Навігація


Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
Захист від водної та вітрової ерозіїЗАХИСТ ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ І ДЕФЛЯЦІЇВплив ерозії на стан сільськогосподарських угідь та прогноз їх якостіВітрова енергіяСпособи передачі вітрової потужності споживачуФактори розвитку ерозії ґрунтуВітрові електростанціїОрієнтація горизонтально-осьової вітроустановки на напрям вітрового...Ерозія ґрунтів та забруднення добривамиГострі ерозії і виразки шлунково-кишкового тракту
 
Головна arrow Агропромисловість arrow Оцінка і прогноз якості земель
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Вітрова ерозія

Розробка науково обгрунтованої стратегії проектування протиерозійно упорядкованих агроландшафтів, які здатні знизити втрати грунту від вітрової ерозії до безпечної норми, повинна будуватись на підставі загальної концепції конструювання агроландшафтів з обов'язковим врахуванням кліматичних, геологічних і грунтових умов природних ландшафтів. Для досягнення цієї мети необхідно застосувати концептуальні моделі протиерозійно упорядкованих агроландшафтів, розроблені для кожного класу інтенсивності вітрової ерозії.

Районування рівнинної території України за інтенсивністю вітрової ерозії проводилось на основі моделі вітрової ерозії, яка була розроблена фахівцями ННЦ "ІГА ім. О.Н. Соколовського" НААН України для умов Лісостепу та Полісся з урахуванням генезису грунтів, їх фізичних і фізико-хімічних властивостей. Розрахунки проводились за середньозваженими величинами основних показників для кожного Грунтового виділу на карті грунтів України масштабу 1:750000. Показниками схильності грунтів до вітрової ерозії є грудкуватість поверхневого шару ґрунту, %; вміст грунтових часток більше 1 мм в діаметрі та коефіцієнт руйнування агрегатів (Ks), який визначається за величиною зв'язності останніх (S, %):

де:

Кs – коефіцієнт руйнування агрегатів;

S – величина зв'язності, %.

На основі багаторічних досліджень було створено банк даних означених показників для основних грунтів України. Для степової зони були використані 10-річні матеріали стаціонарних досліджень на 85 фіксованих ділянках, розташованих у Північному, Південному та Сухому Степу. Визначення величин зв'язності проводилось за методом ротаційного сита Чепила, який базується на руйнуванні ґрунтових часток і штучних грунтових "блоків" (Шиятий Є.І., Лавровський А.В., 1971). Паралельно з визначенням грудкуватості і зв'язності у кожній точці описували ґрунтові розрізи, визначали тип ґрунту і його основні фізичні, фізико-хімічні і хімічні властивості. Використання цих даних дало змогу виявити залежність коливань зв'язності (коефіцієнт руйнування агрегатів) від властивостей ґрунту (Можейко Г.О., Тимченко Д.О., Бураков, 1981). Для зональних ґрунтів степової зони ця залежність описується рівнянням:

де:

– вміст піску (0,05-1,00 мм), %;

– вміст мулу (<0,001 мм), %;

вміст карбонатів кальцію, %.

Однак ця залежність не діє для лучно-черноземних, лучних, чорноземно-лучних піщаних, глинисто-піщаних, середньо- і сильносолонцюватих ґрунтів. Для торфово-болотних ґрунтів і торфовищ чітко виявилась залежність між зв'язністю агрегатів і вмістом вуглецю в трифосфатній витяжці (С) при коефіцієнті кореляції 0,839±0,23:

Для мінеральних ґрунтів Полісся залежність зв'язності від гранулометричного складу описується таким рівнянням (коефіцієнт кореляції 0,725, коефіцієнт регресії 0,569):

де:

вміст дрібного піску (0,25-0,05 мм), %;

– вміст мулу (<0,001 мм), %.

