научная статья по теме КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ НА ПАХОТНЫХ СКЛОНАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕВЫХ МЕТОДОВ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ Геология

Текст научной статьи на тему «КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ НА ПАХОТНЫХ СКЛОНАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕВЫХ МЕТОДОВ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ»

6. Рекреационное природопользование на территории Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги: Методические рекомендации по нормированию рекреационных нагрузок и оценке состояния природных комплексов / С.Н. Канищев. Волгоград: ООО "Царицынская полиграфическая компания", 2012. 120 с.

Поступила в редакцию 08.07.2014

ECOLOGICAL CONSEQUENCES OF THE RELIEF TRANSFORMATION IN THE ASTRAKHAN REGION

N.A. BOGDANOV, Yu.S. CHUIKOV

Summary

Urbanization, industrial, agricultural and recreational land development actively transform landscapes in the Astrakhan region. First of all, the processes of land development affect the relief of the area, and properties of rocks and unconsolidated sediments (physical-mechanical, chemical, toxicological, microbiological, radiological etc.). Environmentally hazardous changes in geomorphological conditions in the region are associated with deflation, suffosion, landslides, wave erosion and water erosion, pollution of soil, pasture and recreational digression of the landscape. Changes of geomorphological conditions take place due to natural, anthropogenic, mixed effects, including techno- and biogenic processes. Special concern is paid to transformation caused by the influence of wind and water flows, as well as the "new factor" - organized but mostly disordered activity of different kinds of tourists. Thus, erosion threatening area reaches 2031 103 hectares, and deflation affects 29% of these areas. The annual number of tourists reaches 1.8 million people, most of which are spontaneous tourists. At one of the test sites on the beach of Volga-Akhtuba floodplain annual weight of waste from such activity amounted to 94 kg/hectare, and the amount of the people on the beach reaches up to 50 per 10 m along the shore. Damage can be reduced by a scientifically grounded environmental management. doi: 10.15356/0435-4281-2015-2-38-41

УДК 551.435.2:551.4.01(470.323)

© 2015 г. А.П. ЖИДКИН*, ВН. ГОЛОСОВ***, А.А. СВЕТЛИЧНЫЙ***, А.В. ПЯТКОВА***

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОСОВ НА ПАХОТНЫХ СКЛОНАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕВЫХ МЕТОДОВ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

*Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Россия; gidkin@mail.ru

**Казанский Федеральный университет, Россия; gollosov@gmail.ru

***Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, Украина;

aasvetl@yandex.ua

Введение

Эрозионно-аккумулятивные процессы - одни из важнейших, участвующих в преобразовании рельефа сельскохозяйственно-освоенных равнин умеренной климатической зоны. При перемещении наносов по склону происходит их частичная аккумуляция в объемах, в значительной мере зависящих от морфологии склонов. Перераспределение наносов на склонах не только трансформирует их конфигурацию, но и определяет распространение зон с различной степенью смытости и намытости почв, идентификация которых должна учитываться при разработке почвозащитных мероприятий. К настоящему времени особенности пространственного распространения зон смыва, транзита и аккумуляции наносов в пределах склонов различной конфигурации изучены не

в полной мере. Известно, что в определенных условиях смыв материала на склонах, даже при высоких углах наклона поверхности, может резко замедляться и даже сменяться аккумуляцией. Например, согласно опытам по искусственному дождеванию площадки длиной 35 м и шириной 18 м, установлено, что интенсивность эрозии почвы нарастает только в пределах верхней 12.5-метровой части склона, а затем снижается по линейному закону [1]. Исследования, проводившиеся на стоковых площадках в Индии [2] со значительными уклонами (10-12°), выявили, что увеличение темпов смыва наблюдалось на первых 45 м, а затем резко замедлялось. При натурном моделировании бороздкового полива при постоянных по длине уклона поливных бороздах, максимальная длина зоны смыва достигала 80 м, но в большинстве случаев не превышала 30-40 м [3]. Ниже зоны эрозии авторы [3] выделяют "единую транзитную зону", а Л.Ф. Литвин [4], анализируя результаты этих же опытов, сделал вывод о чередовании зон эрозии, транзита и аккумуляции. Согласно данным [5] на распахиваемых склонах с небольшими уклонами 1-3°, характерных для освоенных равнин умеренного пояса, нарастание мутности потока наблюдается на первых 100-150 м, а затем начинается частичная разгрузка наносов. Чередование зон смыва и аккумуляции на склонах выявлено также при обследовании естественных склонов после ливней с использованием методов водороин и почвенно-морфометрического [6].

Смена направленности эрозионно-аккумулятивного процесса связана с энергетическими возможностями потока: по мере его насыщения они сначала возрастают, а после достижения максимально возможной для данных условий мутности снижаются. Большинство ранее проведенных исследований механизмов перераспределения наносов осуществлялись на стоковых площадках, по длине существенно меньших, чем протяженность характерных для равнинных территорий пахотных склонов, или в специально подготовленных бороздах, что скрадывало влияние на процесс перераспределения наносов плановой конфигурации пахотного склона.

