Класифікація видів ерозії грунту

Класифікація водної ерозії за генезисом водних потоків

Залежно від генезису водних потоків, які формують ерозійне руйнування грунту, розрізняють ерозію від стоку талих вод, зливову ерозію і іригаційну ерозію. Іноді (як у наведеній на рис. 1.1) у класифікаціях розглядають також ерозію грунту, що викликається підземними водами в місцях виходу їх на денну поверхню, та ерозію стічними водами в місцях їх скидання. Ці види ерозії мають обмежене розповсюдження і локальний (точковий) прояв, а тому є об'єктами переважно інженерно-геологічного аналізу.

Рис. 1.1. Класифікація видів водної ерозії грунтів (за М.М. Заславським (1979))

Специфічним видом ерозії грунтів є іригаційна ерозія. Під іригаційною ерозією часто розуміють ерозію від стоку зрошувальних вод (Заславский, 1983; Кузнецов и др., 1990). Це твердження, безумовно, справедливе для регіонів ерозійно-безпечних у доіригаційний період, як правило, з легкими грунтами і пологим рельєфом, де ерозійна діяльність пов'язана тільки зі зрошуванням. Такі умови характерні для районів традиційного зрошення, таких, як, наприклад, Середня Азія. У регіонах, де ерозія грунтів мала місце і в доіригаційний період, при виході зрошення на схилові землі на зрошувальних системах разом з ерозійними процесами, обумовленими водами зрошення, істотно змінюються ерозійні процеси і від природних опадів. Це відбувається під впливом змін вологості активного шару грунту, його водопоглинальних показників, протиерозійної стійкості, структури сівозмін, їх грунтозахисних властивостей тощо. У районах інтенсивного розвитку іригації змінам піддається навіть рельєф. Це відбувається при плануванні поверхні або створенні інженерної інфраструктури – каналів, що підводять воду і її розподіляють, при створенні тимчасових зрошувачів, доріг тощо. У зв'язку з цим слід говорити про ерозійні процеси на зрошуваних землях. Ерозійне ж руйнування грунту, зумовлене безпосередньою дією вод зрошення (поливних вод), доцільно називати поливною ерозією (Світличний, 1995; Чорний, 1996; Светличный и др., 2004).

Класифікація водної ерозії за результатами впливу води на грунт

За результатами впливу води на грунт ерозія може виявлятися у вигляді поверхнево-схилової або яружно-руслової ерозії. Відповідно до гідролого-морфологічної класифікації видів водної ерозії Г.І. Швебса (1974, 1981) до поверхнево-схилової належать три види ерозії – ерозія розбризкування, поверхнева ерозія і струминна ерозія (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Структура водної ерозії за Г.І. Швебсом (1981)

Ерозія розбризкування реалізується в тому випадку, коли дощові краплі бризками переміщують вниз по схилу грунт, який відокремлюється при їх ударі об зволожену поверхню. Однак вважається, що сумарні втрати грунту з усього схилу в цьому випадку незначні, і їх у розрахунках, наприклад, при протиерозійному проектуванні, ігнорують.

Поверхнева ерозія (яку іноді називають ще і площинною) змиває і розмиває грунт у тимчасовій струмковій мережі, а також на міжструмкових ділянках. Поверхнева ерозія поділяється на поверхнево-дрібноструминний і зливовий поверхневий змиви.

Поверхнево-дрібноструминний змив відбувається в мікрострумках з глибиною, сумірною з розміром переміщуваних частинок, вони мають напрям, що часто не збігається з напрямом максимального ухилу. Зливовий поверхневий змив відбувається за тих самих умов, що і поверхнево-дрібноструминний, але при додатковій енергетичній дії крапель дощу.

Струминна ерозія включає струминний і зливовий струминний розмиви. Вона виявляється у струминках поверхневого стоку. Відмінність між струминним і зливовим струминним розмивами грунту полягає в тому, що при останньому проявляється додатковий енергетичний вплив крапель дощу. І при струминному розмиві, і при зливовому струминному розмиві напрямок руху потоку збігається з максимальним ухилом місцевості.

У результаті дії струминної ерозії на поверхні грунту утворюються ерозійні форми різного розміру – від найдрібніших до таких, які не можна заорати при основному обробітку грунту. Ерозійні форми, які ще можуть бути зарівняні сільськогосподарськими знаряддями, звичайно називають струминними розмивами, або водомиями. їх максимальна глибина не перевищує 0,5 м, часто обмежуючись глибиною оранки. Ширина струминних розмивів може досягати 2-3 м і більше (рис. 1.3). Розмиви, які не можна заорати, називають вимоїнами. їх глибина становить 0,5-3,0 м.

