Овражная эрозия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Алтайский государственный университет"

Географический факультет

Кафедра природопользования и геоэкологии

Курсовая работа

Овражная эрозия

Выполнила студентка

4 курса, группа 991-З

Собко Валентина Викторовна

Научный руководитель

преподаватель:

Скрипко Вадим Валерьевич

Барнаул 2013г.

Содержание

Введение

Глава 1. История изучения овражной эрозии

Глава 2. Современное представление об овражной эрозии

2.1 Оврагообразование

2.2 Современные естественные овраги

2.3 Факторы овражной эрозии

Глава 3. Борьба с образованием оврагов

3.1 Мероприятия по предупреждению и борьбе с овражной эрозией

3.2 Учет оврагов при градостроительным освоении и обустройстве территории

Глава 4. Анализ эрозийных процессов в окрестностях с. Контошино, с. Романово Косихинского района

4.1 Характеристика территории

4.2 Инженерно-геологические и гидрологические условия

4.3 Анализ ландшафтных выделов территории

4.4 Краткая характеристика сельскохозяйственных угодий

4.5 Использование земельного фонда

4.6 Мероприятия по охране земель

Заключение

Список использованной литературы и источников

Введение

Проблема овражной эрозии актуальна уже более двух столетий, так как площади оврагов ежегодно увеличиваются в стране на десятки гектаров, причём, это происходит не только за счёт продолжения роста возникшей в прошлом овражной сети, но также за счёт появления новых овражных врезов, что особенно характерно для областей интенсивного строительства, прокладки дорог и коммуникаций, добычи полезных ископаемых и лесозаготовок, а также районов с интенсивным развитием сельского хозяйства. Развивающиеся овражно-балочные системы выводят из сельскохозяйственного использования ценные земли, разрушают строения, коммуникации, создают сильно расчленённый рельеф и увеличивают уклоны земной поверхности, что приводит к активизации делювиального смыва. Продукты эрозии заносят посевы, сенокосные угодья, заиливают водохранилища и пруды. В сельскохозяйственном обороте, кроме потерь площадей непосредственного развития линейных врезов, теряются также прилежащие территории, которые не могут быть подвергнуты обработке техническими средствами. Овражно-балочные системы "глубокого врезания" истощают ресурсы подземных вод и наносят огромный вред источникам водоснабжения (Заславский, 1987). Нередко растущие верхушкой овраги врезаются в селения и вызывают разрушение построек или же заставляют переносить их на другие места, подальше от оврага. Еще чаще овраги пересекают и разрушают дороги, поэтому приходится относить последние в сторону, делать значительные объезды или же прибегать к постройке через овраги мостов. Выносы, состоящие преимущественно из сыпучих песков, под действием ветра легко могут переходить в движение, засыпая все новые и новые пространства.

Площади эрозионно-опасных и эродированных сельскохозяйственных угодий в Российской Федерации составляют 117 млн.га., из них 84 млн. га. - пашни (Комов, 2009). Наиболее подвержены овражному расчленению территории степных и лесостепных ландшафтных зон, являющихся с давних времён зонами наибольшего антропогенного освоения. Успешная борьба с оврагообразованием невозможна без знаний общих и региональных закономерностей этого процесса и создаваемых им форм рельефа.

Цель работы заключается в изучении особенностей формирования овражной сети под влиянием природных и антропогенных факторов в степных и лесостепных ландшафтах на территории России. Потребность в проведении всестороннего анализа образования оврагов, как активно развивающихся линейных эрозионных форм рельефа обусловило структуру данной работы

Задачи:

1. Изучить факты и события в многолетнем исследовании образования овражной сети.

2. Рассмотреть современное представление об овражной эрозии.

3. Изучить методы с образованием оврагов.

4. Проанализировать эрозионные процессы на территории Алтайского края , на примере одного из совхозов Косихинского района.

Объектом исследования является эрозионные процессы.

Предметом исследования является овражная эрозия.

Для достижения поставленной цели исследования применены картографический, библиографический, сравнительно-географический методы, метод логического анализа.

Глава 1. История изучения овражной эрозии

Покорение овражной эрозией равнинных просторов Центра Русской равнины началось еще до агрикультурного периода, когда их проявление являлось результатом экстремальных природных воздействий.

Первые сведения об оврагах относятся к XIV веку, когда в древнейшем памятнике Руси "Начальной летописи" описываются формы, которые могут относиться к оврагам и балкам.

В 1731 г выходит указ об участии геодезистов в составлении ландкарт, приведенный в исполнении только при Екатерине II в 1765 г, когда был издан манифест генерального межевания и обнародованы генеральные правила, положенные в основу инструкций землемерам и межевым губернским и уездным конторам. На военно-топографических картах и планах генерального межевания (1766) впервые были приведены данные о распространении оврагов. При составлении генерального плана на каждый уезд наносились: пашня, сенокосные угодья, леса, неудобные земли, овраги и т.д. Официально генеральное межевание было закончено в 1844 г для 35 губерний России. По полученным данным предпринята попытка составления Атласа Российской империи по отдельным губерниям, основным содержанием которого являлись карты всех видов сельскохозяйственных угодий, границы межевания, гидрография, населенные пункты.

Первым русским ученым, положившим начало изучению водной эрозии, был М.В. Ломоносов (1753), который выделяет молодые формы рельефа, образующиеся в результате работы долговременных дождей и ливней.

Работы М.В. Ломоносова и многочисленные наблюдения естествоиспытателей екатерининской эпохи дали материал к познанию распределения процессов водной эрозии на залесенных и осваиваемых землях России в XVIII веке.

В статье "Мысль о водороинах", опубликованной в 1781 г., агроном А.Т. Болотов отмечает рост "водороин", возникающих от половодья и паводков. Глубина этих форм достигает нескольких сажен, берега крутые, осыпные.

Понятие "овраг", как круто-образная рытвина, промытая водой встречается в словаре церковно-славянского и русского языка.

К середине XIX века относится первая классификация эрозионных форм. В.А. Киприянов (1857) впервые выделил стадии развития оврагов и превращения их в балки: промоину или рытвину, овраг, балку и речную долину. Предложенная схема легла в основу последующих и современных классификаций линейных форм.