Распахиваемые склоны равнинных территорий, несмотря на сравнительно узкий диапазон уклонов, характеризуются значительными различиями очертаний продольного и поперечного профилей, которые во многом определяются генезисом отложений, их слагающих, с одной стороны, и степенью расчлененности территории линейными эрозионными формами - с другой. Так, для ныне практически полностью распахиваемых прерий Канады характерен бугристый вторично-ледниковый рельеф, характеризующийся наличием большого числа локальных возвышений, чередующихся с понижениями [7], что способствует переотложению около 80% смываемых наносов непосредственно внутри пашни [8]. Несколько иная конфигурация пахотных склонов характерна для Великих Равнин США, также сложенными моренными отложениями. Более высокая расчлененность рельефа, по сравнению с расположенными к северу равнинами Канады, способствовала формированию протяженных достаточно пологих ложбин, осложняющих монотонный рельеф междуречных пространств. В результате доля переоткладываемых внутри пашни наносов несколько сокращается, но остается довольно значительной, благодаря отложению материала по нижнему краю пашни [9]. Волнистый характер продольного профиля является характерной особенностью морфометрии и для склонов лощинно-балоч-ной степи и лесостепи Русской равнины [10, 11]. Несомненно, морфология пахотных склонов, наряду с направлением вспашки, во многом определяет особенности перераспределения наносов на пахотных склонах и долю наносов, выносимых за их пределы [12-14].

В данной статье анализируются особенности и приводятся количественные оценки перераспределения наносов на двух склонах различной конфигурации, расположенных в черноземной зоне России, полученные на основе применения полевых методов (почвенно-морфологического, магнитного трассера, радиоцезие-вого) и расчетов по эрозионным моделям. Одновременное применение нескольких полевых методов и математических моделей позволяет оценить специфику сноса

Рис. 1. Карта-схема точек опробования склонов на водосборе Грачева лощина

и переотложения материала по длине склонов за различные временные интервалы и проверить возможность использования математических моделей водной эрозии почв не только для оценки среднемноголетних темпов смыва со склонов, но и пространственного перераспределения переносимого материала по длине пахотного склона.

Характеристика объекта исследования

Исследования проводились на двух противоположных склонах ЮЗ и СВ экспозиции, расположенных в приустьевой части малого водосбора Грачева лощина в 20 км к ЮЮВ от г. Курска на приподнятой сильно расчлененной долинно-балочной сетью пологоволнистой всхолмленной равнине. Данный водосбор находится в пределах опытно-производственного хозяйства Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии (ВНИИЗ и ЗПЭ) по изучению эффективности почвозащитных мероприятий на склоновых и балочных водосборах.

Исследованные склоны характеризуются максимальной крутизной до 5-6° в их нижних частях, имеют

%

100

преимущественно выпуклую форму продольного профиля. Склон ЮЗ экспозиции относится к слабо рассеивающему типу (с выпуклой формой поперечного профиля), а склон СВ экспозиции является характерным параллельным склоном, если исходить из формы его поперечного профиля (рис. 1).

Склоны в настоящее время распахиваются от водораздела до борта балки. Согласно имеющимся

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

□ 6 □ 5 П4

■ 5

■ 2 ■ 7

До 1920 1920-1960 1960-1980 1980-1990

Рис. 2. Структура севооборотов на территории водосбора Грачева лощина и ее изменение во времени

Агрофон: 1 - многолетние травы, 2 - однолетние травы; зерновые: 3 - озимые, 4 - яровые; 5 - пропашные; 6 - пар

архивным данным, массовая распашка данной территории началась в 1857 г. Структура севооборотов, применявшихся на данной территории в разные временные интервалы, показана на рис. 2.

Почвы - тяжелосуглинистые черноземы, существенно отличаются друг от друга на склонах разной экспозиции. На склоне ЮЗ экспозиции распространены черноземы выщелоченные, а на склоне СВ экспозиции - черноземы типичные. Почти все исследованные почвы были отнесены к виду среднемощных по мощности гумусово-аккумулятивного горизонта А1. Однако средняя глубина нижней границы переходного гумусово-аккумулятивного горизонта А1В на исследованных склонах, заметно различается - 94 см на склоне ЮЗ экспозиции и 111 см на склоне СВ экспозиции. Почвы характеризуются достаточно сильной зоогенной перерытостью, наиболее сильно проявляющейся на склоне СВ экспозиции.

Методы исследования

Темпы перераспределения наносов по длине склонов оценивались тремя независимыми полевыми методами и при помощи двух эрозионных моделей. Оценка темпов смыва-намыва на основе почвенно-морфологического метода проводилась по положению нижней границы переходного гумусово-аккумулятивного горизонта А1В в разрезах, заложенных по всей протяженности склонов на расстоянии от 40 до 140 м друг от друга. Расположение раз

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»