Овсг Лекція 3 руйнування грунтового покриву внаслідок ерозії.

План.

1. Осередки ерозії.

2. Причини виникнення і розвитку осередків ерозії.

Прискорена (антропогенна) ерозія розвивається там, де внаслі­док господарської діяльності людини природну рослинність знищено, а територія використовується без урахування її природ­них властивостей. У даному випадку втрати ґрунту набагато пе­ревищують його новоутворення, що призводить до різкого зни­ження родючості.

Підраховано, що для утворення шару грунту глибиною 2— З см потрібно за сприятливих умов від 200 до 800 років. Талі води, дош, вітер здатні за 20—30 років знищити те, що природа створювала протягом тисячоліть (Банніков та ін., 1985). Тому дуже важливо мати науково обгрунтовану кількісну оцінку еро­зійних процесів.

Для потреб практики рекомендується користуватися шкалою інтенсивності ерозії грунтів (Шикула та ін., 1973):

Інтенсивність втрат грунту, т/га за рік Оцінка ерозії

Менша за швидкість ґрунтоутворення,

що становить 2—3 т/га за рік Ерозії немає Більша за швидкість грунтоутворення, але менша за:

3—6 Слабка ерозія

6— 12 Середня ерозія

12—24 Сильна ерозія

24—60 . Дуже сильна ерозія

понад 60 Катастрофічна ерозія

Порівнюючи масштаби сучасних ерозійних процесів з да­ною шкалою, можна дійти висновку, що на більшій частині території України втрати ресурсів родючості головним чином спричинює ерозія: інтенсивність змиву в багатьох регіонах досягає 30—40 т/га за рік, а в багатоводні роки на посівах просапних культур, посіяних вздовж схилу, може становити 150—300 т/га і більше.

Оскільки ерозія у зазначених масштабах є результат госпо­дарської діяльності людини, то саме людина і повинна потурбу­ватися про екологічну рівновагу в землеробстві. Слід мати на увазі, що попередити ерозію легше та дешевше, ніж боротися з її наслідками.

1. Осередки ерозії.

Внаслідок дії водної ерозії на полях та інших угіддях утворю­ються її осередки, що обумовлено високою розчленованістю рельєфу місцевості як давніми, так і сучасними елементами гідрографічної мережи. До давніх відносять улоговини, лощи­ни та балки (рис. 5). Осередки ерозії являють собою ділянки зруйнованого ґрунтового покриву і в основному класифікую­ться таким чином.

Суцільний і стрічковий змив можна спостерігати весною на розорюваних схилах після зливових дощів. Най­частіше ці осередки з'являються на довгих схилах значної крутизни, на перегинах місцевості, по дну знижених елемен­тів рельєфу. їх появу значно підсилюють обробіток Грунту вздовж схилу і слабка протиерозійна стійкість грунтів. Глиби­на змиву може бути різною, від 3—5 см до глибини орного шару (ЗО см).

Струмочковий розмив спостерігається на посівних бороз­нах, слідах від борон, культиватора, по дну неглибоких зни­жень. Глибина розмиву від 3—5 до ЗО см. По­дальший обробіток ґрунту повністю або частково зарівнює струмочкові розмиви, тому їх відносять до площинної ерозії.

Промивини, які зарівнюются, — подальша стадія поглиб­лення знижень і перетворення їх у ярочки. Глибина цих промивин 30—50 см, найчастіше вони спостерігаються по дну борізн та знижень після сніготанення чи злив.

Промивини, що не зарівнюють­ся, — подальша стадія поглиб­лення знижень і перетворення їх у ярочки. Глибина цих промивин 50—100 см. Вони непрохідні для сільськогосподарських машин і знарядь, тому їх виводять із складу ріллі. Такі промивини розчленовують поля на дрібні ро­бочі ділянки. їх віднесено до лінійної ерозії.

Ярочки — подальша стадія поглиблення дна западин і перетво­рення їх у яри. Ярочки зустрічаються і по дну балок. їх глибина досягає 1—3 м. Ярочки теж віднесено до лінійної ерозії.

Яри — завершальна стадія розвитку лінійної ерозії, їх глибина становить 3—50 і може досягати 100 м. Яри спричинюють виведення земель із сільськогосподарського кори­стування, до того ж значних площ, що вдвічі перевищують площу самого яру. Конуси виносу ярів замулюють безплідною породою заплавні землі, перегороджують малі річки, обумовлю­ють заболочення заплав.

На відміну від промивини, яр має подовжений профіль і ха­рактерну зовнішню форму. Понад 80 % ярів завдовжки до 0,5 км віднесено до коротких. Значно менше поширені яри се­редньої довжини (0,5—2 км), а довгі (2—5 км) зустрічаються ду­же рідко.

Типовою для яру є наявність вершини, відвершків, дна, рус­ла, гирла, конуса виносу, схилів та брівки (рис. 1).

Вершиною яру називають ту його частину, через яку надхо­дить найбільша частина поверхневого стоку. Як правило, це урвища, що мають різну глибину. На глинистих грунтах вона ста­новить 3—б м, а на лесових породах — ЗО м і більше. Вершина ін­тенсивно росте в довжину, глибину та ширину. її ріст у довжину відбувається в напрямку, протилежному рухові стічної води.

Багато ярів мають декілька вершин. Головною з них нази­вають вершину найбільшого розміру, бо саме в неї потрапляє найбільша кількість води. Через бічні вершини вода в яр потрап­ляє менше. Ці вершини називають відвершками.

