Классификация видов водной эрозии

№43-1,

Технические науки

В работе проанализированы природа и виды водной эрозии. Показано, что частицы пыли закупоривают почвенные капилляры. Как следствие - ухудшение фильтрации, уплотнение почвы, образование корки, увеличение поверхностного стока. Анализ показал, что на склонах, где имеется хорошо развитый растительный, покров водная эрозия почвы практически не наблюдается.

Похожие материалы

Природа эрозии заключается в том, что под влиянием определенных сил происходит отрыв частиц от монолита почвы или подстилающей породы и их перенос во взвешенном виде [1, 2].

Водная эрозия включает (рис. 1):

  • смыв (элементарный поверхностный смыв, разрушение почвы энергией свободно падающих дождевых капель, капельная эрозия, сплывание почвы);
  • размыв (струйчатый размыв, бороздково-струйчатый, заравниваемые и не заравниваемые промоины, вымоины, овраги);
  • подземную эрозию;
  • ирригационную эрозию;
  • волновую эрозию.

Элементарный поверхностный смыв почвы происходит в результате воздействия на поверхность склона потока воды, обладающего энергией, превышающей силу сцепления почвенных агрегатов и их водопрочность. В результате разрушается верхний, наиболее плодородный слой почвы. Этот вид эрозии широко распространен и наносит огромный ущерб.

Поверхностный смыв происходит на легком суглинке уже при скоростях течения воды 0,4...0,9 м/с, а на плотной глине при 0,7...1,2 м/с. Такие критические скорости могут возникать на поверхностях с уклоном 1...1,50 при больших ливнях или бурном снеготаянии.

На почвах, покрытых тонким слоем воды, подвергающихся многочисленным ударам дождя, создаются почвенные суспензии 20%-ой концентрации [3, 4]. Такая суспензия может передвигаться при самых низких скоростях воды (0,2 м/с). Пылевые частицы закупоривают капилляры, что приводит к ухудшению фильтрации, уплотнению почвы, образованию корки, увеличению поверхностного стока и в связи с этим возникновению и усилению других видов водной эрозии.

Классификация видов водной эрозии

Рисунок 1 – Классификация видов водной эрозии

Капельная эрозия возникает при интенсивном выпадении капель, обладающих большой энергией, до 30% которой расходуется на разрушение агрегатов и их разбрызгивание, т.е. перемещение частиц почвы [5, 6].

Скорость падения капель возрастает с увеличением их диаметра и может достигать 5...7 м/с. Количество почвы в этих условиях, поднимаемое в высоту, достигает 150...200 т/га, что равно плотному слою почвы 15...20 мм [7]. Высота подъема частиц составляет 25...30 см, а дальность разбрызгивания - 1,5 м. При отсутствии ветра почва на ровной поверхности практически не перемещается, так как выброс почвенных частиц компенсируется падением на их место других, со смежных участков.

На склоне частицы перемещаются в связи с тем, что брызги воды летят вниз дальше, чем вверх. Указанная разница возрастает с увеличением уклона, что и обусловливает перенос значительной части почвы вниз по склону, т.е. развитие эрозии.

Сплывание почвы обычно наблюдается после очень влажной осени во время постоянного подтока талых вод или выпадении ранних весенних дождей. Сплыванию подвергается слой почвы 5...7 см, что может привести к оголению корневой системы плодовых деревьев, значительному их повреждению и гибели насаждений.

На крутых склонах (более 70), где подстилающие породы непроницаемы для воды, во время ливней и затяжных дождей на отдельных участках почва сплывает вместе с насаждениями [8]. Очаги сплывания обычно возникают на крутых склонах балок, оврагов, откосов, насыпей и выемок с крупнопылеватыми почвами или обнажениями легких суглинков.

На склонах, где имеется хорошо развитый растительный, покров сплывание почвы не наблюдается.

Струйчатый размыв почвы возникает при встрече на пути стока различных препятствий. Слой стока уже в начале развития расчленяется на струйки и ручейки. При этом глубина текущей воды возрастает до 5...7 см, а скорость течения увеличивается в 2...3 раза, что приводит к интенсификации эрозии в 6...7 раз. Струйки воды разрушают почву и образуют сеть извилистых узких русел, постепенно соединяющихся между собой внизу склона.