Известно, что наиболее интенсивный период образования оврагов на юге Нечерноземья и в Черноземной зоне приходится на пореформенный период (с 1861 г.), когда возросла площадь распахиваемых земель. Вместе с тем появилось и более бережное отношение к земле. Этот период (конец XIX - начало XX веков) характеризуется быстрым развитием региональных исследований овражной эрозии для обоснования мероприятий по борьбе с ней.

Это - период преимущественно "погубернских, поуездных" и более мелких в территориальном отношении изыскательских работ.

В.В. Докучаевым (1877, 1878), рассматривая развитие овражной эрозии, впервые высказал мысль о единстве процесса образования всех эрозионных форм и их взаимном переходе; от одной из них к другой, т.е. о стадийности их развития, причем овраги являются начальной стадией развития линейной формы, которая через балку, в долину реки - конечную стадию развития.

К числу первых ученых, положивших начало созданию карт овражности, относятся В.В. Докучаев (1877, 1878) и А.С. Козменко (1912), под руководством которых по материалам многолетних исследований были составлены карты "размыва" (оврагов) и лесистости водосборов рек Зуши, Плавы и Труды. Овраги изображены значками, позволяющими с большой точностью подсчитать количество и определить их размеры.

Именно образование оврагов в конце ХIХ - начале ХХ века обусловило повышение мутности рек средней полосы России и формирование участков, затрудняющих судоходство. Являясь естественными дренажными системами, овраги могут обусловить особый режим поверхностного и внутрипочвенного стока.

Важнейший этап в развитии науки об овражной эрозии связан с трудом С.С. Соболева (1948), в котором изложены основные методы изучения процессов эрозии в природе; впервые установлено географическое распространение процессов водной эрозии на территории Европейской части СССР и факторов его определяющих (Зорина, 2006).

Из крупных работ последнего десятилетия, имеющих принципиальное значение для формирования взглядов на происхождение и развитие верхних звеньев эрозионной сети, следует отметить исследования, касающиеся вопросов происхождения и тенденций развития современной овражной сети под влиянием антропогенного воздействия и природных особенностей регионов. К ним относятся монографии: Н.Н. Назарова (1992), И.И. Рысина (1998), Ю.Г. Симонова (1998), Е.Ф. Зориной (2002).

Глава 2. Современное представление об овражной эрозии

2.1 Оврагообразование

Одновременно с процессом почвообразования в природе происходит естественный процесс разрушения почвы - естественная геологическая эрозия.

Под эрозией почвы понимают процессы разрушения и выноса плодородного слоя водой и ветром. Естественная эрозия протекает очень медленно, и процессы вымывания и выдувания почв уравновешиваются естественным почвообразованием. При ускоренной эрозии (таб. 1) разрушение почвы происходит во много раз быстрее естественных процессов её восстановления.

Таблица 1 - Ускоренная эрозия (19).

Ветровая: - Пыльные бури, - Местная эрозия	Водная: - Селевые потоки - Плоскостная эрозия - Овражная эрозия - Струйчатая эрозия - Ирригационная эрозия

Овражная эрозия представляет собой активный рельефообразующий процесс.

Оврагообразование - современный рельефообразующий процесс, осуществляемый временными русловыми потоками дождевых и талых вод, в результате которого возникают специфические линейные формы на поверхности суши, непосредственно связанные с развитием более крупных звеньев эрозионной сети (рек, балок, суходолов).

Древние эрозионные формы - ложбины, лощины, балки;

Ложбины - самое верхнее звено древней эрозионной сети, сформированные в основном в плейстоцене и голоцене. Представляют собой линейно-вытянутые понижения с пологими задернованными склонами без перегибов, плавно смыкающимися на дне.

Глубина ложбин - несколько метров, ширина - десятки и сотни метров. Поперечный профиль обычно симметричный (Бутаков и др., 1996).

Лощины - следующее звено древней эрозионной сети. Отличаются большей глубиной (до10-15 м), более крутыми склонами, имеющими плавные перегибы в верхней части и постепенный переход в слабо-вогнутое днище. Поперечный профиль - симметричный или слабо асимметричный.

Балки - морфологически четко выраженные древние формы симметричной или слабо асимметричной формы. Бровки и тыловые швы плавные, закругленные, профили склонов имеют выпукло-вогнутую форму. Размеры балок колеблются в больших пределах. Балки, в отличие от лощин и ложбин, имеют четко оформленные водосборы.

Глубина балок - от 10-15 м на низменных участках и до 100-200 м крутым склонам долин крупных рек, длина изменяется от первых сотен метров до 10-15 км в южных степных районах Среднерусской и Приволжской возвышенностей. В песчано-глинистых породах склоны балок более пологие (<20⁰).

Суходолы - более крупные формы. Они обладают, шлейфами (до 20-30 м и более).

Наиболее типичным оврагом равнинных областей земледельческой зоны является - склоновый, имеющий морфометрически выраженный водосбор и представляющий собой эрозионную линейную форму длиной не менее 70 м, глубиной не менее 1,5 м.

Причинами оврагообразования без участия человека могут служить глубокие изменения природных комплексов на отдельных участках и обширных пространствах, вызываемые естественными изменениями метеорологии и рельефа.

Основные факторы в современных условиях, способствующие естественному оврагообразованию:

1. Отсутствие или слабое развитие растительности, характерное для арктической и зоны пустынь и полупустынь.

2. Периодические и случайные экстремальные изменения метеорологических условий, сопровождающиеся резким усилением стока.

3. Образование на земной поверхности трещин различного генезиса, разрывающих дерновый покров с обнажением грунтов и способствующих концентрации стока и линейной эрозии, что характерно для пустынь и арктической зоны, для гор и других природных зон на участках интенсивного развития гравитационных и некоторых других экзогенных процессов.

4. Размыв задернованных склонов речных долин, а также берегов морей, ведущий к увеличению крутизны и дренированию обширных замкнутых западин на водоразделах.

5. Развитие суффозии и термокарста соответственно в южных и северных районах.

В помутнении речной воды важную роль играют овраги. Так, мутность воды в Оби, где она протекает в пойменных берегах, составляет 100-200 г/м³, а после впадения р. Чарыша - по плато, расчлененному оврагами - 400-500 г/м³.

