ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 5, с. 623-628
УДК 631.4:631.61.2
ЭРОЗИЯ
почв
ЭРОЗИОННЫМ ПОТЕНЦИАЛ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ В ГРУЗИИ
© 2004 г. Г. П. Гогичайшвили
Центр мониторинга засухи Государственного департамента Грузии по гидрометеорологии. 0112, Тбилиси, пр. Д. Агмашенебели, 150 Поступила в редакцию 09.08.2001 г.
Определен эрозионный потенциал атмосферных осадков различных районов Грузии. В Грузии максимальный эрозионный потенциал осадков (ЭПО) приходится на побережье Черного моря и составляет на юге 117.13 (Батуми), на севере - 53.54 (Сухуми, бот. сад.) мдж т/га мин. В Колхидской низменности ЭПО в период с 1963-1990 гг. уменьшился на 10-12% по сравнению с периодом с 1936 по 1963 гг. С изменением высоты от 200 до 800 м над ур. м. в Западной Грузии уменьшение ЭПО составляет до 50%. В Восточной Грузии - на границе между степью и лесом, ЭПО увеличился на 2075% в период с 1963 по 1990 гг. по сравнению периодом с 1936 по 1963 гг. Увеличение ЭПО наблюдается также в горных районах по сравнению с равнинными - на 21% (в Пасанаури), на 39% (в Боржоми).
Грузия выделяется многообразием климатических условий, которые определяются геоморфологическим положением и сложной орографией. Такой же сложностью характеризуется пространственное распределение эрозионного потенциала осадков. Эрозионный потенциал осадков представляет собой произведение кинетической энергии дождя на ее максимальную 30-минутную интенсивность [1, 2, 4, 8-10] и вычисляется по формуле:
Язо = Ек1ъоИ00, (1)
где Я30 - эрозионный потенциал осадков для 30-минутной максимальной интенсивности дождя, мдж т/га мин; Ек - кинетическая энергия дождя, мдж т/га мм; 130 - максимальная 30-минутная интенсивность дождя, мм/мин.
В связи с трудоемкостью определения кинетической энергии дождя, для определения ЭПО были применены предложенные в Индии [6, 7] эмпирические формулы. Коэффициенты корреляции между ЭПО, вычисленными по кинетической энергии и по слою дождя равны 0.92-0.98. Основную часть ЭПО рассчитывали по эмпирической зависимости:
Я30 = 0.25841 Н130- 0.14921, (2)
где Н - слой осадков за дождь, мм.
Для дождей с максимальной интенсивностью менее 0.1 мм/мин. ЭПО вычислялся по кинетической энергии дождя.
Так как почвозащитная способность сельскохозяйственных культур и естественной растительности не остается постоянной в течение года, для расчета смыва почвы необходимо знать не только среднее значение ЭПО, но и его внутриго-
довое распределение. По каждой из 63 метеостанций были рассчитаны среднемесячные значения ЭПО и составлены кумуляты эрозионного потенциала в процентах. Все многообразие кумулят было разделено на 39 групп, каждой из которых соответствует определенный район.
В одну группу обьединялись кумуляты, отличающиеся друг от друга по величине ЭПО в любой месяц года более чем на 10%.
На 63 метеостанциях Грузии, где проводились наблюдения за интенсивностью осадков, обрабатывались первичные данные. Материалов такого обьема достаточно для составления карты терри-торального распределения ЭПО.
Для увеличения данных по ЭПО была вычислена корреляционная связь между ЭПО и общим количеством осадков. Показатель корреляционной связи в основном оказался низким (в пределах 0.4-0.6). Отмечены единичные случаи с высокой корреляционной связью. Для определения ЭПО по всей территории Грузии использовался метод отношений. Для каждой гидрометеостанции среднегодовой показатель ЭПО был разделен на среднегодовое количество осадков, а также на количество осадков, выпавших за теплый период года. В результате был получен соответствующий коэффициент, названный переходным. Переходный коэффициент умножался на среднегодовое количество осадков или количество осадков, выпавших за теплый период года на ближайшей метеостанции или на посту. В результате получали среднегодовое количество ЭПО. При этом принимались во внимание физико-географические и геоморфологические условия соседних пунктов. Таким образом было вычислено ЭПО для 378 пунктов по всей территории Грузии.
