ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА "ПРИРОДА И ГЕОГРАФИЯ ТУРКМЕНИСТАНА"

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы изучению плоскостного (поверхностного) смыва почв и горных пород временными нерусловыми водными потоками уделяется большое внимание. Это связано с активизацией этого негативного процесса на огромных территориях. За последние 300 лет на площадях сельскохозяйственного освоения в бассейнах Волги, Дона и Днепра объем смыва почв со склонов превысил 100 млрд. м3, причем объем материала вынесенного из оврагов составил лишь около 10 млрд. м3 (Зорина, Любимов, Никольская, 1994).

Очевидно, что развитие плоскостного смыва приводит не только к изменению морфологических и морфометрических параметров склонов и деградации почвенного покрова, но и заилению малых рек продуктами смыва, являющихся источниками загрязнения пестицидами и другими химическими веществами (в том числе и удобрениями). В результате повышается минерализация речной воды, усиливаются процессы евтрофирования и, как следствие, активно развивается водная растительность, зарастают прирусловые отмели и береговые склоны. (Чалов, 1999).

В связи с этим возникла необходимость в более глубоком изучении плоскостного смыва в курсе “Геоморфология с основами геологии четвертичных отложений”, который читается автором для студентов-геоэкологов 2 курса.

Основная задача настоящего методического пособия - ознакомить студентов с основными факторами (условиями) развития плоскостного смыва, делювиальными отложениями, некоторыми понятиями, которые используются при эколого-геоморфологических исследованиях (“противоэрозионная устойчивость почв”, “допустимая неразмывающая скорость” и др.).

3

1. ПЛОСКОСТНОЙ СМЫВ И ОСОБЕННОСТИ

ЕГО ПРОЯВЛЕНИЯ

Под плоскостным (поверхностным) смывом понимается процесс удаления верхнего слоя почвы и грунта под действием мелких струй дождевых или талых вод, стекающих по склону сплошной водной пеленой по меняющимся микроруслам, густой сетью покрывающих склон (Тимофеев, 1978).

Синонимы: смыв плащевой, эрозия плоскостная, смыв почв, смыв дождевой, смыв склоновый, смыв делювиальный.

Плоскостной смыв проявляется как в естественных условиях (эрозия нормальная, эрозия геологическая), так и в пределах антропогенно-нарушенных земель (эрозия ускоренная, эрозия антропогенная). В настоящее время, практически на всей поверхности Земли развитие плоскостного смыва в той или иной степени связано с антропогенной деятельностью, а скорость эрозии - аккумуляции за период с начала освоения земель в определенных районах возросла в десятки раз по сравнению с естественной (Тимофеев, 1988).

Плоскостной смыв в современных условиях широко распространен на сельскохозяйственных землях (эрозия почв, эрозия ирригационная, эрозия пастбищная), откосах земляного полотна автомобильных и железных дорог (дорожная эрозия), бортах карьеров и отвалах вскрышных пород и т.д.

Плоскостной смыв на сельскохозяйственных землях получил широкое развитие на распаханных склонах и является наиболее распространенным видом эрозии почв. Развитие этого процесса связано с поверхностным стоком, образующимся при выпадении дождей или таянии снега, и стекающим по склону в форме пластовых потоков или в виде мелких

ручейков. При этом происходит уменьшение верхнего слоя почвы, выщелачивание органического вещества, ухудшение водно­ –физических свойств. О степени смытости почв судят по уменьшению содержания гумуса

4

и по потере гумусового горизонта ( табл. 1 ).

Таблица 1

Классификация почв по степени смытости

(Сумрач, 1976; Эрозионные процессы, 1984)

Анализ результатов наблюдений на склоновых землях показывает, что в верхних частях склонов преобладает плоскостной смыв, в средних - как смыв, так и размыв, а в нижних - аккумуляция. Однако, процесс смыва, в зависимости от преобладающего фактора, может развиваться и иначе. Например, характер проявления смыва, вызываемого ливневыми осадками, существенно отличается от смыва, вызываемого интенсивным таянием снега.

В первом случае значительное количество осадков, выпадая за короткий промежуток времени, не успевает впитаться в почву и в зависимости от её свойств (гранулометрического состава, пористости и др.) вызывает развитие мелких эрозионных борозд или промоин. В условиях же снеготаяния верхний водонасыщенный слой почвы легко сплывает по нижележащему мерзлому горизонту (плащевая эрозия).

Развитие плоскостного смыва на орошаемых землях (ирригационная

эрозия) приурочена к участкам с техникой полива по широким длинным полосам, бороздам, дождеванием, затоплением ( рисовые

5

оросительные системы), а также откосам оросительных, сбросных и дренажных каналов.

В зависимости от техники полива смыв почв в пределах орошаемых земель юга Русской равнины может достигать 200 т/га. Согласно же классификации М.Н. Заславского (табл. 4) при годовом смыве почвы более 10 т/га интенсивность считается очень сильной.