При смене природной обстановки на водосборе (колебание влажности, изменение растительного покрова) усиление или ослабление процессов денудации, главным из которых является эрозия почв нерусловыми потоками, обусловливает аккумуляцию наносов в русле или глубинную эрозию.

Каждый процесс продолжается до тех пор, пока повышение или уменьшение уклона реки не приведет к соответствию количество поступающего материала и транспортирующей способностью потока (Зорина, 2003). В естественных условиях эти процессы происходят медленно и сказываются лишь в геологии, проявляясь в морфологии речных долин и строении аллювиальных толщ.

2.2 Современные естественные овраги

Современные естественные овраги распространены на подмываемых склонах речных долин. Так в долинах Оби, Енисея есть короткие крутостенные V-образные с порожистым руслом размывы глубиной 10 и более метров, длиной в несколько десятков метров.

В их вершинах нет признаков роста, но на склонах при подрезке устьевых частей речными потоками происходит оползание дернины вместе с лесом. В результате склоны обнажаются и овраги приобретают вид постоянно растущих эрозионных форм.

Рисунок 1. Схема растущего оврага (Заславский 1987)

Современные эрозионные формы рельефа - рытвины, промоины, овраги.

Рытвины (борозды, размоины) - ежегодно образующиеся линейные эрозионные формы, глубиной до 0,5 м, шириной 0,5-1,0 м, обычно уничтожаются вспашкой.

Промоины (водороины) - последующая, более продвинувшаяся стадия развития эрозионного процесса. Их глубина до 1,5-2,0 м, ширина 1,0-3,0 м, имея вертикальные или крутосклонные, незадернованные борта. Поперечный профиль симметричный или слабо асимметричный формы (от V-образного до карнизного). Продольный профиль повторяет форму склона.

Овраг - основная форма эрозии проявления временных водотоков, обычно возникает на месте промоин при продолжающемся процессе усиленной эрозии. Отличается от других линейных эрозионных образований формой поперечного и продольного профиля и динамическим состоянием. Наиболее типичным оврагом на равнинах является склоновый овраг, имеющий выраженный водосбор и представляющий собой эрозионную линейную форму длиной не менее 70 м, глубиной - не менее 1,5 м. Принятые размеры определяются морфологическими и морфометрическими характеристиками звеньев эрозионной сети больших порядков, на склонах которых образуются овраги.

Продольный профиль оврага имеет в вершинной части уклон, значительно превосходящий крутизну склона, а в средней и нижней - намного меньший, нередко близкий к нулевым значениям.

Конуса овражных выносов в большинстве случаев представляют собой аккумулятивную форму, поднимающуюся над отметками прилегающей поверхности (поймы реки, террасы или днища балки).

Поперечный профиль изменяется за время развития, как по длине, так и во времени. При активном росте овраг имеет на всем своем протяжении обрывистые, обвально-осыпные или оползневые склоны, в начальной стадии, лишенные растительности. Крутизна склонов равна или превосходит углы естественного откоса. Основным признаком оврага является его динамическое состояние. Овраг остается таковым до тех пор, пока он активен или не утратил возможности активизации. Условием образования и развития оврага является возможность беспрепятственного выноса потоком за пределы эрозионного вреза размытого и поступающего с бортов грунта, а также его врезание в днище с образованием тальвега

Количественные характеристики современной овражности определяются при совместном рассмотрении карты (рис.2) и прилагаемой к ней таблице 2.



Рисунок 2. Фрагмент карты экологического состояния территории России по фактору овражной эрозии (Зорина, 2006)

Степень опасности овражной эрозии: 1 - незначительно опасная; 2 - мало опасная; 3 -умеренно опасная; 4 - опасная.

Прогноз плотности (ед/км2) и густоты (км/км2) овражной сети:

5-0,5 ед/км²; 0,1 км/км²; 6-0,5-3,0 ед/км²; 0,11-1,0 км/км²; 7-3,1-5,0 ед/км²; 1,1-11,5 км/км²; 8-5,1-10,0 ед/км²; 1,51-3,0 км/км².

Помимо количественных показателей овражности, в таблице привоятся категории экологической напряженности (степень опасности) и характеристика негативных сторон её проявления.

Таблица 2 - Опасность овражной эрозии на территории России. (Зорина, 2006)

Степень опасности	Плотность оврагов (ед/км2)	Густота овражной сети (км/км2)	Характеристика возможной разрушительной силы овражной эрозии
	Современная	Прогнозная	Современная	Прогнозная
Опасная	2,1-5,0	0,51-3,0	0,51-1,3	0,11-1,0	Значительная расчлененность с/х угодий, препятствующая работе с/х машин и выпасу скота. Разрушение коммуникаций и противоэрозионных гидротехнических сооружений. Заиление водоемов. На урбанизированных территориях разрушение промышленных и жилых объектов.
	2,1-5,0	3,1-5,0	0,51-1,3	1,1-1,5
	2,1-5,0	5,1-10,0	0,51-1,3	1,51-3,0
Умеренно опасная	2,1-5,0	0,5	0,51-1,3	0,1	Сокращение площадей пашни, изменение контуров полей. Разрушение противоэрозионных валов. Потери плодородного гумусового слоя. Угроза значительных разрушений на урбанизированных территориях
	0,51-2,0	0,51-3,0	0,11-0,5	0,11-1,0
	0,51-2,0	3,1-5,0	0,11-0,5	1,1-1,5
	0,5	5,1-10,0	0,1	1,51-3,0
Мало опасная	0,51-2,0	0,5	0,1-0,5	0,1	Незначительное сокращение полевых угодий. На урбанизированных территориях редкие случаи разрушений.
	0,5	0,51-3,0	0,1	0,11-1,0
	0,5	3,1-5,0	0,1	1.1-1,5
Незначительно опасная	0,1	0,51-3,0	0,1	0,1	Крайне редкие овраги на полях и урбанизированных территориях
	0,5	0,5	0,5	0,11-1,0

Одним из показателей экологической напряженности на территории является также средняя длина склонов эрозионной сети, в частности, её изменений при возможном увеличении общей расчлененности рельефа. С этой целью составлена карта потенциальных длин склонов эрозионной сети. Поскольку в основном её дальнейшее развитие осуществляется за счет роста современных и образования новых склоновых оврагов, размер предельно возможной суммарной густоты эрозионной сети определялся путем совмещения карты потенциальной густоты оврагов и карты густоты балочно-суходольной и речной сети. В контурах полученной карты была рассчитана средняя потенциальная длина склонов и принята следующая шкала, км: 0,08-0,15:0,16-0,3; 0,31-0,5; 0,51-0,8; 0,81-1,25; 1,26-2,5; 2,6-5,0 (рисунок 3 а и б).