Рис. 1.3. Ерозійний водомий після зливи: ширина в нижній частині – близько 3 м, глибина – 0,2-0,3 м (Одеська область)

Після основного обробітку грунту та (або) культивації схилова тимчасова гідрографічна мережа разом із зонами акумуляції грунтових наносів, як правило, зарівнюється. Після багаторазового утворення струмкової мережі і її зарівнювання утворяться грунти з укороченим гумусовим горизонтом – еродовані грунти (рис. 1.4) і грунти, де відбувається часткова акумуляція наносів – намиті грунти. Поступово, якщо не застосовуються протиерозійні заходи, змивається весь гумусовий горизонт.

Рис. 1.4. Еродовані південні чорноземи на схилових землях (південь Одеської області)

Глибокі лінійні розмиви (вимоїни) поступово трансформуються в яри – каньйоноподібні або V-подібні форми рельєфу (рис. 1.5). Спусковим механізмом яроутворення є ерозійні процеси, але в процесі розвитку ярів, крім ерозійних, беруть участь гравітаційні і суфозійні процеси. Згодом, при виробленні профілю рівноваги, роль бокових та глибинних ерозійних процесів у розвитку ярів поступово зменшується, відбувається певна стабілізація лінійного росту цієї форми рельєфу і часткове замулення русла наносами. Процес яроутворення в цьому випадку загасає, і яр припиняє свій розвиток.

Рис. 1.5. Яружна ерозія (правий берег р. Інгул, Миколаївська область)

Класифікація ярів за ступенем розмиву

Існують численні класифікації ярів за різними ознаками – морфологічними, генетичними, просторовими тощо. У гідролого-геоморфологічній класифікації Г.І. Швебса (Швебс, 1981) (рис. 1.2) яружна ерозія поділяється на лінійний, одноступінчастий і багатоступінчастий розмиви.

Одноступінчастий розмив розвивається в пониженнях з перепадом ухилу в місці, де утворюється вершина яру, яка розвивається під дією ерозії. Початковий контур подовжнього профілю формується розмиваючою дією падаючого потоку у вершині яру. До одноступінчастих ярів належать переважно схилові яри,що розвиваються однією вершиною. Вони, як правило, утворюються на схилах лощин, балок і річкових терас. Залежно від розташування схилові яри можуть бути береговими, типово схиловими і вершинними. Схилові яри, які розташовані на крутих схилах балок і річкових долин, нижче за їх брівку, називають береговими. До типово схилових ярів відносять яри, вершини яких вийшли за брівку стародавніх ерозійних форм (балок, річкових долин) на пологі привододільні схили. Вершинні яри розміщені у верхів'ях балок, лощин і малих річкових долин. Водозбірна площа схилових ярів у більшості випадків становить 2-15 га і лише іноді досягає 50 га або більше. Довжина – 100-300 м, в окремих випадках – 700-1000 м, глибина, як правило, до 10-15 м.

Багатоступінчастий розмив на відміну від одноступінчастого розвивається дискретно у місцях розташування ступенів (водоспадів), що зароджуються у пригирловій частині, досягаючи найбільшого розвитку в середній частині і відмирають біля вершин. Багатоступінчасті яри – це переважно донні або схилові яри, подовжній профіль яких представлений серією ступенів. Донні яри – лінійні розмиви, що розміщуються по днищах стародавніх ерозійних форм – улоговин, лощин, балок. їх утворення пов'язане зі зміною умов стоку з розташованої вище водозбірної площі (наприклад, вирубки і розкорчування лісу, інтенсифікації землеробства тощо). Донні яри характеризуються великою водозбірною площею (від десятків до тисяч гектарів і більше) і значною глибиною – як правило, до 15-20 м. Але в окремих випадках їх глибина може перевищувати 100 м.

Класифікація ярів за будовою в плані

За будовою в плані розрізняють типи ярів:

• простий,
• розгалужений,
• складнорозгалужений,
• яружна система.

Простий яр у плані є одним прямим або слабозігнутим руслом з двома-трьома розгалуженнями в районі вершини. Розгалужені і складнорозгалужені яри характеризуються наявністю кількох бокових відгалужень за всією довжиною основного русла, великі з яких за своїми морфометричними характеристиками збігаються з основним руслом. Яружна система є єдиною сукупністю основного русла і густої мережі ярів менших порядків.