Нижня частина яру обмежується схилами. На ній осідають продукти виносу, вона і є дно яру. Дно має певний нахил і по ньому стікає вода. В старих ярах по дну проходить русло, по якому тече вода. В молодих ярах водний потік тече по всьому дну, тому поняття дна і русла тут збігаються. В яружно-балкових системах ділянки дна займають лише 0,1—2 % їх за­гальної площі.

Рис. 1. Схема яру та його частин (за Захаровим, 1978):

1 — вершина; 2 — схили; 3 — відвершки; 4 — дно і русло; 5 — брівка; 6 — конус виносу в гирло яру; А—А, Б—Б — лінії розрізів

Гирло яру — найстаріше за віком місце сполучення яру з річковою долиною або балкою. Це кінцева частина яру, що залягає нижче всіх інших його частин. У гирлі ярів схили найбільш пологі, нерідко покриті трав'янистою рослинністю, а дно має незначний нахил і найбільшу ширину, тому швид­кість водного потоку тут знижується, внаслідок чого відклада­ється дрібнозем у вигляді віяла, або конуса виносу. До гирла ярів потрапляє значно більше продуктів виносу, ніж у гирла балок. Це пояснюється тим, що в яру відбувається розмив Грунту і підґрунтя.

Схил яру — це похила площина землі між брівкою та дном яру, або бічна стінка яру, яка знизу обмежена дном, згори — прилеглим схилом. У молодих ярів в період їх інтенсивного рос­ту схили досить стрімкі (20—30°), старі ж яри, що вже припи­няють свій ріст, набувають природної стрімкості схилів, харак­терної для конкретної гірської породи.

Рис. 2. Схема будови промивини та стадій розвитку яру (за С. С. Соболевим, 1961):

І — промивина (А~А, Б—Б — лінії розрізів); стадії: II — вершинного розмиву, III — вироблення поздовжнього профілю та рівноваги, IV — затухання

Брівка яру — це перетин земної поверхні з бічними стін­ками яру.

Розвиток ярів відбувається у три стадії: вершинного роз­миву, вироблення поздовжнього профілю і досягнення рівноваги та затухання росту (рис. 2).

На стадії вершинного розмиву під дією водного потоку в промивині з'являється вершинний перепад висот відносно до місцевого базису ерозії. Коли цей перепад досягає глибини 1,5— З м, під дією спадної води утворюється лійка розмиву, а також підмивання ґрунту, що спричинює зсув ґрунту назустріч стічній воді. Відвалена при цьому маса грунту і підґрунтя зноситься стіч­ною водою. Ріст яру в довжину відбувається дуже швидко. Од­ночасно з ним руйнується і поглиблюється дно яру. Бічні схили набувають зривистої форми.

На цій стадії розвитку яр глибоко врізається в товщу грунту і його ріст здійснюється у багатьох напрямках, однак гирло ще не досягає місцевого базису ерозії. Воно неначе зависає на схи­лі, тому такі яри дістали назву "висячі" (рис. 2).

На стадії вироблення поздовжнього профілю і досягнення рівно­ваги розширюється і поглиблюється донна частина яру, тобто формується поздовжній і розширюється поперечний його про­філі. Русло яру перестає бути висячим, воно доходить до місце­вого базису ерозії. Яр набуває поздовжнього профілю, що має форму увігнутої кривої, крутість якої рівномірно зменшується в напрямку від вершини яру до його гирла. Поперечний профіль яру розширюється через підмивання та обсипання схилів, що тривають до закінчення цієї стадії розвитку яру, після чого схи­ли перестають обсипатися і заростають рослинами-піонерами (буркуном, свинороєм, підбілом та ін.).

Для стадії затухання росту характерні повне припинення глибинної ерозії, зупинка процесів підмивання та завершення формування природної стрімкості схилу. Дно яру затягується де­лювієм і поступово вирівнюється. Яр остаточно досягає місцевого базису ерозії і на його схилах поселяються трав'янисті рослини та чагарники. Яр поступово перетворюється в балку.

Причинами затухання росту яру є досягнення профілю рів­новаги та зменшення площі водозбору.

Численні морфометричні та морфологічні дослідження ярів на території України і за кордоном показують, що в межах од­ного яру можна спостерігати різні стадії його розвитку, при цьому кожній стадії відповідає і певна форма поперечного про­філю яру.

У районах поширення Грунтів на грубопилуватих лесах (пів­ніч лісостепової зони, лесові острови на Поліссі) в утворенні яружних систем бере участь і підземна ерозія. Суть її полягає у тому, що випадання дощів обумовлює суфозійне просідання дна тимчасових водотоків через розчинення та винос карбонатів. Підземний потік води заповнює утворені внаслідок просідання порожнини, виклинюючись на дні яру (рис. 8). Підземне рус­ло розширюється під дією води до того часу, доки на нього не звалиться покрівля з ґрунту. Звалений Грунт зноситься водним потоком на дно яру. Підземна ерозія дуже прискорює ріст ярів.

До осередків ерозії відносять також ділянки акумуляції продуктів водної ерозії. Відкладання продуктів змиву та роз­миву звичайно відбувається при зменшенні стрімкості схилів і біля їх підошов, у гирлах промивин, ярів, балок та в інших місцях зменшення швидкості стоку і його розпилення. При цьому утворюються намиті грунти, що можуть мати підвище­ну родючість.

На грунтах, що утворилися на елювії щільних порід, під дією змиву виникають і підсилюються щебенюватість та кам'янистість грунтів. Камені начебто ростуть з грунту. їх періодично збирають і виносять за межі полів. Ґрунт швидко втрачає свою родючість.