Процесс смыва почвы водой

Смыв почвы

Ускоренная эрозия

Нормальная эрозия

Виды водной эрозии

Смыв и размыв почвы

Ускоренная эрозия

Нормальная эрозия

Водная эрозия почв

Неблагоприятные природные явления

Явление разрушения и переноса почвенных частиц и горных пород водами поверхностного стока, ливнями и паводками называют водной эрозией. Различают древнюю и современную водную эрозию. Современную водную эрозию подразделяют на нормальную и ускоренную.

Нормальной эрозией называют незаметные разрушения почвы, которые быстро восстанавливаются благодаря почвообразовательному процессу.

В зависимости от особенностей рельефа и метеорологических условий под воздействием воды и ветра происходит постоянное передвижение частиц почвы и горных пород с общей тенденцией перемещения с повышенных в пониженные места. Без воздействия человека этот процесс протекает очень медленно и больших разрушений не причиняет.

Ускоренная эрозия, как правило, проявляется в районах интенсивного воздействия на поверхность почвы в результате хозяйственной деятельности: распахивание огромных территорий, интенсивной эксплуатации лесов, неудовлетворительного использования пастбищ, несоблюдения противоэрозионных мероприятий. Ускоренная эрозия проявляется в виде смыва и размыва.

Классификация эрозии почв

Смыв почвы – процесс разрушения и переноса почвы рассеянными струйками воды. Начальным видом эрозии является капельная (дождевая) эрозия. Капли дождя обладают большой кинетической энергией, при их падении на незащищённую растительностью почву происходит разрушение (распыление) почвенных агрегатов, их разбрызгивание и последующее перемещение.

Смыв почвы начинается, когда на поверхности склона сформируется слой текущей воды, энергия которого превышает силу сцепления почвенных агрегатов и их водопрочность.

Смыв почвы, вызываемый стоком талых вод, происходит обычно на поверхности, оттаявшего на небольшую глубину слоя почвы. Поступающая от снеготаяния вода насыщает оттаявший верхний слой и приводит его в состояние текучести.

При сравнительно интенсивном таянии снега на поверхности быстро возникает сток, увлекающий частицы почвы из разжиженного её слоя. Во время сильного снеготаяния струйки воды собираются в ручейки, потоки и производят более заметные струйчатые размывы почвы.

После снеготаяния почва на склонах покрыта промоинами и ручейковыми размывами. После её обработки эти неровности обычно разглаживаются. Таким образом, ежегодно происходит удаление по поверхности небольшого слоя почвы и вымывание питательных веществ из почвы, что приводит к значительному обеднению почвы.

Сток дождевых вод при неравномерном выпадении осадков не отличается особой разрушительной силой, вызывая смыв мельчайших частиц почвы.

От степени смытости почв зависит снижение их плодородия, что связано с изменением химического и механического состава, физико-химических свойств, физического состояния, биогенности. При этом в почвах разных генетических типов ухудшение плодородия вызывается различным сочетанием факторов.

Во время ливневых осадков тяжёлые крупные капли дробят почвенные агрегатные фракции на мелкие частицы, которые легко переходят во взвешен­ное состояние и увлекаются текущими водами. При ливневом стоке происходит образование на поверхности почвы мелких и более крупных струйчатых размывов.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Размыв почвы

Принято считать, что эрозия — смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков (Заславский, 1979). При подобном толковании понятия эрозии почв воды поверхностного стока выступают лишь в качестве источника кинетической энергии потока, а процессы смыва и аккумуляции искусственно расчленены.[ . ]

Наиболее общую классификацию водной эрозии почв предложил М. Н.Заславский [21]. Он выделял различные виды эрозии в зависимости от того, стоком каких вод она вызывается: талых, дождевых или орошения (ирригационная эрозия). Кроме того, он обращал внимание на то, что эрозия иногда возникает в результате сезонного выхода на поверхность грунтовых вод, а также в результате сброса на почвенный покров сточных вод в процессе неправильной эксплуатации различных инженерных сооружений. Далее эрозию можно подразделять на поверхностную, или смыв почвы, и линейную, или размыв почвы и подстилающих пород.[ . ]

На мульчированных участках сокращается сток, смыв и размыв почвы талыми водами, увеличивается ее влагозарядка. Так, в 1968 г. после интенсивных (86 мм) дождей запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на мульчированных площадях возросли на 51,6 мм, а на обычных — только на 29,7 мм. В июне — июле по утрам на соломенной мульче образовывалась роса, которая несколько увлажняла верхний слой почвы.[ . ]

