Учет эрозии по замеру объема струйчатых размывов.
Этим методом определяют объем смытой почвы за период стока талых вод, после выпадения одного или нескольких ливней (Соболев, 1945). После стока, талых вод или выпадения ливня поперек склона —- перпендикулярно линии тока — на протяжении, например, 100 м вдоль протянутой мерной ленты замеряется ширина и глубина всех образовавшихся струйчатых размывов и затем вычисляется их суммарное сечение. Предположим, что на протяжении. 100 м было зафиксировано и замерено 55 струйчатых размывов с суммарным сечением 12 750 см2. Счи-
126
тая, что это сечение водороин характерно для полосы склона шириной Юм (5 м вцт и 5м вверх), мы вычисляем объем"смытой" почвы на площади 0,1 га. Получаем цифру 12,7 м3; в пересчете на" гектар — 127 м3. При сред-
ней плотности почвы 1,2 это будет 152 т/га. Обычно на склоне закладывается несколько профилей, например через 10, 20 или 30 м друг от друга, и. подсчитывается смъш почвы как по отдельным частям, так и по всему склону. На рис. 16 (Соболев, 1961) показаны размещение учетных, площадок вдоль продольного профиля склона,
а также план и поперечный профиль одной из площадок со струйчатыми размывами. В журнале в числителе записывают глубину струйчатого размыва, а в знаменателе—ширину. Замеры проводятся С точностью до 0,5 см. Если на площадке встречаются намывы, то замеряются и они (на рис. 16 контур намыва показан точками).
Применяя описанный метод, можно получить разные величины смыва почвы на том или ином склоне. Объясняется это несколькими причинами. Во-первых, это зависит от количества профилей, по которым учитывались струйчатые размывы. Так, если на склоне длиной 250 м будет заложено 10 профилей, то мы получим один объем смытой почвы, а если 20 — то другой. При этом разница может составлять 20, 40% и более. Во-йторых, при замере объема струйчатых размывов в значительной мере проявляется субъективный фактор. Как показал опыт, разница в суммарном замере объема струйчатых размывов, выполненном разными исследователями, иногда достигает 20—30%. Связано это с разной точностью замера сечений струйчатых размывов и степенью учета мельчавших размывов и намывов. В-третьих, замеряя сечения струйчатых размывов через 10 или 20 м и подсчитывая на основании этих замеров объем смытой почвы, мы как бы предполагаем прямолинейное расположение струйчатых размывов вниз по склону, хотя в действительности оно извилистое. И чем больше извилистость" струйчатых размывов, тем выше ошибка в сторону занижения объема смытой почвы. Поэтому иногда рекомендуется подсчет смытой почвы проводить с учетом коэффициента на извилистость струйчатых размывов. Значение этого коэффициента в зависимости от крутизны, длины склона, а также от других факторой может колебаться от 1,1 до 1,4. В-четвертых, при подсчете объема струйчатых размывов условно принимается их прямоугольное сечение, хотя в действительности они имеют самые разнообразные формы: прямоугольные, треугольные, трапецеидальные и др. ;;
Учет количества смытой почвы путем замера струйчатых размывов весьма приближенный. Полученные данные могут быть занижены, так как при этом методе не учитываются очень мелкие размывы, (глубиною менее 5 мм), а также смыв почвы с участков между струйчатыми размывами, который в той или иной мере все же проявляется. Так, по данным М. С. Мамаева (1954), учет
128
эрозии от стока талых вод путем замера струйчатых размывов дал занижение на, 34% по сравнению с определением смыва почвы по мутности стока. Эти данные могут быть и завышены, так как при эрозии да склоне происходит не только смыв почвы, но и ееготложение в виде тонких слоев наноси, которые не всегда можно замерить. _ .■ '
Возникают сложности при использовании описанного [._■■ метода на полях, где почва перед стоком талых или лйв-j - невых вод была "обрабо-гана вдоль склона. В этом слу-'• чае трудно установить количество почвы, снесенной по i .. бороздам при струйчатом стоке осадков. Все это показы-■ вает, что метод учета смыва почвы по замеру объема струйчатых размывов является весьма приближенным и от него нельзя ожидать большой точности. Поэтому следует умело интерпретировать результаты ^учета смыва почвы, выполненные данным методом..-Например, вряд ли можно считать достоверной разницу в,смыве почвы на двух делянках (55 и 60 м3/га) полевого опыта, равную 5 м3/га. ■; .'■ ....
