Действие мелководных потоков на поверхностные горизонты чернозема типичного различной степени смытости

Ручейковая эрозия вносит существенный вклад в процессы деградации пахотных почв, поэтому целью работы было продолжение разработки гидравлических и статистических методов для оценки транспорта мелководными потоками почвенного материала. Для этого на примере черноземов типичных среднемощных легкосуглинистых на лёссовидных суглинках глубокопахотных несмытого, слабосмытого и среднесмытого проведена верификация уравнения транспортирующей способности водных потоков малой глубины. Образцы для исследования были отобраны в Курской области. Сопоставление полученных экспериментально и рассчитанных по уравнению значений мутности показало удовлетворительное соответствие. Средняя относительная ошибка расчетов составила по модулю 18.0%, а коэффициент корреляции - 0.89. В модельном эксперименте на большом эрозионном лотке было установлено, что средневзвешенный диаметр влекомых потоком агрегатов увеличивается с возрастанием скорости потока, а диаметр отложившихся в русле агрегатов уменьшается. Данная закономерность выявлена как при воздушно-сухом, так и при капиллярно-увлажненном исходном состоянии образцов. Установлено, что водный поток при низкой скорости (0.3915 м/с) выносит прежде всего многопорядковые и наиболее плотные прогумусированные агрегаты (в том числе копролиты), в то время как в русле откладываются обломки менее гумусированных агрегатов и отдельные минеральные зерна. Выяснено, что такие особенности характерны для обоих вариантов исходного состояния образцов. При этом отмечено, что размеры фракций вынесенных потоком агрегатов при обоих исходных состояниях образцов совпадают, то же характерно и для отложившихся в русле агрегатов.

ручейковая эрозия, мелководные потоки, транспортирующая способность, микроморфология эродированных черноземов, rill erosion, shallow streams, transport capacity, micromorphology of chernozems

1. Бганцов В.Н., Мосолова А.И., Санжарова С.И., Челобянц С.А. Микроморфологические исследования влияния полимерных препаратов на структурное состояние типичного чернозема // Микроморфология антропогенно измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 36-46.

2. Булыгин С.Ю., Бреус Н.М., Семиноженко Т.А. К методике определения степени эродированности почв на склонах // Почвоведение. 1998. № 6. С. 714-718.

3. Быстрицкая Т.Л., Герасимова М.И. О годовом цикле современного черноземного процесса // Почвоведение. 1988. № 6. С. 5-16.

4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

5. Гендугов В.М., Глазунов Г.П. О единстве механизмов водной и ветровой эрозии почвы // Почвоведение. 2009. № 5. С. 598-605.

6. Гендугов В.М., Кузнецов М.С., Абдулханова Д.Р., Ларионов Г.А. Модель транспорта наносов склоновыми потоками // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2007. № 1. С. 35-40.

7. Голосов В.Н., Добровольская Н.Г., Иванова Н.Н. Антропогенное влияние на верхние звенья гидросети в земледельческом центре России // Эрозия почв и русловые процессы. 1995. Вып. 10. С. 16-29.

8. Государственный доклад “О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году” [Электронный ресурс]. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. http://www.mnr.gov.ru/upload/iblock/a76/gosdoklad2011.pdf. 356 с.

9. Дебольский В.К., Котков В.М. Особенности динамики дефицитных форм в поступательных потоках // Метеорология и гидрология. 1977. № 10. С. 67-71.

10. Демидов В.В., Осанина О.О. Закономерности процессов переноса и отложения почвенного материала водными потоками малой глубины // Живые и биокосные системы. 2015. № 12. http://www.jbks.ru/archive/issue-12/article-1

11. Доклад о состоянии и охране окружающей среды на территории Курской области в 2008 году. Департамент экологической безопасности и природопользования Курской области. Курск: ООО “Мечта”, 2009. 176 с.

12. Железняков Г.В. Гидрологические и гидравлические аспекты проблемы взаимодействия потоков основного русла и поймы // Тр. V Всес. гидрол. съезда. Т. 10. Кн. 2. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 203-209.

13. Карасев И.Ф. Русловые процессы при переброске стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 288 с.

14. Караушев А.В. Теория и методы расчета речных наносов. Л.: Гидрометеоизда, 1977. 272 с.

15. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.

16. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. М., 2004. 352 с.

17. Медведев В.В. Состав и строение макро- и микроагрегатов некоторых почв Украины // Почва, плодородие, урожай. Минск, 1968. С. 323-327.

18. Поляков А.Н. Микроморфологическое и морфометрическое исследование южных черноземов европейской части СССР // Биологические науки. 1979. № 3 (183). С. 76-85.

19. Поляков А.Н. Микроморфология черноземов Заволжско-Предуральской лесостепи // Биологические науки. 1981. № 5 (209). С. 90-97.

20. Поляков А.Н., Ярилова Е. А., Кизяков Ю. Е. Микроморфологическое исследование и морфометрия карбонатных черноземов Предкавказья // Почвоведение. 1972. № 11. С. 91-100.

21. Поляков А.Н., Ярилова Е. А., Кизяков Ю. Е. Микроморфология и морфометрия карбонатных черноземов Предкавказья // Тез. докл. IV Всесоюзного делегатского съезда почвоведов. Кн. 3. Алма-Ата, 1970. С. 233-234.

22. Разумихина К.В. Вопросы применимости методов расчета транспорта наносов к речным потокам // Тр. ГГИ. Вып. 132. 1966. С. 18-45.

23. Санжарова С.И., Бганцев В.Н., Скворцова Е.Б. Структурное состояние чернозема типичного разной длительности сельскохозяйственного использования // Микроморфология антропогенно измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 64-74.

24. Свиридов В.И., Петренко Н.Н., Свиридова О.В. Оптимизация структуры сельскохозяйственного производства в зонах преобладания основных типов почв Курской области // Модели автоматизированного проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Курск, 2010. С. 266-269.

25. Чекулаев Г.С. О показателях устойчивости русел каналов оросительных систем // Вопросы гидротехники. Вып. 1. Ташкент: АН УзССР, 1955. С. 61-75.

26. Чижикова Н.П., Лебедева (Верба) М.П., Лебедев М.А. Минералогический состав и микростроение почв аккумулятивно-денудационного ландшафта северной части лесостепи и сносимого при эрозии материала // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2010. Вып. 65. С. 36-47.

27. Эрозионные процессы / Под ред. Маккавеева Н.И., Чалова Р.С. М.: Мысль, 1984. 255 с.

28. Free G.R. Erosion Characteristics of Rainfall // Agricultural Engineering. 1960. V. 41. № 7. P. 447- 449.

29. Haimann M., Liedermann M., Lalk P., Habersack H. An integrated suspended sediment transport monitoring and analysis concept // Int. J. Sediment Res. 2014. V. 29. № 2. Р. 135-148.

30. Ghoshal K., Pal D. Grain-size distribution in suspension over a sand-gravel bed in open channel flow // Int. J. Sediment Res. 2014. V. 29. № 2. pp. 184-194.

31. Pal D., Ghoshal K. Mathematical model on grain-size distribution in suspension over sand-gravel bed // J. Hydrology. 2014. V. 511. P. 640-647.

32. Pu J.H., Hussain K., Shao S.-d., Huang Y.-f. Shallow sediment transport flow computation using time-varying sediment adaptation length // Int. J. Sediment Res. 2014. V. 29. № 2. P. 171-183.

33. Tsai C.W., Man C., Oh J. Stochastic particle based models for suspended particle movement in surface flows // Int. J. Sediment Res. 2014. V. 29. № 2. P. 195-207.