WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

На правах рукописи

Денисов Алексей Александрович ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ОВРАГООБРАЗОВАНИЯ НА ЮГЕ ПРИВОЛЖСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ И ОКСКО-ДОНСКОЙ РАВНИНЫ Специальность 06.01.02 – мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград-2008

Работа выполнена в ФГУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» на кафедре инженерной геологии

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Зыков Иван Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Литвинов Евгений Александрович доктор географических наук профессор Анопин Владимир Николаевич Ведущая организация - Нижне-Волжский НИИСХ

Защита состоится «» _ 2008 г., в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д. 220.008.01 при Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии, ауд. 214.

Адрес: 400002 г. Волгоград, Университетский проспект, 26, ВГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА, автореферат размещен на сайте Волгоградской ГСХА http://www.vgsha.ru Автореферат разослан «_»_ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент Е.А. Иванцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Факторы оврагообразования в зонах активной эрозии почв изучены недостаточно, поскольку в разных зонах страны они различны. Ущерб от эрозии почв в РФ составляет более 260 млрд.

руб. Более 20% сельскохозяйственных и большие площади лесных угодий поражены эрозией. Овраги вывели из оборота свыше 6 млн. га земель по всей России. Южная зона Приволжской возвышенности и особенно бассейн р.

Дон – один из наиболее эродированных регионов. Плотность оврагов высока, рост и развитие их продолжается, закрепление же ведется медленно.

В настоящее время упор при закреплении размывов сделан на биологические методы; слабо разработаны гидротехнические направления защиты, в частности, головные сооружения. Хотя более чем 100-летний опыт применения последних показал перспективность, надежность их при правильной эксплуатации и, главное, в их устройстве. При соблюдении правил эксплуатации они могут функционировать 100-300 лет и более.

Цели и задачи исследований. Целью наших исследований являлось определение основных факторов оврагообразования в бассейне среднего течения р. Дон, динамики роста оврагов, их развития и разработка головных гидротехнических сооружений для закрепления мощных прогрессирующих размывов.

Программой исследований предусматривалось решение следующих основных задач:

-анализ литературных и фондовых материалов, посвященных исследованию оврагообразования;

- изучение методики проведения многолетних исследований на эродированных площадях Кумылженского района;

- охарактеризовать климатические факторы и их роль в развитии водной эрозии;

- выявить административные, хозяйственные и иные антропогенные причины, влияющие на образование и развитие овражных систем;

- разработка новых способов и устройств для борьбы с оврагами и эрозионными врезами.

Научная новизна исследований. В процессе исследований составлена классификация факторов оврагообразования.

Определен «взрывной» характер возникновения большинства современных размывов.

Впервые разработаны новые гидротехнические сооружения для вершин оврагов и мест сброса объединенного транзитного стока не только при коренной мелиорации серии размывов и площадей, но и отсечением их вершин от водосборов для усиления процессов самозарастания, самовыполаживания и затухания оврагов.

Практическая ценность работы. Разработанные гидротехнические головные сооружения для вершин оврагов, а также их системы вполне способны перерабатывать концентрированный сток с угодий неспокойного ландшафта во всех зонах страны и за ее пределами независимо от ведущих факторов и главных причин оврагообразования, во всех местах движения временного стока с наличием перепадов воды.

Основные положения, выносимые на защиту:

- анализ состояния изученности овражной эрозии;

- физико-географические условия зоны исследований;

- систематизация основных факторов оврагообразования;

- разработка головных гидротехнических сооружений для закрепления оврагов.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на Международной научно-технической конференции в Волгограде в 2005 году. Основные положения диссертации и исследовательских материалов опубликованы в 4 печатных работах, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ. Результаты исследований пропагандируются при проведении занятий и практик со студентами Себряковского филиала Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета, а также среди руководителей Михайловского, Кумылженского, Серафимовичского, Клетского, Камышинского и других районов Волгоградской области.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 151 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Промежуточные результаты исследований помещены в приложение. Список литературы включает наименований, в т.ч. 4 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обосновывается актуальность темы, излагаются цель и задачи исследований, практическая ценность работы.

Глава 1. Состояние изученности овражной эрозии Состояние изученности овражной эрозии, факторов и причин оврагообразования представлены в диссертации в литературном обзоре фундаментальных классических трудов известных ученых: А.И. Воейкова (1984), Л.С. Берг (1938). Эти исследователи обосновали научные направления по изучению причин и факторов образования, роста и затухания мощных оврагов и размывов.

