В гидротехнических мероприятиях террасирование используется на очень крутых склонах. В таких местах строятся бастионы для удержания воды и рвы для отвода излишков воды, а также быстрые дренажи в руслах впадин и ручьев.
Эрозия почв: причины, виды, последствия, методы предотвращения
Определение эрозии почвы относится к разрушению поверхностного слоя почвы под воздействием осадков и ветра. По оценкам, за последние два столетия эрозия уничтожила почти 2 миллиарда гектаров пахотных земель. Это сравнимо с 1,5 миллиардами гектаров пахотных земель, обрабатываемых в настоящее время.
Эрозию обычно дифференцируют в зависимости от основных факторов, оказывающих разрушительное воздействие. Предполагается, что их три. Это вода, ветер и сочетание первого и второго.
Причины и виды эрозии почв
В зависимости от причин возникновения эрозии различают естественную (физическую) эрозию и техногенную эрозию, которая обусловлена последствиями промышленной деятельности человека.
Виды эрозии почвы в зависимости от причины: ветровая эрозия и водная эрозия.
Водная эрозия подразделяется на различные типы:
- Капельная эрозия;
- Плоскостная эрозия;
- Линейная эрозия (может быть глубинная и боковая);
- Эрозия техногенного происхождения.
Эрозию также различают в зависимости от скорости происходящих процессов. В этом случае она идентифицируется:
- нормальной или геологической (естественной),
- ускоренной, разрушительной (антропогенной). Но антропогенная эрозия не всегда является ускоренной.
Пример: Вызванная ирригацией эрозия почвы — это форма антропогенной эрозии почвы, которая возникает при несоблюдении правил ирригации в орошаемом земледелии.
Первый вариант возможен на участках с естественной растительностью. В этих условиях почва может восстанавливаться, поскольку процесс почвообразования не прекращается в естественных условиях.
Водная эрозия почвы
Второй вариант возникает при удалении естественной растительности. Это происходит, когда сельскохозяйственные земли не используются должным образом. Этот процесс происходит на участках с неровным рельефом. Обычно — в степях или лесостепях и при пренебрежении противоэрозионными мероприятиями.
Наиболее опасной формой водной эрозии является эрозия ручья. Процесс развивается довольно быстро. Водотоки сначала вымывают небольшие овраги, которые в течение двух-трех лет могут превратиться в огромные овраги. Однако может случиться так, что в одном роднике образуется большой овраг.
Вред ветровой эрозии
Ветровая эрозия может нанести необратимый ущерб либо в течение длительного периода времени, либо в течение нескольких часов. Пыльные бури (черная пыль) очень быстро сметают верхний слой почвы, иногда унося его на многие сотни километров. Иногда эта пыль оседает и покрывает целые водоемы. Мы можем взять пример с 1950-х годов. В то время, когда в степях Казахстана и в западной части Крайнего Алтая осваивались новые земли, использовался плуг. После посева наступила засуха, а затем с запада в район пришел сильный ветер. В результате была удалена большая часть плодородного слоя. Пыль из казахских и алтайских степей оседала даже в Красноярском крае.
Ветровая эрозия
В лесостепи и иногда в степи эрозия под действием воды и ветра иногда происходит одновременно (часто). В этом случае последовательность следующая. Ручьи омывают почву весной. Затем почва высыхает. На следующем этапе высушенная почва превращается в пыль. Чаще всего это происходит при многократной обработке почвы. Затем почва, превратившаяся в пыль, сдувается и переносится в другие районы.
Когда летом начинаются сильные дожди, пыльную почву уносят мелкие и крупные ручьи. Если дождь продолжается, почва выдувается и размывается на гораздо большей площади. Другими словами, начинается процесс формирования потока.
Районы распространения в России и в мире
В России ветровая эрозия присутствует в определенных пределах. На севере проходит линия неправильной формы от Воронежа на восток. Граница проходит через Самару, Челябинск, Петрозаводск и Омск. Она продолжается до Новосибирска, а затем в Восточную Сибирь, через Хакасию, Бурятию, Туву и Читинскую область. По этой причине принимаются меры по защите сельскохозяйственных земель на юге от ветровой эрозии. Высокий риск ветровой эрозии существует в Поволжье, на Северном Кавказе, Урале и в Сибири. Площадь, подверженная риску, составляет более 45 миллионов гектаров, из которых 38,7 миллиона гектаров — пахотные земли.
Карта процессов деградации и эрозии почв в России
Как показывают данные почвенного баланса, 36,5 млн. га сельскохозяйственных земель в России подвержены водной эрозии. Из них 24,7 млн. га — пахотные земли. Эта эрозия вызывается талыми и дождевыми водами. Чаще всего встречается в лесостепной зоне. Наиболее подвержены водной эрозии почвы центрально-черноземной зоны, Поволжья, Центрального региона и Северного Кавказа. Количество талой воды в этих районах составляет от 80 до 100 мм.
Нечерноземная зона характеризуется тем, что наибольшая площадь сельскохозяйственных угодий находится на склонах. По этой причине 62 % почвы постоянно находится под угрозой эрозии.