Майже з тією ж точністю встановлюється залежність зв'язності від вмісту елементарних грунтових часток – ЕГЧ (коефіцієнт кореляції – 0,732, регресії – 0,536):

Для лісостепової зони залежність коефіцієнта руйнування від основних показників грунтів виглядає так:

при ,

де:

вміст лабільного гумусу, %;

вміст СО2 карбонатів, %;

вміст ЕГЧ, %;

– коефіцієнт агрегованості, %.

Залежність грудкуватості від ЕГЧ така:

при .

Таким чином, для кожної зони визначені притаманні їй залежності між величинами коефіцієнта руйнування агрегатів і основними властивостями грунтів.

Величини грудкуватості у вітроерозійний період для поліських і лісостепових грунтів визначались безпосередньо при грунтових обстеженнях, а для степової зони – за залежністю грудкуватості весною від її величини восени за формулою:

де:

грудкуватість у ерозійнонебезпечний весняний період, %;

грудкуватість восени попереднього року, %;

а, bкоефіцієнти, які залежать від конкретних умов (грунт, попередня культура, агрофон).

Основна модель вітрової ерозії розроблялась для степової зони України на основі відомої залежності еродованості Грунту від грудкуватості поверхні грунту та ступеня вкритості рослинними залишками, опрацьованої Є.І. Шиятим з застосуванням польової аеродинамічної установки ПАУ-2. На установці такого типу (ПАУ-3) в ННЦ "ІГА ім. О.Н. Соколовського" були піддані дії вітру основні грунти степової зони, для яких отримано показники, що залежать від типу грунтоутворення, питомої ваги грунту, наявності елювіально- ілювіального процесу та його інтенсивності. Такі ж параметри для грунтів Полісся і Лісостепу були розраховані на підставі їх властивостей.

Для розрахунків інтенсивності вітрової ерозії, крім грунтових показників, також необхідні кліматичні показники, такі, як середня максимальна швидкість вітру певної забезпеченості під час пилових бур та тривалість вітроерозійних процесів. Останні встановлювались за багаторічними даними метеорологічних станцій. Визначались дні з пиловими бурями і кількість годин прояву. Для Полісся таких даних немає. Тому визначали величини, за яких можливо проявлення вітрової ерозії. За період з березня до кінця вересня це кількість днів з відносною вологістю повітря менше 39 % і щомісяця кількість годин у день, коли вірогідні ерозійні процеси. Слід зауважити, що вітрова ерозія на Поліссі, як правило, виникає на полях з сухою поверхнею грунту і за відсутності рослинності.

Середні максимальні швидкості вітру визначені за той же період (березень – вересень), однак для Полісся обрані дні, коли вологість повітря була нижчою за вказану величину – 39 %, а для лісостепової і степових зон лише дні, коли відмічені пилові бурі. Здобуті матеріали оброблялись методом квантільного аналізу для одержання 20%-вої забезпеченості швидкості вітру. Таким чином, за допомогою перелічених параметрів проведено районування України за інтенсивністю вітрової ерозії для основних фунтів на основі моделі вітрової ерозії, яка має такий вигляд:

де:

Ер – потенційно можливі втрати ґрунту, т/га за рік; а, b – коефіцієнти, які залежать від генезису, гранулометричного складу, фізичних і фізико-хімічних властивостей грунту;

kгрудкуватість поверхневого шару грунту, %;

коефіцієнт руйнування агрегатів;

tкількість годин з проявленням вітрової ерозії за рік;

– середня максимальна швидкість вітру конкретного району, м/с;

– базова швидкість вітрового потоку в аеродинамічній трубі, м/с;

0,1перерахування з г/м2 за хвилину на т/га в рік.

Прогноз розрахований на максимальні швидкості вітру під час пилових бур 20%-ої забезпеченості.

На підставі вище означеного до критеріїв оцінки вітрової ерозії віднесено:

1) Середньорічна тривалість пилових бур.

2) Середні максимальні швидкості вітру 20%-вої забезпеченості під час пилових бур.

3) Інтенсивність вітрової ерозії на рівнинній території України на основі карти фунтів України М 1:750 000.