Исследования и труды наших современников, таких, как А.С. Козменко (1954), С.С. Соболев (1948), И.А. Кузник (1962), Б.Ф. Косов (1981), Г.П.

Сурмач (1976), Н.П. Калиниченко, В.В. Ильинский (1976), А.Г. Рожков (1981), И.Г. Зыков (1982), В.М. Ивонин (1983), В.И. Панов (1975), А.И.

Шабаев (1984) и др., дополнили, развили, привели к созданию новых концепций и взглядов на развитие эрозионных процессов и оврагообразование.

Главными причинами и факторами оврагообразования считаются все почвообразовательные факторы (Косов, 1981; Рожков, 1981); различные рубежи – земляные и лесные (Смирнова, 1981; Ивонин, 1992); тектонические движения и вулканические встряски (Алексеева, 1981; Маккавеев, 1982;

Романов, Иванова, 1982); базис эрозии (Любимов и др., 1981); состав коренных пород, наклон поверхности и заселенность (Коротина, 1981);

криогенные процессы (Крючков, 1978); характер и площадь водосбора (Никольская, Позднякова, 1981), и, очевидно, другие явления.

Глава 2. Физико-географические условия зоны исследований Климатические характеристики местности определяют развитие эрозионных явлений, способствуют возникновению линейных размывов, загрязнению водных артерий.

Волгоградская область – наиболее засушливая часть России, осадков здесь выпадает 300-450 мм. Амплитуда температур составляет 80-85°С, длительность безморозного периода – 150-180 дней. Высота снега колеблется от 10 до 50 см. Весна короткая, бурная. Ветровой режим может превышать м/сек.

Геологическое строение сложное, мозаичное, преобладают четвертичные отложения элювиально-делювиальных суглинков и глин, легко поддающихся размывам. Водоразделы выпуклой формы, с распаханностью 61%. Эрозионная расчлененность 1-1,5 км/км2. Склоны длинные, до 6,5 км.

Базис эрозии – 100-360 м.

Почвы темно-каштановые, много смытых почв. Содержание гумуса – 2-4%. Они бедны фосфором, но обеспечены калием. Встречаются солонцы.

Лесистость территории – 5,8% (Маттис, Акинтьева, 1987). Леса расположены в поймах, балках, старых оврагах. Травянистая растительность степных типов. Девственных степей мало, продуктивность – 1-7 ц/га зеленой массы.

Глава 3. Программа. Методика. Объекты исследований Программой исследований предусматривалось:

1) изучение и анализ предшествующих исследований;

2) выбор объектов, подготовка стационара и организация исследований;

3) изучение морфологии, морфометрии оврагов по картографическим материалам и в натурных условиях;

4) изучение факторов оврагообразования и их классификация;

5) изучение склонового стока и его влияния на динамику приростов и врезов;

6) изучение влияния климатических особенностей, почвенных и местных условий на развитие эрозии и оврагов;

7) исследование роли рельефа неспокойных поверхностей водосборов в оврагообразовательных процессах, влияния административных и хозяйственных факторов;

8) разработка гидротехнических способов и устройств для борьбы с оврагами и эрозионными врезами;

9) экономические расчеты эффективности борьбы с овражной эрозией.

Исследовательские работы выполнены с использованием методических разработок ВНИАЛМИ (Г.П. Сурмач и др., 1975; И.Г. Зыков и др., 1978; И.Г.

Зыков, И.В. Панов, 1989 и др.); ВНИАЛМа (Н.П. Калиниченко и др.; 1979);

А.А. Молчанов, 1962; И.В. Боголюбова и др., 1975; В.Е. Водогрецкий, О.И.

Крестовский, 1975).

Использовались методики, применяемые при сборе данных в лесомелиоративных, почвенно-геологических, гидрологических, географических, ландшафтных и других направлениях исследований.

Стационарные исследования выполнялись на водосборе балки Лопатинская, которая является типичным природным ландшафтом для Приволжской возвышенности среднего течения р. Дон и правобережной части р. Медведица (рис.1).

Рис. Объект исследования – Лопатинская балка и слагающие ее ветви водосборов Экспедиционные и стационарные работы выполнялись в Волгоградской области в бассейнах рек Дон и Медведица. Проводились рекогносцировочно-визуальные исследования овражно-балочных земель, гидрографической сети, оврагов.

Экспериментальные исследования выполнены на стационарном объекте севернее ст. Скуришенская Кумылженского района на землепользовании колхоза «Рассвет».