Поверхностный смыв на откосах каналов возникает в результате интенсивного снеготаяния или выпадения обильных дождей. Чаще смыв грунтов отмечается на внешних откосах каналов, проложенных в насыпи. При этом наибольшее развитие этого процесса приурочено к откосам южной экспозиции, что связано с более интенсивным таянием снега.

Развитие плоскостного смыва на откосах дренажных каналов рисовых оросительных систем происходит и в результате перетекания вод через размытые чековые валики в канал.

Плоскостной смыв на откосах земляного полотна автомобильных и железных дорог является наиболее распространенным видом дорожной эрозии. Особенно благоприятные условия для развития этого процесса существуют в аридных зонах: ливневый характер осадков, легкосмываемые лессовые породы и др.

По данным А.М. Каменева (1985) с откосов дорожных насыпей за 10 лет эксплуатации смывается слой грунта толщиной 10-15 см, что соответствует объему 1800-2700 т/га. Такой смыв равнозначен смыву почв на орошаемых землях при поливе по полосам.

Проведенные исследования земляного полотна автомобильных дорог Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев показали, что откосы подвергаются интенсивному плоскостному смыву, который преобладает над линейным размывом. С некоторых участков откосов после выпадения 30 мм осадков смывался слой грунта мощностью до 5 мм .

6

Особенно интенсивный смыв происходит в первые 3-4 года

,эксплуатации автомобильных дорог, когда даже на уплотненных, но плохо укрепленных откосах, в условиях выветривания, формируется рыхлый слой с пониженным сопротивлением отрыву частиц. В результате этого талая или дождевая вода, не имея возможности просочиться вглубь уплотненного тела дорожной насыпи, легко отрывает и смывает их к подошве откоса. При этом смытый грунт аккумулируется в кюветах, что приводит к нарушению водоотвода и, как следствие, подтоплению основания земляного полотна и прилегающих к дорогам территорий.

В условиях горнопромышленных ландшафтов плоскостной смыв получил наиболее широкое развитие на отвалах вскрышных пород. Вследствии малой водопроницаемости пород, значительной крутизны склонов и отсутствия растительного покрова в первые годы функционирования отвалы оказываются под влиянием интенсивных процессов смыва. По мере зарастания склонов он значительно уменьшается и становится одного порядка, а иногда и меньше смыва с распаханных склонов.

Вопросы для повторения

1. Дайте определение понятию “плоскостной смыв”.

2. Назовите способы определения смытости почв.

2. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ ПЛОСКОСТНОГО СМЫВА

Важнейшими факторами, которые в той или иной степени определяют развитие плоскостного смыва, являются: климат, рельеф, геологическое строение, почвы, растительность и антропогенная деятельность,

7

Климат влияет на смыв прямо и косвенно. Прямое воздействие

оказывают осадки, их интенсивность и продолжительность, а также

время их выпадения, косвенное - влажность воздуха, ветер и др.

В зависимости от климата в пределах Европейской части России,

например, выделяются территории, где плоскостной смыв в большей степени связан со снеготаянием. (Орловская, Курская, Тульская и другие области). В этих областях интенсивность снеготаяния достигает 6 мм/ч. А в южных районах Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях наибольшее влияние на смыв оказывают ливневые дожди интенсивностью более 0,5 мм/мин. С увеличением интенсивности дождя размеры капель увеличиваются, вследствие чего ливень, при одном и том же количестве осадков, оказывает в несколько раз большее механическое воздействие на почву и грунты, чем моросящий дождь.

Рельеф влияет на плоскостной смыв через крутизну, длину, форму и экспозицию склонов (откосов).

Крутизна является одной из главных характеристик смыва, так как определяет скорость стекания поверхностных вод, а, следовательно, и их эродирующую силу. Наблюдения показывают, что при крутизне склонов до 2º, смыв почв и грунтов происходит слабо. На склонах от 2 до 5º смыв становится достаточно заметным, а при больших уклонах он проявляется интенсивно.

Показатели степени смытости почв в зависимости от крутизны склонов приведены в таблице 2

Из таблицы видно, что плоскостной смыв находиться в прямой зависимости от уклона местности,

Длина склона, обусловливая нарастание его кинетической энергии, способствует усилению смыва. При увеличении длины склона в 2 раза смыв

почв может возрастать в 1,4 - 1,5 раза (Сумрач, 1976). Однако, как

8

показывают исследования, интенсивность плоскостного смыва по мере увеличения длины склона возрастает по-разному. Смыв почвы при увеличении линии стока в 2 раза может возрастать в 1,1; 1,2; и даже в 1,5 раза.

Таблица 2 Зависимость степени смытости почв от крутизны склонов

( Алексеев, 1988)

copyright © nature-tm.narod.ru 2010 - 2011 Природа и география Туркменистана

СПОРТ ТУРКМЕНИСТАНА форум альпинистов форум Туркменистана TurkmenLife.ru