Более плотное сложение и повышенная связность бесструктурных почв повышают удельное сопротивление при их обработке и ухудшают развитие корней растений. Как отмечалось выше, структурная почва хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, а следовательно, смыв и размыв почвы, а структурные комочки размером более 1—2 мм устойчиво противостоят развеванию ветром.[ . ]

Отсюда различают водную эрозию, проявляющуюся в размывах и смывах почвы, и ветровую эрозию, или дефляцию, состоящую в выдувании почвы. Смыв и выдувание почвы называют еще плоскостной, а размыв почвы — линейной эрозией.[ . ]

Эрозия и дефляция могут проявляться совместно при различном чередовании процессов, например: сток талых вод->-смыв и размыв почвы (конец марта — начало апреля)->иссушение-н»-выдувание (конец мая — начало июня) или иссушение—»-выдувание (май)->-ливневые осадки (июнь, июль)->-переувлажнение->сток кмыв и размыв почвы.[ . ]

Линейная эрозия вызывается талыми и дождевыми водами, стекающими значительной массой, сконцентрированной в узких пределах участка склона. В результате происходит размыв почвы в глубину, образуются глубокие промоины, рытвины, которые постепенно перерастают в овраги. В зависимости от почвенно-климатических условий рост и формирование оврага идут со скоростью от 1—3 до 8—25 м в год.[ . ]

Поверхностный поток воды на склоне обладает определенной кинетической энергией, которая пропорциональна массе воды и скорости ее стекания. Часть энергии расходуется на разрушение (размыв) почвы, ее отдельных комочков, а также на перенос разрушенного материала.[ . ]

Водная — это разрушение почвенного покрова под действием поверхностных водных потоков, проявляется в плоскостной и линейной форме. Плоскостная Э. п. проявляется в виде смытости поверхностных горизонтов (слоев) почв. Линейная (овражная) Э. п. представляет собой размыв почв и подстилающих пород, проявляющихся в виде формирования различного рода промоин и оврагов.[ . ]

Используя лейки с насадками для увлажнения посевных ящиков со всходами, полив начинают с одной стороны и, пронося над растениями лейку, сохраняют постоянный напор струи. Лейку отводят от растений, не прекратив потока воды. Это предотвращает неожиданные выбросы воды из носика, которые могут повредить нежные растения и размыть почву.[ . ]

Пологие берега балок в ряде районов имеют довольно значительную протяженность вдоль направления стока, так, в центральных районах Молдавии она достигает 300-400 м, в правобережье нижней Волги — 280-350 м, в стенных районах правобережья Днепра — 200-250 м. При активном использовании таких склонов в качестве лугов и пастбищ на них развивается смыв и размыв почв. Раньше такие территории предлагалось отводить под сплошное (массивное) облесение. Исследованиями ВНИАЛМИ доказано, что их можно продолжать использовать в качестве лугов и пастбищ после насаждения лесных полос поперек склона и совмещения их с простейшими гидротехническими сооружениями. На берегах балок крутизной до 20° лесными полосами в сочетании с простейшими гидротехническими сооружениями здесь удается зарегулировать сток 10%-й обеспеченности.[ . ]

Сказанное о значении направления лесосеки — лишь общая лесово-дственная схема. В некоторых случаях и на севере более целесообразно придавать направление лесосеке не с севера на юг, а с запада на восток, например в лишайниковых борах. В горных районах при установлении направления лесосеки необходимо учитывать крутизну и расположение склонов. Сплошнолесосечные рубки допустимы на пологих склонах с глубокими почвами. Направление лесосеки привязывается к горизонталям, т. е. лесосеки идут поперек склона, так как иначе возможен размыв почвы.[ . ]

Во многих районах страны в последние годы проводятся большие работы не только по закреплению, но и по сельскохозяйственному освоению оврагов и заовраженных земель. При этом большое значение имеет засыпка промоин, которые часто придают склонам гофри-рованную поверхность. На таких склонах затрудняется работа сельскохозяйственной техники, снижается качество проведения полевых работ, концентрируется сток осадков, усиливаются смыв и размыв почвы. При концентрированном стоке осадков они довольно быстро превращаются в овраги.[ . ]

В летний период в системе ажурных лесных полос создаются более равномерный воздушный режим, температура и влажность воздуха. Зимой снег на защищаемых полях распределяется здесь несколько равномернее, чем в системе плотных лесных полос. Однако концентрация снега в самой полосе и около нее остается довольно высокой, что снижает ее мелиоративную и водорегулирующую роль. Весной при таянии снега большое количество воды сбрасывается в пониженные элементы рельефа, в результате чего наблюдается смыа и размыв почвы.[ . ]