Рисунок 3 - Фрагмент карты потенциальных длин склонов эрозионной сети (Зорина, 2006) км: 1-0,15; 2-0,16-0,3; 3-0,31-0,5; - 0,51-0,8; 5 - 0,81-1,25; 6-1,26-2,5.

Карты, отражающие различные проявления овражной эрозии, являются основой получения сведений о современной овражной сети, источником материалов для анализа особенностей развития этого процесса в разных регионах страны в широком диапазоне природных и антропогенных характеристик. Они позволяют получить комплексную оценку природных факторов, по которым дается перспектива оврагообразования на территориях в виде количественных параметров (Зорина, 2006). Совместное рассмотрение карт современной и потенциально возможной овражности дает материал для оценки "негативного" влияния оврагообразования на экологическое состояние регионов, а также для определения места разрушительных последствий оврагообразовательного процесса в ряду других неблагоприятных явлений, характеризующих экологическую напряженность территории.

2.3 Факторы овражной эрозии

Для оценки подверженности территории эрозии надо учитывать гидрологические, геоморфологические и гидрометеорологические факторы оврагообразования.

Основными морфометрическими факторами оврагообразования являются длина, уклоны и форма склонов, а также величины местных базисов эрозии. Существуют карты этих величин. В северной части РФ склоны более короткие (наиболее распространены средней длины 200-400 м, также много склонов менее 200 м). В южной части самые длинные склоны (более 2 км) расположены на плоских низменных равнинах - Прикаспийской, Причерноморской и др.; длинные склоны (800-2000 м) приурочены к волнистым равнинам, сыртам; склоны длиной 600-800 м характерны для возвышенностей (Среднерусской, Приволжской и др. Склоны длиной 200-400 м встречаются на юге очень редко.

Карта углов наклона равнинных территорий европейской части России позволяет выяснить региональные закономерности:

1. возвышенности имеют преимущественно углы наклона в диапазонах 3-6 и 6-12 градусов;

2. наиболее глубокие врезы наблюдаются по долинам рек;

3. минимальные уклоны ниже 1 градуса приурочены к низменностям: Полесской, Окско-Донской, Прикаспийской.

Литологический фактор оврагообразования оценивается средними допускаемыми неразмывающими скоростями (Зорина, 2006).Имеется карта, где выделено 10 категорий пород, различающихся величиной размывающей скорости. В Самарской области это известняки и песчаники, неразмывающая скорость (донная, в пределах овражных врезов) - 3-7 м/сек. Пески, слитые суглинки имеют скорость 0,3-1 м/сек, скальные породы - 16-25. Среди гидрологических показателей важное значение имеют расходы дождевого и талого стока в створах малых водосборов одинакового процента обеспеченности. Расход дождевой воды увеличивается с севера на юг (1-12 м³/с, в среднем около 4), зависит от рельефа, климата, почв, растительности. Расход талой воды также растет, максимум - в степных районах в связи с высокой интенсивностью снеготаяния (0,5 м³/с-2,5 м³/с).

Глава 3. Борьба с образованием оврагов

3.1 Мероприятия по предупреждению и борьбе с овражной эрозией

Борьба с образованием оврагов - система мероприятий по предупреждению оврагообразования, прекращению или уменьшению роста существующих оврагов. При организации борьбы с оврагами следует исходить из того, что образование и рост оврагов вызывается концентрированными потоками воды, поступающей с водосборной площади. Наиболее часто они образуются в нижней, самой крутой части склонов балок, лощин и речных долин, или на откосах донных оврагов, в местах, куда стекающая вода поступает концентрированными потоками. Большинство промоин и береговых оврагов, а также часть склоновых и концевых размывов в современный период возникает под действием воды, накапливающейся за искусственными рубежами (дорогами, межами, канавами) и стекающей вдоль этих рубежей в понижения местности. В этих местах, как правило, наблюдается прорыв искусственной преграды и зарождение размыва. Предупредить оврагообразование, прекратить или уменьшить рост существующих оврагов можно такими мероприятиями, которые сокращают величину стока воды с водосборной площади, исключают формирование крупных потоков или безопасно отводят концентрированные потоки на специально выбранные участки склона. Применение комплекса организационных, агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на водосборной площади можно радикально повлиять на сокращение интенсивности эрозионных процессов и предупреждение образования и роста оврагов.

Кроме того, существует ряд мероприятий, проводимых непосредственно в оврагах для прекращения их роста и предупреждения нового оврагообразования, вдоль бровки балок и лощин, на нижних наиболее крутых частях склонов балок и речных долин для защиты их от разрушения, а пойменные земли, реки и водоемы от заиления продуктами овражного размыва. Из гидротехнических сооружений наиболее часто применяются следующие:

1. Для прекращения роста оврагов в длину - водозадерживающие валы, водоотводящие валы и канавы, перепады, консоли и быстротоки различных конструкций. Водозадерживающие валы - применяют для приостановки роста оврагов и предупреждения повторного оврагообразования при их засыпке и выполаживании. Они представляют собой земляные сооружения, ограниченные на концах "шпорами", создающими емкость (прудок) для задержания стекающей воды. Их, как правило, размещают по горизонтали непосредственно у вершин оврагов на расстоянии от них, равном двух-трех-кратной высоте перепада.

2. Для прекращения роста оврагов в глубину применяют поперечные запруды и плотины (бетонные, каменные, земляные, фашинные и плетневые). В запрудах устраивают водосливные отверстия в виде трапецевидных вырезов, рассчитанных на пропуск максимального расхода ливневых и паводковых вод.

Пространство вблизи запруды, выше и ниже ее, мостят камнем. В дальнейшем проводят облесение.

3. Для укрепления откосов и предупреждения роста оврагов в ширину используют подпорные стенки. К лесомелиоративным мероприятиям в борьбе с овражной эрозией относятся закладка приовражных лесополос, сплошное облесение склонов и дна оврагов. Классификация оврагов по их местоположению в рельефе с выделением трех типов (вершинные, береговые, донные) достаточно полно отражает различный характер формирования концентрированного стока.

