Тема 2. «Фактори водної ерозії та дефляції грунтів»

1. Фактори, які формують поверхневий стік

Визначення природи і закономірностей усякого процесу, особливо руйнуючого будь-яку систему, є обов`язковою умовою для опрацювання науково обгрунтованого управління і прогнозу. Особливо актуальним це положення є для ерозії грунтів, яку безсумнівно можна віднести до найбільш загрозливих життєдіяльності людства явищ.

Ерозія грунту - це процес руйнування її поверхневого шару під впливом води чи вітру. Існує досить обгрунтована думка щодо розмежування термінів “водна” і “вітрова” ерозія. Замість останнього більш доцільно використовувати поняття "дефляція". Під водною ерозією розуміється сукупність процесів, які обумовлюють змив грунту, транспортування вниз по схилу і відкладення грунтових інгредієнтів під впливом енергії дощових крапель і (або) стікаючої по поверхні води. Всі ці три складові частини водної ерозії (або просто ерозії) чітко детермінуються. Термін дефляція (лат. deflatio - видування, розвіювання) відображає тільки видування мілкозему з поверхні грунту чи породи. Процеси переносу (транспортування) грунтових часток і їх відкладення цім терміном не охоплюються. До того ж, ці процеси важко детермінуються і, як правило, не обумовлені особливостями конкретного ландшафту, а визначаються глобальними атмосферними явищами. Наприклад, видутий дрібнозем при пилових бурях 1969 року осів за тисячі кілометрів від міста його надходження у повітря. Тому, використання терміну "дефляція" буде більш коректним, ніж термін "вітрова ерозія".

Ерозія грунтів - це соціальне явище, продукт життєдіяльності суспільства. Природні ж фактори є, як правило, не причиною ерозійних процесів, а лише передумовою, при наявності якої можливе виникнення і розвиток ерозії під впливом діяльності людини.

Ерозія грунтів є результатом складної взаємодії природних факторів і господарської діяльності людини. При цьому остання виступає як би у двох “обличчях”: вона є головною (а в більшості випадків єдиною) причиною ерозії і вона ж - провідний фактор.

Фактори ерозії можна розподілити на дві групи.

Перша група - фактори, які формують поверхневий стік води - клімат (режим, кількість і енергія опадів, температурні режими грунту, діяльної поверхні, повітря та інше) і геоморфологічні параметри місцевості, її рельєф.

Друга група - фактори, які визначають рівень еродованості грунтів, його динаміку у часі і просторову варіабельність (фактор грунту), ступінь захисту рослинністю, господарча діяльність людини.

Співвідношення дії цих двох груп факторів, в кінцевому результаті, визначає початок і розвиток ерозійних процесів.

Фактор клімату

Клімат впливає на інтенсивність ерозії безпосередньо (прямо) і побічно. Безпосередній вплив клімату характеризується значенням таких показників: шар опадів, режим і інтенсивність дощу, енергія крапель, шар снігу і інтенсивність його танення, глибина промерзання грунту. Побічно клімат впливає через зміну ерозійної стійкості грунту. Наприклад, багаторазовий перехід температури повітря взимку через 0⁰С веде до розпилення структурних агрегатів, що значно підвищує ерозійну і дефляційну небезпеку. Істотний вплив на процес деагрегації справляє коливання вологості грунту: висихання-намокання. Відомо, що рівень вологозабезпеченості в певній мірі визначає інтенсивність ерозії грунту. А. Аллісон і Д. Палмер (1984) вважають, що в природних умовах більше за все мілкозему виноситься там, де за рік випадає 25-35 см атмосферних опадів. Такої кількості води достатньо для того, щоби виник значний поверхневий стік, і занадто мало, щоб сформувати задовільний захист рослинного покриву. Для умов України цей розмах річних опадів знаходиться у межах 400-500 мм. Найбільша інтенсивність ерозії має місце в перехідній зоні між Степом і Лісостепом.

Фактор рельєфу

Рельєф земної поверхні є сукупністю геометричних форм цієї поверхні, які створилися в результаті складної взаємодії земної кори з водною, повітряною і біологічною оболонками Землі. С.С. Соболєв (1948) писав, що “рельєф является вершителем судеб эрозионного процеса”. Дійсно, завдяки перепаду височин атмосферні опади, що надійшли на земну поверхню, одержують потенційну енергію, котра трансформується в живу силу водних потоків і здійснює роботу відриву і транспортування частин породи чи грунту. Тому дослідження ролі рельєфу в розвитку ерозійних процесів було і є в полі зору багатьох вчених. Але ця наукова проблема ще далека від свого вирішення. За Г.А. Ларіоновим (1991) при узагальненні емпіричних даних в емпіричних моделях ерозії вплив похилу (І) і довжини схилу (L) на середній змив грунту (W) в загальному випаді описується у вигляді рівняння:

W=a_p×Iⁿ×L^p

де:     a_p - вплив інших факторів на змив;

         n і р - регресійні коефіцієнти.

Ерозійна робота виконується за рахунок живої сили схилових потоків, тому вплив рельєфу на змив грунту все ж таки має непрямий характер і може проявлятися через ті гідравлічні характеристики водних потоків, які знаходяться у безпосередній залежності від довжини і крутості схилів, їх форми, густоти і структури гідрографічної мережі.

Довжина схилу і ухил земної поверхні досить повно відображають вплив рельєфу на ерозію грунтів. Дуже важливо, що ці показники фізично обумовлені і для оцінки ерозійної небезпеки ділянки чи всієї місцевості. Вони використовуються безпосередньо без емпіричних залежностей. Безперечно, рельєф - дуже важливий фактор, який визначає небезпеку і розвиток ерозії. Але, недоцільно його і переоцінювати. Особливо небезпечним є створення конструкції протиерозійного захисту сільськогосподарських угідь тільки на підставі параметрів рельєфу (підкреслимо, що саме такий підхід має широке розповсюдження в проектах протиерозійного захисту, що розробляються). В кращому випадку, таке упорядкування не дозволить досягти бажаних результатів (припинити ерозію), а частіше - обумовить прискорення ерозійних процесів.