В то же время метод учета объема струйчатых размывов позволяет без сложного оборудования на любом участке поля в первом приближении определять смыв почвы от стока талых вод, выпадения одного или нескольких ливней на различном агрофоне. "'..•'-'•,
Метод шпилек. Для оценки интенсивности многолетней поверхностной эрозии используют метод шпилек (Бе- f лян, Ромёнский, 1954), основанный на замере изменения i~-уровня поверхности почвы в результате эрозии, Этот мё- ' *" тод применяется не только на малых ЧЛбщаДках, но ;й для оцени* интенсивности эрозии по всему склону. В по-; следнем случае по продольному профилю склона закладывается ряд реперов, по которым ведут замеры изменения уровня почвы. Замеряя изменение уровня поверхности почвы за многолетний период, нельзя относить все/ удаление почвы только зд счет эрозий. Как было показано в третьей главе, на склонах проявляются и другие, процессы денудации, а на обрабатываемых крутых склр- ' нах значительное количество почвы перемещается к под-; ножию и почвообрабатывающими машинами. Поэтому все это следует учитывать при оценке интенсивности эро- V зии данными методами. . . ' V . ^,
Метод микронивелирования. В Проблемной лаборато-:рии эрозии почв и русловых процессов Московского уни- г 4-~ 5 <— М. Н, Заславский 129 .
!
верситета для измерения изменения уровня поверхности почвы и замера струйчатых размывов применяется метод микронивелирования. На исследуемой площадке размещаются опорные реперы, на которые в процессе измерения опирается жесткая дюралевая балка двутаврового сечения длиной 150 см. На балке помещается подвижная тележка с установленным на ней шпиценмасштабом. Вертикальные промеры проводятся через 2 см. Таким методом изучались эрозия и крип в Краснодарском крае. Метод фотопрофилирования. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте кукурузы применяется метод изучения интенсивности эрозии фотопрофилированием. Был создан прибор ^~ реечный профилограф, с помощью которого поверхность эродируемой почвы измеряется фотографированием. Профиль измеренной поверхности фиксируется на экране профилографа. В камеральных условиях по фотографиям определяют площадь поперечного сечения и вычисляют объем смытой почвы (Патат, Ляпунов, 1973).
Метод короткодистанционной стереофотометрической съемки. Для детального изучения закономерностей и интенсивности эрозии на небольших площадках применяется метод короткодистанционной стереофотограмметриче-ской съемки, который позволяет точно определить объем смытой и намытой почвы путем учета мельчайших изменений поверхности почвы после выпадения ливня. В. Л. 'Гуткин (1981) для этой цели использовал две фотокамеры «Спутник». На площадке 1,4X3,5 м через 10 см были натянуты нити, и по образовавшейся квадратной сетке учитывалось изменение рельефа после ливня. Были построены изолинии смещения почвы, подсчитаны объемы смытой почвы. Точность определений ±1,5 мм.
-Все вышеперечисленные методы не дают, конечно, ' возможности судить об объеме поверхностного стока талых и дождевых вод, динамике стока и динамике самого процесса смыва почвы в связи с гидрографом стока. Эти задачи решаются на стоковых площадках.
Изучение эрозии на стоковых площадках. Стоковые площадки позволяют'учитывать как жидкий, так и твердый сток, т. е.. склоновый сток воды и смыв почвы. Кроме стоковых площадок со стенками-ограничителями, сток и смыв на склонах иногда изучают на площадках без ограничительных бортиков. Таким путем, например, может
130
изучаться сток и эрозия на водосборе небольшой ложбины на склоне.
В. В. Сластихин (1964) отмечает, что на, площадках без боковых ограничительных стенок можно без помех проводить весь комплекс агротехнических приемов, связанных с возделыванием сельскохозяйственных культур. Размер площадок зависит от величины водосборных площадей ложбин и может быть равен и десятым долям гектара, и нескольким гектарам. Площадки охватывают как приводораздельную, так и склоновую часть малого водосбора. Исключается пристенное влияние ограничителей, которое может искажать характер склонового стока и смыва. Все перечисленное дает основание считать, что результаты наблюдений на стоковых площадках без стенок-ограничителей, охватывающие водосбор одной-двух • типичных для районов исследования ложбин, более всего отвечают условиям неискаженного поверхностного стока по склону. Наблюдения за стоком и смывом почвы на таких стоковых площадках проводились В. В. Сластихи-ным в Молдавии. Стоковые площадки размещались на склонах 5—6°, имели в длину (от водораздела до стоко-приемня'ка) 120—180 м, в ширину 6—20 м и водосборную площадь 0,2—0,35 га.