Распределение показателей эрозионного потенциала осадков и соответствующие ему районирование территории Грузии. Обозначения: 1 - изоэроденты, мдж т/га мин, 2 - границы между районами.
ЭПО в Грузии меняется от 3 до 120 мджт/га мин (рисунок). Максимальные значения ЭПО приурочены к побережью Черного моря от г. По-ти на юг по прибрежной части Аджарской Автономной Республики (Чакви, Батуми). По мере отдаления от моря ЭПО заметно снижается и составляет в Анасеули 64.79, а в прибрежной части Абхазии - 45-50 мдж т/га мин. В Западной Грузии с увеличением высоты над уровнем моря ЭПО постепенно уменьшается и в высокогорьях составляет 5-10 мдж т/га мин. Такая же закономерность наблюдается и в Восточной Грузии. Несмотря на то, что в Грузии с высотой общее количество осадков за теплый период года увеличивается, ЭПО продолжает уменьшаться до 5 мдж т/га мин. Это связано с уменьшением интенсивности дождей и продолжительности осадков в высокогорьях. Резкому уменьшению ЭПО в горных районах Грузии также способствуют сложные геоморфологические условия, наличие закрытых ущелий и котловин высоких хребтов, расположенных перпендикулярно по движению влагонесущих ветров. Такими ущельями являются верхнее течение р. Ингури - Верхняя Сванетия; верхнее течение р. Риони - Верхняя и Нижняя Рача; Ахалцихская котловина и др.
Почти вся территория Восточной Грузии и половина территории Западной Грузии характеризуется изоэродентами от 5 до 20 мдж т/га мин. В бассейне р. Кура ЭПО составляет 8-15, в бассейнах рек Иори и Алазани - 15-30 мдж т/га мин. В высокогорьях Большого Кавказского хребта
ЭПО составляет 5, а на Южно-Кавказском вулканическом нагорье 3-5 мдж т/га мин.
В связи со сложностью внутригодового процентного распределения ЭПО, было выделено 39 эрозионных районов (рисунок, табл. 1). Такое большое количество эрозионных районов на сравнительно небольшой территории страны вызвано исключительной сложностью рельефа Грузии. Например, в бассейне р. Кура на протяжении всего 20 километров по линии Боржоми-Цеми-Бакуриани по внутригодовому процентному распределению ЭПО было выделено 3 (№ 18, 19, 20) эрозионных района. В бассейне р. Алазани и р. Иори соответственно 5 и 4 (№ 27, 30, 31, 38 и № 27, 30, 33, 34) эрозионных районов а в бассейне р. Кура - 15 (№ 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 34, 35) эрозионных районов.
В выделенных эрозионных районах было вычислено 2, 10 и 20 процентных обеспеченностей ЭПО (табл. 2). Эрозионный потенциал экстремальных осадков обязательно следует учитывать при проведении противоэрозионных агротехнических мероприятий и строительстве гидротехнических сооружений.