Существенным путем снижения экологических последствий эрозионных процессов является создание таких почвенно-физических условий, которые бы не приводили к возникновению поверхностного стока различных по генезису вод. Другими словами, перед эрозиоведами ставится задача перевода поверхностного стока талых, ливневых и ирригационных вод во внутрипочвенный. Реализация этой задачи сдерживается рядом факторов. Во-первых, на водосборном бассейне любого размера полностью ликвидировать поверхностный сток талых и ливневых вод практически невозможно. Особенно это относится к стоку талых вод, поскольку сибирские почвы глубоко и сильно промерзают и данные воды стекают по оттаявшей на небольшую глубину почве. Даже в нативных условиях, как показано выше, сток талых и ливневых вод составляет значительную величину, правда без смыва и размыва почвенного покрова склонов. Это обусловлено почвозащитной ролью естественной растительности, которая заключается в том, что стекающие воды, как правило, не достигают критических скоростей, при которых инициируется смыв и размыв почв, и нормальная (геологическая) эрозия в природных условиях протекает крайне медленно. Если и происходит вынос твердой фазы почвы, то он здесь настолько ничтожен, что компенсируется процессами почвообразования, находящимися в равновесии с окружающей средой.[ . ]

Источник

Поверхностная эрозия почв

Талые и ливневые воды, стекая по поверхности земли, разрушают ее. Вода стекает не в виде слоя, равномерно покрывающего поверхность склона, а небольшими струй ками, более или менее равномерно рассеянными по поверхности склона.

При движении вниз по склону каждая струйка воды промывает русло, взмучивая и унеся с собой частички почвы. Частицы почвы, уносимые водой с полей, называют твердым стоком. По мере движе ния по склону мелкие струйки могут сливаться в крупные, промывая для себя и более глубокие русла. После окончания стока поверхность пашни бывает изрезана бороздками (водороинами).Если поперек склона натянуть мерную ленту и на протяжении 50 м промерить у всех пе ресекших эту линию бороздок ширину и глубину, то можно вычислить суммарную площадь сечения всех водороин в квадратных метрах. Умножив полученную величину на 1 м, получим приближенно объем почвы в кубических метрах, унесенной поверхностным стоком воды с 50 м 2 учетной площадки (метод учета С. С. Соболева). Закладывая такие учетные площадки в разных частях склона (верхней, средней, нижней), можно учесть смыв со всей площади.

Количество смытой почвы можно определить и по степени мутности воды. Для этого необходимо определить вес твердого стока в 1 л или 1 м 3 воды и учесть количество воды, стекающей с данной площади во досбора. Это можно делать, измеряя сток воды в лощинах и балках.

В центрально-черноземной зоне средняя величина ежегодного смыва почвы с 1 га пашни местами достигает 200 м 3 и более, особенно во время ливня.

Значительная часть твердого стока выносится в моря, остальная оседает в балках, прудах, долинах рек и в водохранилищах.

В ряде зарубежных стран процессы смыва почвы получили очень большое развитие. Так, по данным, приведенным в книге Ж. Дорста (1968), крупнейшая река США — Миссисипи в течение года выносит в океан до 300 млн. т твердого стока, а река Хуанхе в Китае — в сред нем 1890 млн. т при максимальном выносе твердого стока 2643 млн. т, что составляет 50-100 т с каждого гектара площади водосбора. В США, в районе Лос-Анжелоса, смыв почвы с 1 га составляет от 6 до 144 т в год, в Индии, в бассейне Ганга, — 36, в Алжире, в бассейне Уэда и Уджда, — от 45 до 150.

После окончания стока воды поверхность пашни остается покрытой сетью водороин. При обработке почвы водороины заравниваются рядом лежащей землей, поэтому общая толщина слоя почвы уменьшится.

Поскольку почва смывается ежегодно в течение десятков и сотен лет, то умень шение толщины пахотного слоя стано вится весьма ощутимым. Образуются разной степени смытые почвы. В табли це 28 приводится классификация смытых почв.

Приведенная в таблице 28 номен клатура пригодна и для почв, разру шенных ветровой эрозией.

При определении степени смытости почвы необходимо сравнивать мощность генетических горизонтов (А, В) почвенных разрезов на участках, где нет смыва (водоразделы и нераспахиваемые склоны, покрытые растительностью), с участками на распахиваемых склонах.