Борьба с береговыми оврагами должна быть направлена в первую очередь на ликвидацию последствий хозяйственной деятельности человека, приведшей к созданию на поверхности искусственных рубежей, которые обусловили усиленный концентрированный сток на ранее не расположенных к размыву участках.

Основная цель мероприятий, применяемых для борьбы с береговыми оврагами на водосборной площади, - это максимальное задержание стока и повышение накопления влаги в почве. Эту роль выполняет комплекс агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Для предупреждения возникновения береговых оврагов на эрозионнопасных участках, являющимися собственным естественным водосбором оврага.

Эффективность действия гидротехнических сооружений значительно повышается при сочетании их с лесомелиоративными насаждениями. Борьба с донными оврагами наиболее сложна. Такие овраги часто имеют водосборные площади, полностью задержать сток с которых не представляется возможным.

Овражная вершина может разрушаться стоком, формирующимся в пределах самой материнской формы (балка, лощина) и на ее боковых водосборах. В зависимости от интенсивности развития донного оврага и хозяйственной ценности территории применяется широкий набор гидротехнических водосборных и донных сооружений как простейших (фашинных, плетневых), так и более сложных (из кирпича, железобетона и т.д.). Сооружения по дну оврага способствуют прекращению размыва дна, откосов и задержанию наносов. Чаще всего донные сооружения располагают на размываемых участках, т.е. в вершинной и средней частях русла оврага. Для закрепления дна оврагов рекомендуются в основном запруды (бетонные, каменные, каменно-земляные, земляные, фашинные, плетневые), которые устраивают поперек оврагов.

Кроме рассмотренных мероприятий по борьбе с оврагами, в 1950-е годы начали проводиться работы по их выполаживанию. Учитывая опыт работ по борьбе с ними, можно рекомендовать для коренной мелиорации следующие овраги.

1. Береговые и склоновые "висячие" длиной до 400 м, максимальной глубиной до 6 м, объемом вынесенного грунта до 15 тыс. м³, расположенные на склонах с максимальной крутизной 15 градусов, повреждающие земли сельскохозяйственных угодий с водосборной площадью менее 56-10 га.

2. Береговые и вершинные с аналогичными параметрами, но соединившиеся с донными оврагами при условии устройства гидротехнического сооружения (подпорной стенки и т.д.) в месте соединения устья с руслом донного оврага.

3. Донные овраги коренной мелиорации подвергать не рекомендуется.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что затраты на закрепление оврагов и освоение разрушенных ими земель окупается быстрее, когда овраги не достигли крупных размеров. В целом закрепление, выполаживание и засыпка оврагов помимо чисто хозяйственного эффекта, имеют огромное экологическое и эстетическое значение.

Сосна укрепляет почву лучше, чем осина, но перед ее посадкой необходимо отсыпать борта черноземом, срезанным с прибровочных склонах. Падает смыв почвы, затухают эрозионные процессы. Сток возрастает, но к 5-10 годам насаждения улучшают инфильтрационные характеристики почвы, сдерживают эрозионные и склоновые процессы, относительная просадочность бортов также снижается (под осиной с 0,06 до 0,043). На отсыпанных черноземом - 0,123, под сосной - 0,045. Любые другие приемы (агротехнические, гидротехнические) способствуют деформационным разрушениям. Насаждения способствуют формированию примитивных почв за несколько лет. Мелиоративная эффективность лесных насаждений складывается за счет увеличения верхнего предела пластичности, коэффициентов пористости и продолжительности размокания, а также уменьшения плотности скелета и коэффициентов водонасыщения лессовидных пород при росте и развитии корневых систем деревьев и кустарников с одновременным накоплением листового опада, материалов вывалов и осыпей гумусового прибровочного слоя на овражных бортах. Важнейшая мелиоративныя роль насаждений, которой не обладают гидротехнические сооружения - способность регулирования стока без активизации просадочных деформаций (Васьковский, 1972г).

Как видим, процесс создания рабочих насаждений довольно долгий, но и результат значительно лучше, чем при применении других приёмов.

3.2 Учет оврагов при градостроительным освоении и обустройстве территории

В зависимости от характера использования заовраженной территории намечается и соответствующее ее благоустройство. Меры по приспособлению территории для городского строительства сводятся к прекращению дальнейшего развития оврага, а также к возможному уменьшению площади заовраженной территории путем ее засыпки.

Неглубокие овраги (до 2-2,5 м) могут быть засыпаны с использованием их территории для городского строительства. При большей глубине засыпки оврагов территорию можно использовать для устройства скверов и площадей. Более глубокие овраги планируют для создания зеленых массивов, устройства городских водоемов, а также для прокладки железнодорожных линий и транспортных магистралей с удобными развязками в двух уровнях.

В верховьях неглубоких оврагов удобно располагать здания и торговые помещения, имеющие подвалы, а также подземные гаражи и автостоянки. После устройства подземной части здания, заовраженную территорию вокруг здания засыпают и планируют, затем ее используют для устройства площади или сквера. В оставшейся более глубокой части оврага можно расположить парк и водоемы. Овраги могут быть также использованы для размещения улиц.



Рисунок 4 - Освоение оврага для прокладки улицы (Мясоедов, 1984)

1 - съемка грунта и образование террасного ската; 2 - террасы; 3 - озеленение; 4 - запашка дна оврага и трубчатый дренаж; 5 - застройка; 6 - проезд.

Для приостановления дальнейшего развития оврагов их склоны и верховье защищают от поступления к ним поверхностного стока. В городских условиях вдоль верхних бровок откосов устраивают дороги или пешеходные аллеи с устройством на них развитой сети водостоков. В загородных условиях вдоль верхних бровок откосов предусматривают ограждающие канавы для приема и отвода поверхностного стока. После этого склоны оврагов делают более пологими, благоустраивают и озеленяют. После засыпки оврагов уровень подземных вод на прилегающей территории может повыситься, поэтому одновременно с засыпкой оврагов предусматривают устройство дренажей.

