Тема 2. «Фактори водної ерозії та дефляції грунтів»

Кліматичні фактори

Головна причина руху повітря – неоднорідний нагрів атмосфери Сонцем. Друга причина глобального руху атмосфери – обертання Землі навкруги своєї вісі. Систему великомасштабних повітряних течій над Землею називають загальною циркуляцією атмосфери. При певних умовах усі складові загальної циркуляції можуть супроводжуватися дефляцією ґрунтів, що призведе до запилення атмосфери. У метеорології явище переносу часток ґрунту сильним вітром називається пиловою бурею.

Швидкість вітру закономірно змінюється протягом доби, що відбивається на інтенсивності процесів вітрової ерозії ґрунтів. Звичайно швидкість вітру підвищується до опівдня, а на вечір зменшується. Але бувають випадки, коди під час глобальної пилової бурі (наприклад 1969р.) сильний вітер може дути без перерви 100 і більше годин.

Швидкість вітру має сезонну динаміку. Найбільші швидкості вітру характерні для кінця зими – початку весни. Саме цей період найбільш дефляційно небезпечний. Швидкість вітру вимірюється на висоті флюгера метеостанції (10 метрів над поверхнею) спеціальними стаціонарними приладами.

Важливою характеристикою вітрового режиму території, яка ураховується при протиерозійному упорядкуванні території, є напрям вітру. Одним з найбільш поширених методів його оцінки є визначення так званої рози вітрів, яка являє собою діаграму розподілу числа випадків вітрів за основними румбами. Роза вітрів дозволяє виявити превалюючий напрям вітру, що не завжди співпадає з найбільш небезпечним напрямом вітру, який може викликати дефляцію чи суховії.

Вологий грунт є дефляційно стійким. Процеси зволоження – висушування і переходу через 0°С істотно впливають на механічну сталість ґрунтових агрегатів. При чому руйнуючий вплив за П.С.Трегубовим замерзання і розмерзання на порядок вищий від першого циклу. Зате, коли без сталого снігового покриву має місце неодноразовий перехід через 0°С, створюються умови для прояву дефляційних процесів.

Топографічні фактори

Взаємодія елементів рельєфу з повітряним потоком підкорюється законам аеродинаміки. У відповідності до них виступи на земній поверхні регресійно впливають на повітряний потік. Зміна швидкості вітру під впливом елементів рельєфу кількісно характеризується певним коефіцієнтом. Основне правило: на навітряних схилах збільшується швидкість вітру, на підвітряних – зменшується. Відповідно спостерігається інтенсивність дефляції ґрунтів.

Порядок розподілу дефльованих ґрунтів на схилі принципово відрізняється від порядку розподілу змитих: ступінь змитості ґрунтів збільшується зверзу вниз, а ступінь дефльованості – знизу вверх на навітряних схилах.

Форма і ухил схилів також впливають на хід вітрової ерозії ґрунтів аналогічно впливу на процеси водної ерозії. Дефляція інтенсивніше призводить на опуклих схилах, слабкіше – на увігнутих схилах. Збільшення ухилу навітряних схилів збільшує дефляцію ґрунтів.

Ґрунтові і літологічні фактори

Властивості ґрунтів, які впливають на процеси вітрової ерозії можна розділити на дві групи: 1) властивості, що безпосередньо впливають на протидефляційну стійкість, 2) властивості, що побічно впливають на інтенсивність вітрової ерозії.

До першої групи відносяться агрегатний склад, щільність агрегатів, міжагрегатне зчеплення, до другої – комплекс властивостей, які визначають параметри властивостей першої групи. Часто дослідники розробляють регресійні рівняння, в яких у якості залежних змінних визначають властивості першої групи, а у якості аргументів – другої групи. Параметри ґрунтів, що визначають їх дефляційну стійкість мають значну динаміку на протягом року. Домінантним фактором вітрової ерозії являється господарча діяльність. Технологічний процес вирощування сільськогосподарських культур можуть різко збільшити дефляційну небезпеку. Впливовим фактором на дефляційну стійкість ґрунтів є кореневі системи рослин, вміст гумусу.

Протидефляційна стійкість вважається достатньою, коли швидкість початку масового руху ґрунтових часток на висоті флюгеру перевищує швидкість 10%‑вої забезпеченості в даній місцевості. В Україні за Г.О.Можейко (2001) прийнято 20%‑ву забезпеченість швидкості вітру під час пилових бур. У протилежному випадку (критична швидкість менше швидкості вітру певної забезпеченості) протидефляційна стійкість ґрунту враховується недостатньою, що вимагає проведення протидефляційних заходів.

Рослинність

Рослинність – найбільш впливовий фактор вітрової ерозії, який у широких межах піддається управлінню, що використовується при формуванні протидефляційного захисту і грунтоохоронних технологій. При взаємодії з рослиною структура повітряного потоку змінюється і збільшується турбулентність і зменшується середня швидкість. Шар, в якому збільшується турбулентність, називається турбулентним слідом, який формується за групою рослин і виконує роль буфера. Ступінь зміни повітряного залежить від швидкості вітру і конструкції рослинного покриву. Чим більше висота рослинного покриву, тім довше його “вітрова тінь”. При розташуванні рослин на полі так, що їх “вітрова тінь” перекривається можна вважати, що це поле надійно захищене від дефляції.

Критерієм оцінки протидефляційної ефективності лісосмуг є площа захисної зони, де швидкість вітру зменшується не менше ніж на 10%. Крім того, на полях, які захищені мережею полезахисних лісосмуг, рослини не страждають від посухи, а ґрунти – від дефляції.