Размеры русел зависят от величины стока, его продолжительности, устойчивости почв к размыву, способа использования земли, уклона, состояния агрофона. Чем ниже по склону, тем больше расход воды в объединенных ручейках и тем глубже и шире размыв.

Струйчатый размыв можно заровнять при обработке почвы. Однако многократное повторение этой операции приводит в конечном счете к удалению наиболее плодородной части почвы, образованию ложбин.

Бороздково-струйчатый размыв образуется по следам прохождения средств механизации. Сток собирается в струйки и ручейки на дне бороздок или выше наклонных гребней, что обусловливает прямолинейный струйчатый размыв. При переливе воды из одной бороздки в другую возникают поперечные к ним размывы.

Поверхностно-струйчатый размыв - весьма опасный вид эрозии, т.к. происходит постепенно и незаметно на больших площадях. Он возникает в результате ежегодного перемещения по поверхности склона струйчатого размыва во многих местах. Многократно повторяющийся смыв и мелкоструйчатый размыв в одних и тех же местах приводят не только к быстрому разрушению почвы до подстилающих пород, но и образованию новых, а также углублению старых ложбин, что в свою очередь способствует усилению стока, смыва и размыва почвы [9].

Первое научное освещение вопроса о влиянии рельефа на почвообразование и эрозию почв принадлежит гениальному российскому ученному М.В. Ломоносову, который в своем размышлении о происхождении чернозема отмечал сортирующее действие почвенной эрозии, которая "...вымывает легкие черноземные частицы дождями и в даль сносит" [10].

Большое внимание поверхностным смывам уделяется и за рубежом. В.Ц. Лоудермилк [11] отмечал, что перенаселенная Европа в относительно короткий срок доставила Новому свету миллионы крепких людей, сумевших расчистить леса и поднять целину, охваченных жадностью, не проявляющих никакой заботы об осваиваемых землях. При этих условиях скорость сноса почвы под действием воды стала значительно превышать скорость почвообразования, что явилось верным признаком разрушения почвы.

Список литературы

  1. Шекихачева Л.З. Основные направления защиты окружающей среды / Материалы юбилейной конференции, посвященной 20-летию КБГСХА.- Нальчик, 2001.- С. 112-114.
  2. Шекихачев Ю.А., Шекихачева Л.З. Новый способ борьбы с эрозией почв на террасированных склонах / Сборник научных трудов Ставропольской ГСХА «Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники».- Ставрополь, 2000.- С. 36-37.
  3. Пазова Т.Х., Шекихачев Ю.А., Шекихачева Л.З. Моделирование процесса водной эрозии на склоновых землях Кабардино-Балкарской республики / Международный научный журнал «Наука и мир».- 2014.- №2(6), т.1.- С.193-194.
  4. Пазова Т.Х., Шекихачев Ю.А., Шекихачева Л.З. Расчет минимальной скорости склонового стока / Международный научный журнал «Наука и мир».- 2014.- №3(7), т.1.- С.219-222.
  5. Шекихачев Ю.А., Тенгизов А.Х. Исследование влияния агрометеорологических факторов на развитие водной эрозии почв / Тезисы докладов региональной научно-практической конференции Юга России «Производственный потенциал АПК и его использование в условиях рынка».- Владикавказ, 2000.- С. 85-86.
  6. Шекихачев Ю.А. Математическое моделирование эрозионных процессов в горном садоводстве / Тезисы докладов II региональной конференции молодых ученых.- Нальчик: КБНЦ РАН, 2001.- С. 35-37.
  7. Шекихачев Ю.А. Математическое моделирование процесса падения дождевой капли / Материалы Юбилейной внутривузовской конференции, посвященной 20-летию КБГСХА.- Нальчик, 2001.- С. 82-84.
  8. Шекихачева Л.З. К вопросу обоснования влагоресрусосберегающей технологии обработки почвы в Кабардино-Балкарской Республике / Материалы международной научно-практической конференции «Новации в горном и предгорном садоводстве», посвященной 80-летию со дня рождения А.К. Каирова (22-23 июня 2011 г.).- Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2011.- С. 304-307.
  9. Новаковский Л.Я. Противоэрозионная организация территории.- Киев: Урожай, 1990.- 124 с.
  10. Ломоносов М.В. О слоях земных.- М.-Л.:Госгеолиздат 1949.- 392 с.
  11. Лоудермилк В.Ц. Почвенная эрозия и борьба с ней в США / Почвоведение.- 1936.- №3.- С. 42-46.