Прокладка самотечных подземных коммуникаций по тальвегу глубоких оврагов не всегда оправдана, так как при резком снижении отметок их заложения усложняются условия присоединения сети к магистральным каналам, располагаемым в устьях оврагов. Кроме того, ухудшаются условия эксплуатации сети, особенно в зимнее время, и усложняются условия боковых присоединений к основным сетям. При возможной последующей засыпке оврагов эксплуатация сети еще более ухудшается в связи с возрастанием глубины заложения подземных прокладок.

Для пешеходных и транспортных дорог, связывающих между собой оба берега оврага, можно использовать земляные дамбы, устраиваемые на водоемах, размещаемых в оврагах, или можно предусмотреть устройство специальных сооружений типа виадуков, в конструкции которых размещают подземные коммуникации, пропускаемые с одной стороны склона оврага на другую.

Для проведения работ по благоустройству оврага необходимо иметь данные:

а) о топографии оврага и прилегающей к нему местности;

б) об условиях стока вод и о движении их по оврагу;

в) о грунтах и о местах обрушений откосов под действием грунтовых вод;

г) о намеченном в проекте планировки города использовании оврага

Меры по борьбе с оврагами разделяются на стадии: первая профилактические, предусматривающие предупреждение увеличения размеров оврагов, вторая - инженерные работы по их благоустройству.

К профилактическим мероприятиям относятся: защита поверхностного слоя (запрещается вырубка леса и кустарника, выпас скота, распашка склонов и т. д.), а также устройство системы нагорных канав для уменьшения количества поступающей в овраг поверхностной воды и укрепление ложа оврага путем его замощения (Мясоедов, 1984).

К капитальным мероприятиям следует отнести засыпку оврагов за счет избыточных объемов грунта при проведении вертикальной планировки прилегающих к оврагу кварталов или путем регулирования грунта из реки.

Главная защитная мера - это организация поверхностного стока на склонах и в верховье оврага, озеленение этих склонов и благоустройство дна оврага.

Глава 4. Анализ эрозийных процессов в окрестностях с. Контошино, с. Романово Косихинского района

4.1 Характеристика территории

Сельский населенный пункт Контошино является административным центром поселения, находится в 30 км к югу от райцентра с. Косихи, и в 6 км от разъезда Косиха Западно-Сибирской железной дороги. Расположено оно по обоим берегам р. Бобровки. Правобережная часть села, ограниченная с юго-запада-речкой, а с запада и северо-запада - оврагом. правый берег речки повсеместно обрывистый. Высота уступа составляет 4-7 метров. Пойма заросла кустарником. Овраг, протягивающийся с северо-востока на юго-запад вдоль границы. Глубина его достигает 40м., а ветвящаяся вершина уходит далеко к северо-востоку от села. Рельеф территории села всхолмистый, с блюдцеобразными замкнутыми понижениями, обособленными буграми и небольшими ложами. Общее понижение рельефа идет с севера на юг. Общий перепад высот (до кромки обрыва у речки) составляет 50м. В Восточной части села имеется два небольших озерка и заболоченный участок (Регионы России…, 2005). Климат, резко континентальный с холодной продолжительной зимой и жарким коротким летом. По данным метеостанции, расположенной в г. Барнауле, среднегодовая температура воздуха равна 10⁰С тепла. Самый холодный месяц - январь, со средне-месячной температурой - 17,7⁰С холода, а самый теплый - июль, среднемесячная температура +19⁰ С тепла. Осадков выпадает около 450 мм в год, Средняя мощность снежного покрова составляет 67 см. Преобладающее направление ветров юго-западное, при средней скорости около 4 м/сек. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов - 2,0 м.

4.2 Инженерно-геологические и гидрологические условия

В геоморфологическом отношении территория села Контошино приурочена к коренному склону долины р. Бобровка. В геологическом строении ее, на разведанную глубину 7 м, принимают участие рыхлые осадки четвертичного возраста, представленные суглинками супесями и песками аллювиально-делювиального происхождения. Под почвено-растительным слоем мощностью 0,2-0,5 м, почти повсеместно залегают суглинки, как правило, легкие, реже средние, часто с прослойками песка. Местами (северная часть) с глубиной, а кое - где с поверхности, суглинки сменяются желто-серыми, легкими и тяжелыми супесями. Для суглинков характерен следующий гранулометрический состав: содержание песчаной фракции изменяется от 29,7 до 45,5%, пылеватой от 31 до 51,3% и глинистой от 11,5 до 20,5%. Для супеси эти показатели изменяются в пределах:

- для песчаной фракции от 39,5 до 72,1%

- для пылеватой фракции от 14,7 до 68,4%

- для глинистой фракции от 7,9 до 10,5%

На глубинах от 0,7 до 6,0 и более метров глинистые грунты (суглинки и супеси) подстилаются песками пылеватыми, с прослойками суглинков.

Максимальные глубины залегания кровли песков приурочены к наиболее возвышенной, северной части села. С понижением рельефа на юг эти глубины уменьшаются и достигают минимума (до 1,0 м) (ул. Интернациональная, 10,11,12).

По логу юго-западной части села, кое где вдоль речки, с поверхности встречаются прослои (мощность до 1,1м) заторфованных суглинков, но по площади они имеют резко-локальное распространение.

Грунтовые воды встречены несколькими выработками, только вдоль берега речки на глубинах от 2,8 до 4,8 м.

По остальной территории села поверхность грунтовых вод находится на глубине 5-7 м.

Несущими грунтами по всей территории села, в зависимости от местоположения и глубины заложения фундаментов, будут являться пылеватые и мелкие пески, легкие и средние суглинки, а также средние и тяжелые супеси. Все грунты условно непучинистые и практически непросадочные. Нормативное давление на них 2,0 кг/см².

4.3 Анализ ландшафтных выделов территории

Анализ ландшафтных выделов территории Контошинского сельсовета позволяет выделить следующие местности и показать их современное хозяйственное использование:

Заподно-Сибирская равнина

Лесостепная зональная область

Верхнеобская провинция

Средне-лесостепные местности.

Высокие (древние) речные террасы, бугристо-грядовые перевеянные с сосновыми борами и березово-сосновыми травяными закустаренными лесами на дерново-слабоподзолистых почвах.