4) Нормування інтенсивності вітрової ерозії для основних фунтів рівнинної території України.

5) Інтенсивність посух і їх розповсюдження на території України при 25%-вій забезпеченості для вегетаційного періоду в цілому, весняного, літнього та осіннього періодів.

6) Періодичність процесів вітрової ерозії і визначення багаторічної норми ерозії з урахуванням періодичності.

Таблиця 4.9

Інтенсивність вітрової ерозії для основних типів грунтів рівнинної території України

Ґрунти

Норма ерозії, т/га за рік

Класи інтенсивності ерозії

1

2

3

4

5

6

відсутня

слабка

середня

сильна

дуже

сильна

катастрофічна

1

2

3

4

5

6

7

8

Дерново-підзолисті, дернові і оглеєні їх види, піщані і супіщані

1,5

1-1,5

1,5-15

15-45

45-150

150-450

>450

Опідзолені грунти, оглеєні і реградовані їх види

3,0

1-3

3-30

30-90

90-300

300-900

>900

Чорноземи типові всіх видів

4,0

1-4

4-40

40-120

120-400

400-1200

>1200

Чорноземи звичайні всіх видів, чорноземи на щільних глинах

3,0

1-3

3-30

30-90

90-300

300-900

>900

Чорноземи південні всіх видів, чорноземи глинисто-піщані, чорноземи солонцюваті на нелесових породах

2,5

1-2,5

2,5-25

25-75

75-250

250-750

>750

Темно-каштанові, каштанові солонцюваті, лучно-каштанові солонцюваті, оглеєні солонцюваті і осолоділі ґрунти подів, солонці і солончаки

2,0

1-2

2-20

.20-60

60-200

200-600

>600

Чорноземи і дернові щебенюваті грунти на елювії щільних не- карбонатних і карбонатних порід

2,0

1-2

2-20

20-60

60-200

200-600

>600

Лучно-чорноземні, лучні і чорноземно- лучні ґрунти всіх видів на лесових, алювіальних і делювіальних породах

4,0

1-4

4-40

40-120

120-140

400-1200

>1200

Лучно-болотні, болотні, торфово- болотні ґрунти та торфовища

2,0

1-2

2-20

20-60

60-200

200-600

>600

Показники діагностики вітрової ерозії:

1. Перевищення потенційно-можливих втрат грунту від вітрової ерозії над багаторічною нормою ерозії, (т/га за рік) (табл. 4.9)•,

2. Наявність переносу пилу під час пилових бур з інших регіонів;

3. Схильність до інтенсивних і частих посух, які обумовлюють процеси опустелювання.

Таблиця 4.10

Нормативи вітроерозійних процесів і посух

Ступінь розвитку вітро- 1 ерозійних процесів

Перевищення втрат грунту над нормою ерозії (разів)

Періодичність

посух,

зниження ГТК, перенос пилу

Протиерозійні заходи

Нормальний (сприятливий)

в 1-20

-

Звичайні або грунтозахисні технології.

Задовільний

в 20-30

Перенос пилу з інших регіонів

Мінімальні, аж до "нульових", технології обробітку грунту. Потрібні інженерні розрахунки втрат фунту. Відстані між основними лісосмугами не більші 15-20- кратної висоти насаджень

Перед кризовий

в 30-50

Перенос пилу з, інших регіонів

Ґрунтозахисні системи обробітку фунту. Інженерні розрахунки втрат фунту і розрахунки оптимальних відстаней між основними ліоосмугами.

Кризовий

в 50-100

Перенос пилу, посухи І раз в 1,5- 3,5 роки, ГТК- 0,2-0,3

Мінімальні системи грунтозахисних обробітків. Обов'язкові розрахунки втрат фунту і оптимальних відстаней між лісосмугами. Необхідні зміни у співвідношенні основних угідь, помірне зволоження при зрошенні

Катастрофічний

>100

Посухи

1 раз в 1,5-2 роки. ГТК-0,2-0,3

Необхідні зміни в співвідношенні площ основних угідь. Спеціальні меліорації і радикальні зміни системи господарювання, заходи проти осолонцювання, засолення фунтів та опустелювання.