Почвы в таких странах, как Канада, Китай, Индия, Австралия и большинство африканских, европейских и азиатских стран сильно страдают от эрозии. Например, всего за три столетия пустыня Сахара сместилась на 400 километров к югу.
В США во второй половине 1950-х годов в результате эрозии было уничтожено почти 40 миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. На сегодняшний день уничтожено или серьезно повреждено почти 115 миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. Еще 313 миллионов гектаров были повреждены эрозией.
В России эрозия начала интенсивно распространяться в конце XIX века. Уничтожение лесной растительности, создание новых почв путем распашки, уничтожение травянистой растительности и низкий уровень сельскохозяйственных технологий привели к быстрому развитию эрозии. Больше всего пострадала центральная зона чернозема.
По данным на 1946 год, 41,2% указанной площади составляли пахотные земли, 20% — леса и 23,2% — необрабатываемые земли.
Всего за один год доля пахотных земель увеличилась до 69 %. В 1914 году эта доля составляла 80 %. К тому времени площадь лесов сократилась до 6-7 %. Сегодня пахотные земли в этом регионе составляют более 90 %.
По данным Госкомзема, в России 210 миллионов гектаров сельскохозяйственных земель. Более 117 миллионов гектаров подвержены эрозии под воздействием воды и ветра.
Эрозия почвы
Эрозия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение горных пород и почв поверхностными водами, течениями и ветром, включая отрыв и вынос кусков материала, связанных с их отложением.
Эрозия почвы 1 — Разрушение и эрозия верхних плодородных горизонтов почвы под воздействием воды и ветра.
Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких как океанские волны, ледники и гравитация; в этом случае эрозия является синонимом удаления. Однако существуют и специфические названия для этих процессов: Абразия (волновая эрозия), выветривание (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, твердая эрозия и т.д. Этот же термин (дефляция) используется и для ветровой эрозии, хотя последняя встречается гораздо чаще.
В зависимости от скорости своего развития эрозия делится на нормальную и ускоренную. Нормальная эрозия всегда происходит во время сильного стока, протекает медленнее, чем формирование почвы, и не приводит к заметным изменениям уровня и формы поверхности почвы. Оно происходит быстрее, чем образование земли, и приводит к деградации почвы и заметным изменениям в рельефе.
В зависимости от причин различают естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда ускоряется и наоборот.
Содержание
Гнейсовые валуны, подвергшиеся ветровой эрозии (горы Наньшань (en:Qilian), Китай).
Они делятся на два типа:
Начало пыльной бури связано с определенной скоростью ветра, но поскольку летящие частицы вызывают цепную реакцию новых частиц, она заканчивается при гораздо меньших скоростях.
Самые сильные бури произошли в США в 1930-х годах (Dust Bowl) и в СССР в 1960-х годах после освоения новых земель и связаны с нерациональной деятельностью человека: массовой распашкой без проведения почвозащитных мероприятий.
Существуют также специальные дефляционные формы рельефа — пузырьковые чаши — негативные формы, которые расширяются в направлении господствующих ветров.
Водная эрозия
Поверхностная эрозия
Поверхностная эрозия — это равномерное удаление материала со склонов, приводящее к их выравниванию. С некоторой долей абстракции можно представить себе, что этот процесс осуществляется непрерывным движущимся слоем воды, но в действительности его производит сеть небольших временных потоков.
В результате поверхностной эрозии образуются смытые и вновь смытые почвы и, в более широком масштабе, отложения делювия.
Линейная эрозия
В отличие от поверхностной эрозии, линейная эрозия происходит на небольших участках и приводит к фрагментации поверхности почвы и образованию различных эрозионных форм (овраги, балки, овраги, долины). Сюда также относится речная эрозия, вызванная постоянными потоками воды.
Эродированный материал обычно откладывается в виде вееров и образует речные отложения.
Виды линейной эрозии
- Глубинная (донная) — разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии.
- Боковая — разрушение берегов.
В любом постоянном и временном водотоке (реке, канале) всегда присутствуют обе формы эрозии, причем на ранних стадиях развития преобладает глубинная эрозия, а на поздних — боковая.
Механизм водной эрозии
Химическое воздействие поверхностных вод, включая речную воду, минимально. Основной причиной эрозии является механическое воздействие воды и переносимых ею обломков на ранее выветренные породы. Если в воде есть мусор, эрозия резко возрастает. Чем выше скорость потока, тем крупнее частицы мусора и тем интенсивнее процессы коррозии.
Сопротивление почвы действию потока воды можно оценить по критическим скоростям:
- Неразмывающая скорость — максимальная скорость потока, при которой не происходит отрыва и перемещения частиц.
- Размывающая скорость — минимальная скорость потока, при которой начинается непрекращающийся отрыв частиц.
Для почв и стратифицированных грунтов понятие скорости без разложения не имеет естественного смысла, поскольку даже при более низких скоростях происходит увлечение более мелких частиц. В турбулентном потоке отрыв частиц происходит при максимальных скоростях импульса, поэтому увеличение диапазона изменения скорости потока приводит к уменьшению критических скоростей для данной почвы.
