Основные условия развития овражной эрозии

Одним из важнейших вопросов изучения овражной эрозии является анализ условий ее развития. Существует целый комплекс условий, которые подразделяются на две группы: природные и антропогенные (табл. 2).

Геологические условия во многом определяют оврагообразование. Чем больше горная порода подвержена размыванию, тем интенсивнее при прочих равных условиях, протекает овражная эрозия.

Таблица 2. Основные условия развития овражной эрозии.

Размываемость определяется в основном физико-механическими свойствами пород. По этому признаку все породы подразделяют на легко-, среднеи трудно размываемые. К легкоразмываемым относят лессы, лессовидные супеси и суглинки, пески и др. К средне размываемым — плотные глины, мергели, доломиты и др. Известняки, песчаники и другие, скальные и полускальные породы относят к трудно размываемым.

Судят по об устойчивости пород к размыву по допустимым неразмывающим скоростям (ДНС). Так, для лессовидных суглинков, глин плотных и песчаников ДНС составляют соответственно 0,7, 1,3 и 3,7 м/с.

Геоморфологические условия выражены, прежде всего, крутизной, длиной, формой и экспозицией склонов, гипсометрическим положением, глубиной расчленения, формой и размерами бассейнов водосбора и т. д.

Крутизна склона, как и в плоскостном смыве, является одной из главных морфометрических характеристик овражной эрозии, так как определяет скорость стекания временных потоков, а, значит, их эродирующую силу. При увеличении угла наклона поверхности склона в два раза (при одинаковой площади водосбора и прочих равных условиях) объем выноса материала также возрастает почти в два раза.

Крутизна склонов связана с глубиной расчленения рельефа. Исследования овражной эрозии на востоке Русской равнины показали тесную связь между глубиной расчленения и густотой овражной сети (табл. 3).

Длина склонов определяет размеры площади водосбора и степень интенсивности водного потока. На длинных склонах интенсивность роста оврага снижается. Как показывают исследования, наиболее часто овраги возникают на склонах средней длины (500−750 м). На коротких склонах объем и концентрация стока талых и ливневых вод недостаточны для формирования оврага. Кроме того, верхняя часть склонов вообще не подвержена овражной эрозии. Здесь развиваются процессы дождевой и мелкоструйчатой эрозии.

Таблица 3. Зависимость густоты овражной сети от глубины расчленения в одинаковых комплексах горных пород и одинаковой залесенности (Овражная эрозия…, 1990)

Длина водораздельно-долинных склонов зависит от густоты речной сети. Чем гуще речная сеть, тем уже водоразделы и слабее развивается овражная эрозия. Данная закономерность описывается формулой:

1 = 1 / 2р (1),.

где: 1 — средняя длина склонов, км; р — густота речной сети, км/км²

Форма продольного склона влияем на скорость водного потока и его размывающую способность. Овраги, как правило, образуются на склонах выпуклой формы, когда уклоны в нижних частях достигают 15−20є. Скорости потоков при этом значительно превышают допустимые неразмывающие для слагающих склон пород и в результате создаются условия для размыва. Следует также отметить, что почвы и грунты на выпуклых склонах просыхают быстрее, чем на вогнутых, и, поэтому подвержены более интенсивному смыву и размыву.

Экспозиция склонов способствует как усилению, так и ослаблению процесса овражной эрозии, более интенсивный размыв наблюдается на южных и юго-западных склонах, где почвы и грунты поверхностного слоя быстрее оттаивают и просыхают. На склонах северной экспозиции происходит медленное таяние снега, в результате чего часть талой воды расходуется на инфильтрацию. Влияние этого фактора в разных природных условиях неоднозначно, что связано с различной интенсивностью осадков, преобладанием ветров тех или иных румбов, мощностью снежного покрова и др.

Среди других геоморфологических условий можно отметить такие как: глубина местного базиса эрозии, гипсометрическое положение пояса овражной эрозии, площадь и морфология водосбора и т. д. Переход от плоскостного смыва и мелкоструйчатого стока к линейному и обратно во многом определяется плановыми очертаниями элементарных морфологических единиц. Они представляют собой наименьшие по площади, как правило, неделимые участки поверхности, единые по уклону, морфологии и экспозиции (Тимофеев, 1984). Каждая элементарная единица водосбора в зависимости от морфологии по-разному участвует в формировании поверхностного стока и, соответственно, в процессе оврагообразования.