Устройство стоковых площадок. Боковыми границами площадок служили микроводоразделы между ложбинами, находящимися на склоне. Верхняя граница совпадала с общим водоразделом склона. Водосборная площадь стоковой пло'щадки определялась по топографическому плану крупного масштаба с горизонталями через 0,1 м и проверялась в естественных условиях после ливня. Нижней границей стоковой площадки служили сто-конаправляющие стенки из толя или рубероида. Глубина заделки в почву 15—20 см; превышение над поверхностью — 15 см. Для придания им жесткости по всей длине с внешней стороны стенок забивались колышки. Центральный угол ветвей деривационных стенок около 150°. Входная часть стокоприемника выполнена в виде Лотка из листового алюминия. Передняя стенка лотка заглублена -в почву на 20 см. По лотку поверхностный сток поступал к водомерному ящику из листового алюминия. Для отстаивания жидкости, поступающей с лотка в ящик, последний разделен двумя стенками-успокоителями на три части. Торцевая стенка водомерного ящика выполнена в виде трапецеидального водослива. Размеры 5* ' , 131
состоянием почв (промерзание, оттаивание, степень во-дбнасыщенности почв и др.). "
" Государственным гидрологическим институтом Н'Всесоюзным научно-исследовательским институтом земледелия и защиты почв от эрозии разработаны «Методические рекомендации по учету поверхностного стока и смыва при изучении водной эпп-
воДослива позволяли измерять расходы до 3000 л/мин. Отбор проб на мутность проводился с помощью вор&нки в бутылки емкостью 0,5 л.
Рассмотренный вариант изучения стока и смыва почвы на стоковых Площадках без ограничителейj применяется на склонах с более или менее выраженными ложбинами. Такие склоны имеют весьма широкое распространение. Для изучения эрозии на выровненных склонах могут быть применены микролотки без ограждения сто-коформирующей площади. Этим методом в Проблемной лаборатории эрозии почв и русловых процессов Московского университета изучали эрозию от стока дождевых осадков на склонах в Краснодарском крае и в Узбекской ССР (Ларионов, Жураёв, 1976; Ажигиров, 1979). Лотки имеют Длину 100 см. Делают их из жести. Лотку при-дается уклон к стороне, заканчивающейся трубкой с на-". саженным на нее резиновым шлангом. Падающий в лоток сток через шланг поступает в стокоприемник, помещенный в углублении. В качестве стокоприемника используются десятилитровые канистры.
С помощью микролотков можно изучать влияние длины склона на проявление эрозии. В этом случае микролотки по ступенчатой, схеме устанавливают на различном расстоянии от водораздела, например на расстоянии 50, 10Q, 150, 200 м. В каждом створе размещают по три — пять лотков. Чем их больше, тем надежнее средние результаты. Микролотки могут быть использованы также для изучения влияния крутизны или экспозиции склонов, а также других факторов на эрозию. Такие лотки наиболее целесообразно применять на склонах с естественной растительностью и при незначительном объеме стока, хотя в принципе возможно их использование на обрабатываемых склонах с выровненной поверхностью. Недостатком этого метода является ограниченный объем стокоприемника, не позволяющий изучать эрозию в условиях большого стока. , .
Непременным условием изучений эрозии является тщательная крупномасштабная топографическая съёмка участка, картографирование почв, установка плювиографа для измерения слоя и интенсивности дождей. При изучении эрозии от "стока т'алых вод проводится снегомерная съемка, оцениваются запасы воды в снеге и ведутся наблюдения за температурным режимом, сезонным
зии» (1975) для натурных измерений смыва в условиях стационарных наблюдений, на специализированных станциях. Эта методика яв-ляется обязательной для ее-' ти воднобалансовых станций гидрометеорологической службы СССР и опытных сельскохозяйственных. станций Министерства сельского хозяйства СССР. Методикой предусматривается комплексное изучение гидрологических показателей эрозии и обусловливающих ее факторов,
Методическими рекомендациями по учету поверхностного стока и смыва почв при изучении эрозии предъявляются следующие требования к участкам, на которых 060nvnV
рых
площадки со стенками-ограничителями: типичность по отношению к склонам экспериментального водосбора; наличие необходимых почвенно-раститсльных, агротехнических и других условий, обеспечивающих решение поставленной задачи; отсутствие резких переломов рельефа и препятствий (канав, бугров, западин и др.), искажающих формирование стока на исследуемом склоне; отсутствие выхода подземных вод на дневную поверхность; возможность отвода воды от измерительных устройств.
В зависимости от протяженности склонов и цели опыта устраиваются площадки размером: 50X400; 50X300; 50X200; 40X200; 40X150; 30X200; 30X150; 30X100;
Поможем написать любую работу на аналогичную тему