Нормування параметрів вітрової ерозії проводять за такими показниками:

1. Перевищення втрат грунту над багаторічною нормою ерозії (разів);

2. Періодичність посух;

3. Зниження гідротермічного коефіцієнта;

4. Перенос пилу.

Нормування вітроерозійних процесів наведено в табл. 4.10, де також дано перелік заходів з поліпшення ситуації.

Для визначення критеріїв оцінки інтенсивності вітрової ерозії використовуються різноманітні джерела інформації. Тривалість пилових бур визначається за даними метеослужби, за якими встановлюється тривалість (у годинах) кожної пилової бурі за 20-40 років і розраховується її середньорічна величина. Середні максимальні швидкості вітру 20% забезпеченості, за 20-40-річними даними метеослужби, за ті дні, коли відбувалися пилові бурі, визначаються також максимальні швидкості вітру. Для визначення періодичності вітрової ерозії по кожній метеостанції кількість повторень вітрової ерозії за кожний рік і за роками 20-40-річного періоду ділять на число років у періоді. При цьому, якщо пилові бурі проявляються щоденно, то це визначається як одна буря, а якщо з перервами – як різні. Інтенсивність посух і їх повторюваність, а також гідротермічний коефіцієнт Селянинова (ГТК) для необхідного періоду вегетації установлюють з даних метеослужби (для 25%-вої забезпеченості) (архіви ННЦ "ІГА ім. О.Н. Соколовського").

Для всіх перелічених критеріїв на картосхеми наносять розташування метеостанцій, біля них записується необхідний показник і методом інтерполяції проводяться ізолінії, які обмежують регіони, що мають однакову величину показника. При районуванні інтенсивної вітрової ерозії користуються принципом переважання на території певного класу інтенсивності вітрової ерозії. Тому майже у кожному з виділених районів присутні землі, які належать до інших класів, а для багатьох районів Полісся завдяки строкатості грунтового покриву довелося виділити цілий регіон, де перевищення розрахункових втрат грунту коливається від 0 до 100 і більше разів.

Повторюваність та інтенсивність посух відіграють значну роль у виникненні кризових ситуацій. Вони різко погіршують стан зволоження ландшафтів, викликають нестабільність, призводять до корінних змін грунтового покриву, умов зростання рослин.

В середньому, за останні 20 років посухи повторювались при 25%-вій їх забезпеченості 1 раз в 5 і більше років в Західному і Правобережному Поліссі зі зниженням величин ГТК в порівнянні з середніми даними за цей період на 0,3 одиниці. В Правобережному і Північному Лісостепу, Лівобережному Поліссі вони виникали 1 раз в 3-5 років з такою ж інтенсивністю. На іншій території Лісостепу і Північного Степу – 1 раз в 2,5-3,5 роки із зниженням ГТК в середньому на 0,2 одиниці. Південний Степ, крім Задністровської частини, і смуга центральної частини Кримського Степу характеризуються повторюваністю І раз в 2-2,5 роки з таким же зниженням величин ГТК. Найбільш часті посухи виникають в Присивашській зоні і прилеглому узбережжі Чорного та Азовського морів (1 раз в 1,5-2 роки зі зниженням ГТК до 0,3-0,4), що призводить до опустелювання.

