Моделирование эрозии.

Моделирование эрозии ставит своей целью с помощью активного эксперимента ускорить изучение эрозии, выявить закономерности процесса, исследовать противоэрозионную устойчивость почв, влияние слоя и интенсивности осадков, физического состояния почв и других отдельных факторов на проявление эрозии. Моделирование эрозионных процессов можно проводить в полевых условиях с помощью дождевальных агрегатов, а также в лабораторных условиях на дождевальных установках, гидрологических лотках и другими методами.

Дождевальные установки для изучения эрозии в полевых условиях.

Изучение эрозии, вызываемой дождями, а также изучение эффективности различных противоэрозионных мероприятий проводится методом моделирования дождей и склонового стока с помощью различных установок с площадью полива от 0,25 до 1000–1500 м2. При искусственном дождевании в принципе возможно имитировать дождь любой структуры с большим диапазоном как слоя, так и интенсивности выпадения осадков. Основное требование к дождевальным установкам – обеспечение параметров искусственного дождя, соответствующих (или близких) реальным ливням.

Все дождеватели в зависимости от принципа получения дождя разделяются на капельные и насадковые. В капельных дождевателях для образования капель используются сита с отверстиями, нити, иглы, капиллярные трубки. Среди насадковых дождевателей выделяются струйные, дефлекторные и центробежные.

Капельные дождеватели обеспечивают равномерный, но однородный крупнокапельный дождь. Для уменьшения диаметра капель используется дополнительное дробление крупных капель (струй) на специальной сетке. Это позволяет получить необходимую интенсивность при малом количестве каплеобразователей.

Дождь создаваемый насадковыми дождевателями, характеризуется широким спектральным составом капель и высокой интенсивностью. Недостаток установок этого типа – неравномерность распределения по площади и несоответствие спектрального состава интенсивности дождя. Кроме того, скорость падения капель меньше скорости падения капель естественного дождя. Для снижения интенсивности дождевание делают прерывистым.

Наибольшее распространение в последнее время при проведении экспериментальных исследований по изучению эрозии в лабораторных условиях и на малых полевых площадках получили струйные насадки. Требуемый спектральный сосав капель и высокая равномерность обеспечиваются чередованием групп насадок разного типа (например, струйные и дефлекторные) и диаметра, а также гидропульсацией или вибрацией в одной или двух плоскостях.

На больших стоковых площадках для создания искусственного дождя используются в основном насадки дефлекторного типа. Насадки такого типа при достаточно большом радиусе действия (5–8 мм) обеспечивают дождь высокой интенсивности при высокой равномерности распределения его по площади. Использование дополнительных стояков к насадкам позволяет увеличить высоту падения капель и улучшить тем самым энергетические характеристики дождя, а более частое расположение насадок – повысить равномерность распределения.

Изучение ирригационной эрозии.

В нашей стране в 20 в проводились большие работы по дальнейшему расширению орошаемых площадей. В связи с этим уделялось внимание изучению ирригационной эрозии, возникающей при дождевании и бороздковом поливе, а также совершенствованию методов исследований.

для определения эрозионно-допустимых поливных норм часто применяют метод микроплощадок. Основу его составляет визуальнаяч фиксация момента поверхностного водообразования вблизи каждого из расставленных в зоне полива дождемеров. Этот метод позволяет без нарушения сложившегося состояния поверхностного слоя почвы получать в однородных почвенных и агротехнических условиях достаточное количество точек для оценки параметров устанавливаемых зависимостей эрозионно-допустимых норм от энергетических характеристик искусственного дождя.

Изучение эрозии в лабораторных условиях.

Экспериментальные лабораторные изучения эрозии ведутся во многих научных коллективах. При этом применяются различные дождевальные установки.

На лабораторных установках проводится дождевание монолитов, а также дождевание с одновременным напуском воды, имитирующим подток стекающей воды. На такой установке возможно изучение влияния на проявление эрозии степени увлажненности, уплотненности и оструктуренности почв.

В лабораторных условиях изучается водопрочность структурных агрегатов, влияние химического состава, физико-химических и физических свойств почв на их противоэрозионную устойчивость.