На разрушительную силу воды, вызывающую смыв почвы, сущест венное влияние оказывают рельеф, тип почвы, растительность, климат и хозяйственная деятельность человека. Ведущим фактором является рельеф местности. При этом большое значение имеет форма склонов поверхности земли. Различают выпуклые, прямые и вогнутые склоны, но могут быть и сложные, состоящие из перечисленных элементов. По С. С. Соболеву, наибольший смыв наблюдается на выпуклых участ ках склонов, где при движении вниз одновременно нарастают крутиз на склона и масса стекающей воды (рис. 34).

На прямых склонах в несколько ослабленном виде, поскольку уклон постоянный, повторяются закономерности смыва почвы на выпуклых склонах. На вогнутых склонах по мере движения вниз хотя и увели чивается масса стекающей воды, но вследствие уменьшения уклона почва смывается меньше, чем на прямом склоне.

Для центрально-черноземной зоны европейской части СССР Д. Л. Армандом (1954) установлена тесная связь между уклоном по верхности земли и степенью смытости почвы (табл. 29).

Степени смытости приведены в таблице 29 по старой классификации, охватывающей смыв гумусового горизонта. Поэтому первые три степени будут соответствовать I классу, четвертая — II классу, а пятая — III классу смытости по новой классификации.

Противоэрозионная стойкость почвы зависит в основном от проч ности ее структурных агрегатов. Наибольшей прочностью обладают верхние горизонты почвы; наименьшей — материнские породы. Черно земные почвы более стойки к смыву, чем другие типы почв. Распыленные, бесструктурные почвы, в том числе и черноземные, легко поддают ся эрозии.

Растительность, особенно естественная, предохраняет почву от эрозии. Под ее влиянием улучшается почвенная структура, повышается ее стойкость к смыву и улучшается способность впитывать воду.

Климат оказывает большое влияние на развитие эрозии. Эрозия, вызываемая талыми водами, распространена в районах, где почва промерзает довольно глубоко, а ливневая — преимущественно на западе и юго-западе европейской части СССР.

Хозяйственная деятельность человека является решающим факто ром в развитии эрозии почв. Неправильное пользование землей привело к усилению эрозии. Познание ее причин дает возможность использо вать более совершенные приемы возделывания почвы и защиты ее от эрозии. В социалистическом обществе этому делу придается общегосударственное значение, что позволяет проводить эффективные ме роприятия в широких масштабах.

Поверхностная эрозия почвы наносит огромный ущерб народному хозяйству страны. В результате смыва верхнего слоя почвы значительные площади пахотных земель в той или иной степени утратили свое плодородие. Кроме твердых частиц, поверхностные воды уносят также много растворенных питательных солей. Почвы средней и сильной смытости окаймляют лощины, балки и долины полосой шириной 100—200 м и более. Зная характер размещения смытых почв и длину гидрографической сети в каком-либо почвенно-климатическом районе, нетрудно подсчитать общую площадь этих почв.

Обобщая данные по урожайности, в качестве первого приближения С. С. Соболев рекомендует следующие бонитировочные коэффициенты при качественной оценке почв: несмытые — 1,0; I — степень смыто сти — 0,5; II степень смытости — 0,2.

Смытые почвы меньше, чем несмытые, содержат гумуса и других элементов пищи растений, поэтому при возделывании на них сельско хозяйственных культур требуется иная агротехника, чем на несмытых почвах. Здесь необходимы более высокие дозы удобрений и специальные приемы обработки почвы.

Кроме снижения плодородия почвы, водная эрозия наносит и другой вред. В результате кольматажа (отложения твердого сто ка) происходит заиление прудов и водохранилищ, мелеют реки, за болачиваются поймы.

В книге Ж. Дорста (1968) приводятся следующие данные из миро вой практики: в водохранилище Уэд-Форд в Алжире емкостью 225 млн. м 3 ежегодное заиление достигает 300 тыс. м 3 ; в водохранилище на р.Стримон (Керкини) в Греции — 5,5 млн. м 3 ; в Гуаньдунском водох ранилище в Китае — 90 млн. м 3 , и оно может выйти из строя через 30-40 лет. В Техасе (США) одно водохранилище на р. Колорадо было заилено на 47% за 7 лет; другое — на 83% за 9 лет.

Следовательно, водная эрозия является грозной опасностью для человечества и требует принятия неотложных мер по ее предотвращению. Наукой и практикой разрабатывается комплекс мер защиты почвы от эрозии, одним из элементов которого является лесомелиорация.

Колесниченко, М.В. Лесомелиорация с основами лесоводства/ М.В. Колесниченко. – М.: Колос, 1971.- 239 с.

Источник