Исходя из их природных характеристик (почвообразующая порода, гранулометрический состав, преобладающие уклоны и т.д.) и сложившейся системы хозяйственного использования можно определить степень подверженности природных комплексов к негативным процессам.

Использование в сельском хозяйстве: пашни, пастбища, сенокосы. Высокая распаханность, эрозия почв особенно вблизи населенных пунктов; бытовое загрязнение.

Оценка состояния природных комплексов оценена по шкале:

> 0,66 Стабильный

Озеленение села представлено лиственными деревьями, северо-восточная часть села заросшая березовым лесом. Рельеф села всхолмленный с ложбинами и буграми. Имеются площадки с нарушенным рельефом. Общий уклон местности на юг к р.Бобровке. С северной стороны села -овраги с крутыми заросшими берегами. Развитие сельского хозяйства, в структуре которого преобладающее место занимает аграрный сектор.

4.4 Краткая характеристика сельскохозяйственных угодий

Рельеф пахотных земель представляет собой волнистую равнину, расчлененную логами и балками с уклонами от 1 до 7. Кормовые угодья размещены на склонах логов, увалов и в поймах рек.

Почвенный покров хозяйства состоит: из светло-серых лесных - 34% черноземов выщелочных и оподзоленных - 30%, серых лесных - 14%, темно-серых лесных -6%, лугово-черноземных, луговых и болотных - 10% почв. На пашне преобладают черноземы оподзоленные, светло-серые лесные, серые лесные, черноземы сильно выщелоченные (Преображенский,1988).

4.5 Использование земельного фонда

Основная часть землепользования составляет сельхозугодья, распаханность территории - 61%. Пахотные угодья первого отделения расположены в северной части землепользования на приподнятой террасе, вдоль автодороги, Новосибирск-Бийск, второе отделение вдоль железной дороги.

Пашня размещается на приподнятой равнине большими массивами в западной части землепользования со среднем размером около 300 га и меньшими массивами от 60 га до 300 га в северной части. Уклоны пахотных массивов в основном до 1⁰, но встречаются массивы между балками от 1⁰ до 2⁰ и частично от 3⁰ до 5⁰ (таб. 3) "Характеристика полей севооборотов и рабочих участков". На пашне преобладает водная эрозия, подверженных эрозии почв - 1987 га, слабосмытых - 1759 га (88%), среднесмытых 228 га (12%), эрозионноопасных - 200 га.

Пахотные массивы разбиты на рабочие участки от 19 до 277 га, существующими дорогами, лесополосами и балками.

В данное время, после распада совхоза, пашню обрабатывают фермерские хозяйства, проводятся мероприятия по улучшению пашни: вносятся минеральные удобрения, но севооборот не соблюдается.

Кормовые угодья расположены по балкам. Для того, чтобы не провоцировать эрозию почв на кормовых угодьях, необходимо их оставить в естественном состоянии.

Таблица 3 - Характеристика полей севооборотов и рабочих участков (Проект внутрихозяйственного землеустройства…2000)

№ отделений севооборотов	№ полей	Площадь (га)	Средний уклон в градусах	Механический состав	Эродирование почвы, га
				тяжелосуглинистый	среднесуглинистый	легкосуглинистый	супесчаный	Потенциально-опасные	слабая	средняя
Отделение №1
Севооборот №1
I-I	III 3	129	до 1		30	99		13	23	36
	IV 4	106	до 1		105	1		101	5
	V 5	66	до 1		66	0		50	16
	II 2	129	до 1		12	117				42
ИТОГО		430			213	217		164	164	42
Севооборот №2
1-2	14	47	3-5		47				47
	15	19	2-3		19				19
	11	19	до 1	3	19				19
	8	149	до 1		149				92	33
	9	54	3		54				49	5
	13	50	1-2		50			5	30	15
	21	89	1-2		89				82	7
ИТОГО		427		3	427			5	338	60

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, о том, что на данной территории происходит масштабное развитие овражной эрозии.

4.6 Мероприятия по охране земель

По материалам почвенного обследования на пахотных землях выявлено 2187 га (38%) эрозионноопасных и эродированных земель. Эрозия присутствует на участках в основном с уклоном от 1⁰ до 2⁰ и более.

Для предотвращения эрозии почв, в трех севооборотах необходимо сеять многолетние травы, на участках с уклонами от 1⁰ до 2⁰ и более необходимо проводить обработку почв поперек склонов. Кроме этого необходимо проводить и другие противоэрозионные мероприятия, защищающие почвы от эрозии:

- безотвальная обработка почв;

- посев зерновых противоэрозионными сеялками;

- посев поперек склона;

- снегозадержание и регулирование снеготаяния;

- внесение удобрений.

Объемы противоэрозийных мероприятий приводятся в таблице 4.

Таблица 4 - Агротехнические противоэрозийные мероприятия (Проект внутрихозяйственного землеустройства…, 2000)

№ п\п	Наименование мероприятий	Площадь га
1	Безотвальная обработка с сохранением стерни	4059
	В том числе: плоскорезная	4059
	поверхностная
2	Мелкая обработка комбинированными агрегатами	---
3	Посев стерневыми сеялками всего	3544
	В том числе: по плоскорезной обработке	3228
	По отвальной обработке	316
	По стерне (без обработки)	---
4	Полное размещение культур и паров	114
5	Посев кулис на парах	616
6	Обработка поперек склона	1184
7	Вспашка с прерывистым бороздованием	---
8	Вспашка с одновременным лункованием	---
9	Вспашка с поделкой микролиманов (мульчирование соломой)	1444
10	Прерывистое бороздоваие междурядий пропашных	---
11	Щелевание зяби и многолетних трав	140
12	Щелевание сенокосов и пастбищ	---
13	Залужение (консервация)	---
14	Снегозадержание	4473
15	Регулирование снегосостояния	1034

Существующие лесополосы в северо-западной части хозяйства защищают поля от эрозии, но для усиления защитного действия лесополос необходимо проводить рубки ухода в них с целью создания продуваемой конструкции для равномерного снегоотложения

Согласно ст. 65, "Водный кодекс РФ"от 03.06.2006 №74-ФЗ (принят ГД ФС РФ 12.04.2006г.) вводится режим использования в водоохранных зонах водных объектов прибрежных полос.

Ширина водоохраной зоны р. Бобровки, р. Серебряновки - 50м, в них запрещается применение ядохимикатов, строительство животноводческих комплексов.