Наблюдения за интенсивностью осадков в Советском Союзе были начаты в 1936 г. Для вычисления ЭПО были собраны плювиограммы за период с 1936 по 1990 гг. по всем 63 метеостанциям Грузии. В методике по вычислению ЭПО [9, 10] рекомендуется использовать плювиограммы записи интенсивности осадков за последние 1015 лет. ЭПО, вычисленный за 15-летний период (1961-1975 гг.) на основании анализа материалов
ЭРОЗИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ В ГРУЗИИ 625
Таблица 1. Внутригодовое процентное распределение эрозионного потенциала осадков в Грузии
№ района Месяцы
IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 2.9 1.9 8.7 12.8 21.3 19.0 17.2 9.5 3.9
2 2.6 5.0 18.5 16.9 22.5 21.6 7.6 4.4 0.9
3 8.3 6.4 8.9 9.6 23.9 28.9 7.7 6.3
4 1.7 6.8 29.1 24.8 19.1 13.4 3.3 1.0 0.8
5 4.7 24.1 12.7 41.1 17.4
6 2.1 2.2 15.2 20.6 18.5 17.7 19.4 3.5 0.9
7 2.0 5.8 21.9 23.7 10.3 17.1 10.6 0.8
8 3.0 5.1 20.4 14.3 17.6 29.4 9.3 0.9
9 1.0 7.5 37.0 16.2 17.0 12.8 8.5
10 5.7 26.3 15.8 13.0 17.2 11.5 10.5
11 13.4 22.9 28.1 11.1 24.1 0.4
12 2.0 11.6 10.6 54.8 16.8 4.2
13 8.3 20.4 11.6 17.3 21.5 18.3 2.6
14 12.8 47.7 22.6 16.9
15 2.2 35.1 7.6 32.3 17.8 5.0
16 1.0 20.5 39.9 15.8 17.2 3.9 1.7
17 2.4 18.3 29.8 19.9 21.0 8.6
18 13.4 35.3 14.8 14.7 13.2 7.8 0.8
19 12.8 27.9 24.0 13.3 18.8 3.2
20 7.2 28.8 28.0 25.3 10.8
21 33.6 13.6 31.3 13.0 5.2 3.3
22 1.0 14.9 10.1 22.8 27.0 17.6 6.6
23 2.0 16.8 31.6 17.6 14.6 11.7 6.1
24 7.2 19.7 21.0 20.1 21.8 5.9 4.3
25 3.5 15.4 20.8 10.8 28.8 15.9 4.8
26 0.8 8.7 19.5 30.1 14.9 16.5 7.1 2.3
27 18.8 19.4 41.6 13.9 6.3
28 3.6 2.3 25.8 22.9 16.0 20.7 5.7 3.0
29 1.5 18.5 31.1 14.0 20.4 11.0 3.5
30 3.0 14.7 31.4 13.0 10.9 22.8 4.2
31 3.5 17.9 34.2 17.4 14.7 6.9 5.4
32 6.3 19.0 18.0 16.5 29.7 10.5 7.0
33 3.2 19.5 18.7 29.0 17.2 7.0 5.4
34 4.4 10.7 32.3 22.1 12.1 10.4 6.4 1.6
35 5.7 29.2 23.5 29.3 10.7 1.6
36 1.8 20.3 19.0 19.7 22.8
37 1.3 6.0 41.2 23.7
38 6.2 19.6 15.1 15.9 20.5 15.9 6.6 0.2
39 3.7 27.5 31.4 16.6 10.0 4.1 4.2 2.5
Таблица 2. Обеспечение эрозионного потенциала осадков по эрозионным районам в Грузии (%)
№ района 2 10 20
1 185 154 145
2 150 88 70
3 78 54 39
4 19 17 12
5 16 12 10
6 140 70 24
7 95 77 49
8 41 29 22
9 70 32 21
10 33 23 20
11 35 18 14
12 38 26 18
13 35 15 12
14 33 15 11
15 21 15 11
16 13 12 10
17 20 10 8
18 13 11 8
19 19 14 9
20 22 18 10
21 25 15 10
22 23 11 6
23 55 25 12
24 30 23 14
25 21 20 18
26 37 29 19
27 52 35 25
28 120 26 19
29 44 36 20
30 63 46 32
31 66 45 38
32 100 68 38
33 140 40 30
34 45 24 16
35 18 11 7
36 10 4 3
37 15 11 7
38 145 85 67
39 102 30 21
по метеостанции Сочи незначительно (до 6%) отличается от средних значений за более длинные (до 35 лет) ряды наблюдений [1]. Исследования показали, что в прибрежных районах Грузии до
высоты 100-150 м над ур. м. (Чакви, Сухуми, Сам-тредия, Анасеули) ЭПО незначительно (2-7%) отличается от многолетних значений ЭПО (табл. 3). В бассейне р. Арагви за последние 10-15 лет ЭПО на 13-30% выше среднемноголетнего показателя (Пасанаури, Душети). В Гаре Кахетии (Са-гареджо) - на 21-38, во Внутренней Кахетии - на 1-3, а в Шираки (Южная Кахетия, Дедоплисцка-ро) - на 17-29%. На южной территории Центрального Кавказа (Цхинвали) ЭПО за последние 10-20 лет меньше среднемноголетней величины на 33-36%. В закрытом высокогорном ущелье Верхней Сванетии (Местиа)
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.