Существенную роль в развитии овражной эрозии играют и другие рельефообразующие процессы, которые получают развитие, преимущественно в начальной стадии оврагообразования: оползневые, суффозионные и солифлюкционные. В качестве примера влияния суффозионных процессов на развитие овражной эрозии могут служить суффозионно-эрозионные овраги в бассейне Нижнего Дона, детально изученные П. Ф. Молодкиным (1992).

Значительное влияние на формирование оврагов химической суффозии и оползневых процессов отмечается в Нижнем Поволжье, где широко распространены сильно засоленные породы морского генезиса.

Солифлюкционные процессы в отличие от оползневых и суффозионных, участвуют как на начальной, так и в конечной стадиях образования оврагов. Они сглаживают склоны оврагов и тем самым способствуют превращению их в балки.

Климатические условия на развитие овражной эрозии оказывают как прямое (осадки, их интенсивность, продолжительность, время выпадения), так и косвенное (температура, влажность воздуха, ветер и др.). Наиболее велико влияние ливневых дождей с интенсивностью выпадения осадков более 0,5−1,0 мм/мин. Полевые наблюдения показывают, что во время ливней большая часть осадков не успевает фильтроваться почвами и грунтами. При этом формируется сток повышенной интенсивности, который и вызывает линейную эрозию.

Развитие овражной эрозии зависит также от температуры и влажности воздуха. Влажные почвы и грунты в меньшей степени подвержены размыву, нежели сухие.

Растительный покров является сдерживающим фактором оврагообразования. Его противоэрозионное значение заключается в защите почв и горных пород от ударного воздействия дождевых капель, снижение скорости временных водотоков, увеличение водопроницаемости, равномерном распределении снежного покрова и т. д. Древесная и кустарниковая растительность предохраняет склоновые земли от глубокого промерзания, способствует медленному снеготаянию, а корневые системы значительно повышают сцепные качества почв и грунтов. Существенную противоэрозионную роль выполняют лесная подстилка и «степной войлок», поглощающие в 2−6 раз больше воды, чем весят сами в воздушно-сухом состоянии.

Почвенный покров на процесс овражной эрозии влияет лишь при формировании эрозионных борозд и промоин. При их углублении почвы полностью размываются и уже не оказывают влияния на условия оврагообразования.

Интенсивность образования начальных форм линейной эрозии в значительной мере определяется противоэрозионной устойчивостью почв, которая представляет собой отношение мощности струи к скорости размыва почв. Этот показатель часто оценивается допустимыми неразмывающими скоростями. Так, для серых лесных почв эта скорость составляет 0,17, для черноземов — 0,19, для светло-каштановых — 0,15 м/с. Как видно, наиболее противоэрозионно устойчивыми являются черноземы, что связано с большим содержанием гумуса, который во время дождя не набухает, так как обладает хорошей водопроницаемостью (около 2мм/мин). К тому же на черноземе не образуется корочка, способствующая интенсивному смыву и размыву. Наивысшей противоэрозионной устойчивостью обладают черноземы типичные, за ними следуют выщелоченные, оподзоленные обыкновенные и южные.

Показатель противоэрозионной устойчивости почв является зональным признаком. В равнинных условиях он возрастает от подзолистых почв к серым лесным, достигая максимальных значений для черноземов, а затем снижается к зонам темно-каштановых, каштановых и светло-каштановых почв.

В горных условиях противоэрозионная устойчивость подчиняется вертикальной зональности и возрастает от предгорий к высокогорьям.

Инженерная и хозяйственная деятельность на развитие овражной эрозии многообразна. Она либо положительна, когда направлена на предупреждение оврагообразования и на борьбу с ним, либо отрицательна, когда способствует его развитию.

Первая связана с проведением противоэрозионных мероприятий, которые включают следующие основные операции:

проведение агротехнических приемов, обеспечивающих регулирование поверхностного стока;

устройство земляных гидротехнических сооружений (водозадерживающие валы, дамбы-перемычки и др.;

лесомелиорация (облесение оврагов).

Вторая — заключается в вырубке лесов, распашке земель, нарушении правил землепользования и др.

В заключении отметим, что процессы овражной эрозии зональны, так как такие условия оврагообразования как климат, почвы и растительность подчиняются зональным закономерностям.

рельеф овражный эрозия картограмма.

Вопросы для самопроверки

Как выражено влияние рельефа на формирование оврагов?

Как влияет экспозиция склонов на оврагообразование?

Роль человеческой деятельности в образовании оврагов.

Какие свойства пород в большей степени влияют на интенсивность эрозионных процессов?