Заключение

1. Оврагообразование представляет собой современный рельефообразующий процесс, в результате которого на поверхности суши образуются специфические, отрицательные линейные формы. Они являются результатом эрозионной работы временных потоков ливневых и талых вод на склоновых водосборах, в днищах балок и суходолов и по бортам речных долин. Отличительными особенностями наиболее типичных для Центра России склоновых оврагов являются:

а) морфометрически выраженная в рельефе водосборная площадь и определенные размеры эрозионной формы (длина оврага, как правило, близка к 100 м, глубина - 2 м);

б) продольный уклон тальвега в нижней части оврага значительно меньше уклона склона, в верхней - превосходит его;

в) овраг - эрозионная форма, находящаяся в развитии в настоящее время или не утратившая способность продолжать рост в современных природных условиях.

2. Условием оврагообразования являются антропогенные, реже природные вмешательства в условия формирования стока воды и наносов на естественных склоновых водосборах. Применительно к процессу оврагообразования вводится понятие эссенциальных возможностей территории (ЭВТ) по оврагообразованию, как максимальное количество и предельные габариты оврагов, которые могут образоваться при нарушении естественных гидроморфометрических характеристик склоновых водосборов.

3. Начавшись под воздействием антропогенного вмешательства, оврагообразование в дальнейшем, определяется комплексом характеристик, главными из которых являются расходы и объемы стока дождевых и талых вод, площади склоновых водосборных бассейнов, глубины местных базисов эрозии, форма склонов и густота эрозионной сети.

Потенциал как функция природных характеристик различен для разных регионов. Современная овражность представляет собой полностью или частично реализованный потенциал.

4. Структура современной овражной сети и распределение расходов воды по порядкам потоков от оврагов до крупных балок отличается как от речной, так и от ручейковой сети регионов.

5. Образование оврагов наносит ущерб всем отраслям хозяйства так или иначе связанным с землепользованием. Наиболее наглядно это проявляется по отношению к сельскохозяйственным землям в виде непосредственных потерь пахотных площадей и расчленения склоновых водосборов. Значителен ущерб от оврагов в гражданском, промышленном и дорожном строительстве, при добычных работах. Данные о потенциале оврагообразования, дающие представление о возможных разрушительных последствиях процесса, позволяют уменьшить, а во многих случаях предотвратить, ущерб от овражной эрозии.

Список использованной литературы и источников

эрозия овраг гидрологический косихинский

1. Комов Н.В. За сохранность земельных угодий и плодородия пашни в ответе перед страной / Н.В. Комов.- Достижения науки и техники, АПК. -2009. - №8

2. Административно-территориальные изменения Алтайского края за 1939-1991 гг. В 2-х частях. - Барнаул, 1992. - 435 c.

3. Брауде И.Д Облесение оврагов и балок/ И.Д. Брауде, Н.Ф. Васьковский. - М.Л. Гослесбумиздат, 1950. - 72 с.: ил

4. Брауде И.Д. Лесоводство и агролесомелиорация. Облесение оврагов и балок/ И.Д. Брауде, Н.Ф. Васьковский монография - М. 1948.

5. Ваганов Н.А. Хозяйственно-статистическое описание волостей Алтайского округа. - СПб., 1886.

6. Журнал АГЛОС September 12th, 2011. (Электронный ресурс): Режим доступа: http://aglos.livejournal.com

7. Зорина Е.Ф. География овражной эрозии / Е.Ф Зорина - монография МГУ. М.В. Ломоносова. - М.: Изд-во МГУ, 2006. - 324 с.: ил.

8. Зорина Е.Ф. Овражная эрозия: закономерности и потенциал развития: научное издание / Е.Ф Зорина - МГУ им. М.В. Ломоносова. - М.: Изд-во Геос, 2003.

9. Основные показатели социально-экономического положения муниципальных районов и городских округов Алтайского края: Стат.сб./ Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Алтайскому краю. - Б., 2009. - 384 с.

10. Потапов В.А. Борьба с эрозией почв / Потапов В.А.- 2-е изд., перераб. и доп. Ред. А.Г. Рожков. - М: Агропромиздат, 1989. - 224 с.

11. Преображенский В.С. Основы ландшафтного анализа / Преображенский В.С.:- М. Наука, 1988. - 192 с.

12. Проект внутрихозяйственного землеустройства совхоза "Советское" Косихинского района Алтайского края. Разработанный специалистами производственного отдела №1 АП ЗапсибНИИгипрозем в составе: начальник партии Русанова С.М., Инженер 1 категории Меньшагинской С.Н.; Графические материалы оформлены отделом офрмления и выпуска проектов. Начальник отдела Артемьева Г.П. 2000 г. - 48 с.

13. Регионы России: основные характеристики субъектов РФ / Федеральная служба государственной статистики. - М., 2005.

14. Ревзон А.Л. ГИС-технологии в системе предупреждения аварий на железных дорогах в условиях интенсивной эрозионной опасности // Экология и промышленность России / Ревзон А.Л., Шварев С.В- 2005г., №12, с. 27-31

15. Сельскохозяйственное использование заовраженных земель: сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ, ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии; Под ред. А.Г. Рожкова. - М.: Агропромиздат, 1989. - 223 с.

16. Скрябина О.А. Водная эрозия почв и борьба с ней / О.А. Скрябина: - Пермь: Кн. изд-во, 1990. - 246 с

17. Соболев С.С. Опыт почвенно-эрозионного районирования Европейской равнины СССР // Проблемы советского почвоведения./ С.С. Соболев 1940. №11.

18. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории европейской части СССР и борьба с ними/ С.С. Соболев

19. Чернова Нина Михайловна. Основы экологии. 10(11) кл / Н.М. Чернова - учебник для общеобразовательных учебных заведений /1-4/118.html.

20. Шойгу С.К. Теоретические предпосылки оценки опасности территорий и рисков чрезвычайных ситуаций // Анализ и оценка природных рисков в строительстве/ С.К. Шойгу, В.Р. Болов - М.: изд-во ПНИИИС Госстроя России, 1997. С. 74-75.

21. Яндекс. Карты (Электронный ресурс): Режим доступа: http://maps.yandex.ru/.

Размещено на Allbest.ru