, але вже на невеликій глибині температура торфовища значно нижча за температуру повітря.
Глибина промерзання торфовищ обумовлюється цілим рядом як загальнокліматичних, так і місцевих причин. За спостереженнями А. Ф. Печкурова і М. А. Каплан промерзання та розморожування різних торф'яних покладів навіть у межах одного й того ж району відбуваються по-різному. Торфовища промерзають швидше в ті роки, коли морози почалися раніше, ніж земля вкрилася сніговим покривом. У роки з дощовою осінню швидкість промерзання тих же торфовищ інша, ніж восени, менш багатою на осадки.
На швидкості промерзання різних торфовищ відображаються залягання їх по рельєфу,форма його поверхні, характер рослинного покриву, а також швидкість надходження і кількість ґрунтових вод, що живлять. Перші два фактори головним чином лише опосередковано впливають на глибину і швидкість промерзання: від них в основному залежить глибина та щільність снігового покриву, який великою мірою впливає на промерзання торфовища. У захищених від вітру місцях при великій глибині снігового покриву промерзання зазвичай менше і, навпаки, на відкритих і піднесених ділянках глибина промерзання збільшується в результаті здування вітром снігового покриву, що спостерігається в цих умовах.
На розподіл снігового пласта істотно впливають також мікрорельєф і рослинний покрив: на верхових торфовищах у грядово-мочажинному комплексі глибина снігового покриву в мочажинах буває зазвичай більше, ніж на купинах; ділянки з моховим покривом промерзають менше і розморожуються повільніше порівняно з тотожними за будовою покладу та інших умов ділянками, але позбавленими мохового покриву. При замерзанні моховий покрив (очес), якщо він піднятий над рівнем води, швидко заледеніває і перетворюється на своєрідну пористу покришку, яка має малу теплопровідність і служить хорошим захистом від промерзання шарів, що нижче.
Грунтові води, надходячи з великих глибин і володіючи підвищеною температурою, затримують промерзання пласта, що обводняється ними, і прискорюють його відтавання.
Таким чином, глибина та інтенсивність промерзання, а також швидкість розморожування торф'яного пласта залежать від цілого ряду причин як зовнішнього характеру, так і зумовлених особливостями самого торфовища; в тому самому кліматичному районі торфовища замерзають і розморожують по-різному в різні роки, а в один і той же рік — по-різному не тільки в окремих ділянках одного і того ж торфовища, але і врізних елементах мікрорельєфу на тому самому ділянці.