Разрушение межагрегатных связей между частицами почвы в процессе водной эрозии

Сопротивление разрыву образцов почвы на три порядка больше, чем касательные напряжения на дне склоновых потоков, которые производят работу по отрыву и транспорту почвенных частиц. Ц.Е. Мирцхулава полагал, что отрыв частиц почвы потоком происходит в результате усталостного нарушения связей между частицами почвы. С учетом этого сопротивление почвы разрыву уменьшается на два порядка. М.А. Неаринг полагал, что отрыв частиц почвы совершается в точках срыва вихрей со дна потока, где касательное напряжение на два порядка больше, чем его средняя величина. Эти подходы не объясняют преодоления силы сцепления между частицами почвы склоновыми потоками. Результаты исследования влияния температуры воды на скорость размыва модельных образцов почвы показали сильную зависимость эрозии от температуры воды, которая близка к правилу Вант-Гоффа. Экспериментально показано, что разрушение связей между частицами почвы в образце черноземной монозернистой почвы происходит под слоем неподвижной воды. После пуска потока воды в первые же мгновения срываются все частицы, лишившиеся связей с остальной почвенной массой. С увеличением продолжительности пребывания образца под слоем неподвижной воды количество частиц с нарушенными связями растет с некоторым замедлением. Эксперименты подтверждают справедливость гипотезы о негидравлическом характере сил, приводящих к нарушению межагрегатных связей в процессе водной эрозии. В реальных условиях, очевидно, работают все три отмеченных выше механизма.

механизм эрозии, межагрегатные связи, сопротивление почвы разрыву, правило Вант-Гоффа, разрушение межагрегатных связей, mechanism of erosion, inter-aggregate bonds, soil tensile strength, Van’t Hoff’s rule, disruption of inter-aggregate bonds

1. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф. Вероятностная модель эрозии почв и связных грунтов // Почвоведение. 2000. № 2. С. 616-624.

2. Мирцхулава Ц.Е. Метод расчета деформации каналов // Речной транспорт. № 5. 1966. С. 27-36.

3. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Колос, 1970. 240 с.

4. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Госстройиздат, 1963. 636 с.

5. Grass A.J. Initial instability of fine bed sand // J. Hydraulics Div. ASCE 96. 1970. P. 619-632

6. Foster G.R. Modeling the erosion process // Hydrlogic modeling of small watersheds / Eds. Haan C.T., Johnson H.P., Brakensiek D.L. ASAE monogr. No. 5. St. Joseph, 1982. P. 296-380.

7. Nearing M.A. A probabilistic model of soil detachment by shallow turbulent flow // Trans. ASAE. 1991. V. 34. P. 81-85.

8. Nearing M.A., Parker S.C., Bradford J.M., Elliot W.J. Tensile Strength of Thirty-Three Saturated Repacked Soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1991. V. 55. No. 6. P. 1546-1551.

9. Rose C.W. Developments in soil erosion and deposition models // Advances in Soil Science. 1985. No. 2. P. 163.