Водный баланс изучался на боковых площадках и отдельных ложбинах. Им предшествовали снегомерные наблюдения и изучение процессов промерзания и оттаивания почвы. Весной исследовались параметры отдельных ручьев и потоков, смыв почвы. Определялась влажность почв, объемная масса.

Проводилось описание почв стационара, отбирались образцы для определения физико-химических показателей и параметров.

Изучался прирост оврагов, сезонная динамика методом реперов.

Делались промеры оврагов в натуре и по картографическим материалам.

Выполнялись камеральные работы, подсчитывались промежуточные материалы и данные.

Экономическая эффективность рассчитывалась сравнительным путем на новые гидротехнические сооружения с ранее известными монолитными и сборными быстротоками.

Важное место в диссертации заняла разработка новых гидротехнических сооружений и их систем.

Глава 4. Морфология и морфометрия развития оврагов Типичными для зоны исследований являются склоновые и береговые овраги, доля которых составляет 89% от общего их количества. На стационарном объекте всего 64 оврага, из них донных – 5%, вершинных – 7%, остальные являются склоновыми. Данные овраги затоплены прудами и в расчеты не вошли.

Водосбор древней эрозионной сети - собирающего типа, прилегающие склоны – выпуклые. Базис эрозии оврагов – 100 м. Суммарная длина оврагов составляет почти 20 км, средняя длина – 328 м, с варьированием от 17 до м, а 66% оврагов имеют длину до 300 м. Распределение количества оврагов по длине почти соответствует закону нормального распределения функций.

1. Распределение длин и количества оврагов по стадиям развития Стадия Длина Процентное Процентное Количество развития оврагов, участие, участие, оврагов оврага м % % Первая 4720 24,8 22 36,Вторая 9100 47,8 29 47,Третья 3300 17,4 8 13,Четвертая 1900 10 2 3,Сумма 19020 100 61 100,Почти 73% оврагов находятся в первой и второй стадиях развития, что подтверждает их активный рост, развитие и наступление на сельскохозяйственные угодья.

Сильное влияние на развитие овражных размывов оказывает длина линии стока, величина водосбора, его преобладающие фоны. Наибольшее количество оврагов (75,4%) имеют линии стока в 100-600 м. Минимальная линия стока – 75 м, а максимальная – 1315 м. Большое количество оврагов с малой линией стока свидетельствует о большой податливости почв и грунтов стационара размыву. Видимо, образовались они в годы с большой величиной стока.

Более половины оврагов стационара - шириной до 60 м; они, как правило, имеют ланцетовидную, полостную форму. Максимальная ширина составила 105 м, а при ветвлении оврага (25% от количества) ширина увеличивается до 175-210 м.

Глубина оврагов исследуемого участка в вершине – 2,7-3,2 м, около 25% - с высотой перепада 4-6 м, и только 10% - глубокие (7-8 м).

По тальвегам оврагов наблюдаются 2-7 перепадов с глубиной 0,3-1,5 м.

Оврагов с тальвеговыми врезами насчитывается около 90%, то есть их преобладающее большинство. Эти овраги углубляются.

Устьевые зоны оврагов глубокие и составляют на стационаре у коротких оврагов до 300 м длиной 12-15 м, у оврагов длиной 900-1000 м – 35-45 м, то есть местами - на весь базис эрозии оврага.

Площадь оврагов стационара исследуемой балки составила примерно 649 тыс. м3. Наименьший объем равен 50 м3, а максимальный – 54600 м3.

Уклоны дна оврагов колеблются от 2-3° до 23-26°.

Рост оврагов, развитие, переход из одной стадии в другую при одних и тех же условиях зависит от величины водосборов. Водосборы по мере роста оврагов уменьшаются. Исследованиями установлено, что возникновение и рост размывов совсем не обязательно происходит при наличии большой водосборной территории. Большинство овражных образований (72%) имеют водосборы до 2,5 га, и только 16% - до 5 га.

Очень контрастные данные были получены при изучении овражной эрозии на склонах различных ориентаций по странам света.

2. Овражная эрозия световых и теневых склонов Овраги Превышение Единица № Показатели световой теневой светового над измерения склон склон теневым 1.

Общая длина м 9025 3370 2,2.

Длина линий стока м 10155 8140 1,3.

Общая площадь га 9,15 1,85 4,4.

Средняя площадь га 0,57 0,12 - 5.

Суммарный объем м3 283590 61550 4,6.

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»