Файл: Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов (на примере осыпных и делювиальных).pdf

1. Влияние количества стекающей воды и укл на на интенсивность делювиального процесса

Как мы указывали выше, количества осадков и интенсив­ ности их выпадения на территории Среднего Поволжья вполне достаточно для протекания делювиальных процессов. Однако весьма существенных коррективы в интенсивность смыва вносит уклон склона. Они заключаются в двух аспек­ тах: с одной стороны, в изменении слоя выпавших на склон осадков (Павлов, 1962), с другой стороны, в характере про­ явления процессов смыва на склонах различной крутизны.

Влияние уклона (а) на слой выпавших осадков (х{) может быть учтено предложенным Г. И. Швебсом (1969) уравнением

где: X — слой осадков, выпавших на горизонтальную поверх­ ность, ß — средний угол падения капель относительно гори­ зонта, ІЗ — направление ветра, С —азимут склона.

Характер проявления процессов смыва на склонах различ­ ной крутизны изучал на территории Казанско-Ульяновского Приволжья А. П. Дедков (1970). Он выделил три категории склонов, подвергающихся в настоящее время смыванию в формах плоскостного, мелкобороздового и рытвинного смыва.

Склоны с уклонами до 31—38° подвергаются главным образом рытвинному и мелкобороздовому смыву. Склоны средней крутизны (20—35°) в верхней части испытывают ту же форму смыва. Пологие склоны (1—5°) естественный покров

150

График 46. Гистограмма распределения уклонов по поверхности делювиального выпукло-вогнутого склона и кривая, характеризующая распределение по склону возможной работы (получено с помощью функции Хортона).

которых уничтожен в результате вспашки, подвергается плоскостному смыву.

Смыв почвы в зависимости одновременно от интенсив­ ности осадков и крутизны склона исследовал Г. В. Лопа­ тин (1952). В таблице 23 приведены результаты исследования.

Воспользуемся методом дисперсного анализа данных Г. В. Лопатина для оценки относительной роли интенсивности осадков и крутизны склона на величину смыва почв.

интенсивности осадков разделяется на пять градаций: 0—0,5; 0,5—1; 1—1,5; 1,5—2; 2 и выше мм/мин. Величина смыва характеризуется 11 градациями: 0—1; 1—2; 2—3; 3—4; 4—5; 5—6; 7—8; 8—9; 9—10 и выше 10.

Результаты дисперсионного анализа приведены в таблице 24.

Т а б л и ц а 24

С и л а в л и я н и я ( Ѵ ) и д о с т о в е р н о с т ь в л и я н и я ( F ) у к л о н а

15t

Эти данные, несомненно, могут дать представление о роли названных факторов. Интенсивность выпадения осадков играет большую роль, чем уклон. Вполне понятно, что оба эти фактора являются ведущими. Исходя из полученных данных можно составить общее уравнение связи факторов, которое (в связи с решающим значением крутизны и интен­ сивности осадков, кик ведущих компонентов смыва) может быть весьма показательным

значениями коэффициентов, носит частный характер. Однако в виде

находя численные значения коэффициентов для каждого конкретного случая, как показывают результаты дисперсион­ ного анализа, уравнение вполне может быть использовано

График 47. Характер связи между степенью задернованности поверх­

152

для оценки величины сноса. Надо сказать, что в литературе встречается большое число эмпирических формул, оцениваю­ щих величину смыва (Мирцхулава, 1968; Матвеев, 1971 и др.), однако, все они носят частный характер.

2. Влияние характера грунта и растительности на интенсивность делювиального смыва

Несомненно, что в формуле (2.1.2—3) не учтен такой важный показатель, как характер грунта. Для рыхлого грунта интенсивность смыва сильно зависит от гранулометрического состава. Пылевато-глинисто-илистые частицы уносятся в& взвешанном состоянии, гравелистые разновидности перекаты­ ваются потоком по поверхности склона. Следовательно,

взависимости от количества и скорости стекающей воды, снос материала происходит дифференцировано.

Влияние растительности на протекание процесса делю­ виального смыва наиболее четко прослеживается в областях, подверженных широкому уничтожению растительного покрова

врезультате вспашки земель. В этих условиях снос может достичь исключительно большой величины. В настоящее время исследователями получено большое количество данных, свидетельствующих о роли растительности на процесс смыва,

обзор которых можно найти в литературе (см., напр. Воскре­ сенский, 1971).

Г. С. Ананьев и Е. Д. Сыроечковская (1971) привели показательный пример характера связи между степенью задернованности поверхности склона и объемом снесенного материала (гр. 47). По оси х здесь отложены проценты задер­ нованности поверхности склона, по оси у — вес снесенного мелкозема (граммы). Зависимости найдены для залесенного (1) и для остепенного (II) склонов. В условиях залесенного склона, до условий покрытия растительностью до 20—25%, смыв практически отсутствует (чуть выше 0,001 гр). Однако на рубеже 10% отличается резкий скачок увеличения сноса. Более плавный ход увеличения сноса по мере уменьшения сомкнутости растительного покрова отмечено для остепненного склона.

Общую картину роли растительности на величину делю­ виального смыва можно проиллюстрировать на следующем примере. В трех основных областях склона смыв проявляется по разному. Наиболее интенсивен он в области преимуществен­ ной денудации; в меньшей степени заметен в области тран­ зита материала и практически отсутствует в области преоб­ ладающей аккумуляции. В соответствии с этим, процент

153

задернованности и соответствующих областей сноса должна отразить (хотя и косвенно) роль растительности на величину смыва.

Наблюдения за степенью задернованности в трех основных областях шестнадцати делювиальных склонов долин рр. Свияги и Камы, позволило составить следующее распределе­ ние встречаемости.

М а т р и ц а в с т р е ч а е м о с т и р а з л и ч н о й и н т е н с и в н о с т и з а д е р н о в а н н о с т и в о с н о в н ы х о б л а с т я х д е л ю в и а л ь н ы х с к л о н о в

связь рассчитывалась по полихорическому показателю Чу­

взаимосвязи задернованности с интенсивностью смыва.

3. Роль ударов и разбрызгивания дождевых капель

Эффект, оказываемый ударными воздействиями дождевых капель на разрыхление и разрушение почвы достаточно велик. Проявляется он двояко: в виде непосредственного воздействия дождевых капель, либо, если поверхность склона прикрыта слоем стекающей воды, путем создания турбулирующего воздействия на водяной слой.

Вызывая значительные разрыхляющие действия, приводя­ щие к интенсивной эрозии, ударное воздействие может при­ вести одновременно и к образованию корочки, препятствую­ щей дальнейшему эрозионному смыву, путем уплотнения верхнего слоя. В таком случае, особенно при достаточно длительных дождях, образуется сплошной слой стекающей воды. Здесь уже решающее значение приобретает турбулйрующее воздействие ударов капель и возникающее при этом эрозия отличается рядом особенностей (Маккавеев, 1953).

Попытки установления общего вида зависимости коли­ чества разрыхленной почвы от энергии дождевых капель не

154