Існує чітко виражена динаміка посух в межах вегетаційного періоду. Весною в Західному і Правобережному Поліссі вони майже зовсім відсутні. В Лівобережному Поліссі вони виникають один раз в 2,5-5 років (тільки в західних районах Чернігівського Полісся). В Правобережному Лісостепу посухи в цей період виникають тільки в південно-східних районах Київської області і Черкащини. В Лівобережному Лісостепу – в західних районах Полтавської області із зниженням ГТК на 0,1-0,3 одиниці в порівнянні з середньорічними, але з повторюваністю 1 раз в 2,5-3,5 роки. Правобережний і Лівобережний Північний Степ характеризується такою ж повторюваністю і дуже слабкою інтенсивністю (зниження ГТК на 0,1 одиниці). На Приазовській височині в цей час ГТК підвищується на 0,2-0,3 одиниці проти середньорічного. Найбільш часті й інтенсивні посухи в цей період спостерігаються на вододілі річок Дніпра і Молочна по лінії Каланчак-Берислав-Запоріжжя-Мелітополь- Генічеськ, в Криму – в Красноперекопському й Джанкойському районах. В червні-липні інтенсивність і розповсюдженість посух зростає. В усьому Поліссі, Правобережному і Північній частині

Лівобережного Лісостепу посухи повторюються 1 раз в 2,5-3 роки. ГТК знижується на 0,3-0,6 одиниць від середньорічного. На більшій частині Лісостепу і Північного Степу посухи повторюються І раз в 2,5-3,5 роки з пониженням ГТК на 0,2-0,4 одиниці. Південний Степ і Крим зазнають посух кожні 2,5 роки зі зниженням ГТК до 0,2-0,3, що характерно для пустель і напівпустель, а в найбільш сухих районах Причорномор'я посухи бувають навіть щорічно. В серпні-вересні, коли волога так необхідна для наступного врожаю, інтенсивність посух ще більше зростає. В Поліссі посухи повторюються один раз на 3-5 років, в Лісостепу – в 2,5-3,5 роки, в Степу – 2,5-3,5 роки, а в сухій його частині – 1,5-2 роки. Найбільше зниження ГТК в Криму досягає 0,25, що характеризує опустелювання.

Найбільш інтенсивне перезволожений і з частим повторюванням (1 раз у 2,5 роки) проявляється у Поліссі, а також в Правобережному Лісостепу з перевищенням ГТК над середньорічними величинами на 0,5-0,7. Лісостеп зазнає перезволожених 1 раз на 2,5-3,5 роки з інтенсивністю 0,2-0,3 ГТК. В Причорноморській смузі, Присивашші і західному Приазов'ї повторюваність перезволоження найменша – 1 раз на 5-7 років при інтенсивності 0,2-0,3 ГТК. Таким чином, перезволоження як негативний фактор переважно виникає в північних і північно-західних районах, але дія його викликає негативні явища (мочароутворення, водна ерозія тощо) на всій території України.

В аспекті вітрової ерозії майже вся Лісостепова зона і Північний Степ, крім східної частини Лівобережжя, характеризуються сприятливим станом, де ерозія може бути знижена лише агротехнічними заходами, створенням системи лісосмуг.

Задовільним станом характеризуються "Малий Лісостеп" і лесові острови Правобережного і Лівобережного Полісся та окремі райони Лівобережного Степу, що піддані інтенсивним посухам. Необхідні грунтозахисні технології. Лісосмуги виконують основну роль в зниженні інтенсивності ерозії – оптимальні відстані між ними не більше 15-20-кратної висоти насаджень.

Передкризовим станом характеризуються Львівський та передгірський Лісостеп, північ Лівобережного Полісся, деякі райони Донбасу та Присивашшя. Кризовим станом характеризуються Кам'янсько-Бузький район Львівської області, північ Чернігівщини і Сумщини. В Степу – південь Херсонської, центр Запорізької, південний захід Донецької й Луганської областей знаходяться в зоні транзиту пилового потоку.

В катастрофічному стані – північні райони Західного і Правобережного Полісся (Шацький, Зарічанський, Сарненський і Чорнобильський), а також група районів Південного Степу й Донбасу.

На узбережжі Чорного моря, Сиваша та на заході узбережжя Азовського моря інтенсивно йдуть процеси опустелювання, які відзначаються різким погіршенням родючості грунтів, зміною природних рослинних асоціацій.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси