3 Расчет интенсивности смыва почвы по линиям стока. Определение категорий эрозионно-опасных земель

Характерные перегибы местности в основном находятся в точках пере­сечения данной линии с линиями водоразделов и водотоков. В отдельных случаях заданное направление может проходить через центральную часть седловины, вершину горы (холма) или дно котловины, которые также явля­ются точками перегибов местности. В соответствии с этим на рис. 5 показа­ны характерные перегибы в точках а, б, в, г.

Так как на местности скаты одного и того же направления могут переходить от по­логих к более крутым и наоборот, то при ото­бражении рельефа горизонталями проявляет­ся одно из их важных свойств: чем круче скат, тем меньше расстояние между со­седними горизонталями (заложения скатов). Например, на линии 1-2 (рис. 5) кру­тизна ската заметно меняется между интерва­лами, отмеченными точками а, б, в, г, причем видно, что на отрезке бв скат круче, чем на отрезках аб, вг.

Линии стока выделяются красным цве­том и нумеруются арабскими цифрами.

Рисунок 5 – Изображение крутизны ската на плане с горизонталями

На линии стока или линии интенсивности смыва через каждые 100 м в масштабе карты выделяются контрольные точки. Для карты масштаба 1:10000 100 м -1 см.

Для количественной оценки суммарного влияния всех природных фак­торов на процессы эрозии приводятся расчеты потенциальной интенсивности смыва почвы.

Величину потенциального смыва почвы можно рассчитать по формуле:

М = h n m σ λ l i β ά k, (3)

где М – потенциальный смыв почвы за год, т/га;

h – интенсивность дождей, ливней, снеготаяния;

n – параметр, учитывающий тип почв;

m – параметр, учитывающий механический состав почв;

σ – коэффициент стока;

λ – коэффициент учитывающий степень смытости почвы;

ά – коэффициент, учитывающий экспозицию склона;

β – коэффициент, учитывающий форму склона;

k – коэффициент, эрозионной опасности культур.

Смыв почвы с участка единичной ширины соответствующей крутизны склона и длины линии стока определяется по эталонной таблице (приложение 1).

Расчеты потенциальной интенсивности смыва почвы проводятся по контрольным линиям. Контрольными линиями являются линии стока. Кон­трольные линии намечаются на массивах пашни от водоразделов до бровок балок, оврагов по линии стока.

В местах, где от основного водораздела отходит вторичный водораздел, линии стока проводят от последнего. Линию стока следует намечать так, чтобы расчетную интенсивность смыва почвы можно было распространить па весь прилегающий к ней массив пашни (рис. 6). Длина линии стока определяется нарастающим итогом от водораздела: 100, 200, 300, 400 м... и т.д.

Интенсивность смыва почвы определяется в точке пересечения линии стока с границей соответствующего интервала крутизны: 1°, 2°, 3°,5°, 8° и т.д. Интенсивность смыва почвы определяется только для участка соответствующей крутизны.

С целью уточнения смыва почвы, на участках между границами интервалов крутизны склонов, расчеты проводятся через каждые 100 м. Крутизна склонов определяется для соответствующей сотни метров (выше по склону), а длина линии стока учитывается нарастающим итогом от водораздела.

Смыв почвы с участка единичной ширины соответствующей крутизны склона и длины линии стока определяется по эталонной таблице (приложение 1).

Рисунок 6 – Построение линии истенсивности смыва

Эталонная таблица рассчитана для участков с прямым профилем скло­нов, южной экспозиции, не смытыми черноземами среднесуглинистого меха­нического состава, применительно к ЦЧО.

Для определения интенсивности смыва почвы на конкретном участке необходимо в данные эталонной таблицы вводить поправочные коэффициен­ты противоэрозионной стойкости почв.

Интенсивность смыва почвы рассчитывается на пашне, не покрытой растительностью.

Все вычисления по определению смыва почвы по контрольным линиям проводятся в таблице 4 при помощи приложений 1-3.

Все земли при установлении категорий эрозионной опасности разби­ваются на 4 группы, включающие в себя 9 категорий (приложение 3).

Установление категорий эрозионно-опасных земель ведется с учетом Приложения 3 по видам угодий и в объеме отдельных массивов или контуров на основе расчетного смыва почв.

Установление категорий эрозионно-опасных земель проводится по ли­ниям стока в таблице 3.

Пример

Составляем таблицу 3.

В графу 1 записываем арабской цифрой номер линии стока: 1.

В графу 2 записываем номера контрольных точек находящихся на этой линии стока: 1,2,... .

В графу 3 записываем длину линии стока от контрольной точки до во­дораздела, в соответствии с номером контрольной точки: 1-100 м, 2-200 м и т.д.

В графу 4 записываем крутизну склона в градусах, которая берется с плана (рис. 3), где выделены контуры по крутизне, проведены линии водо­разделов, а также линии стока (рис. 6). На линии стока нанесены контроль­ные точки через 100 м в масштабе плана, т.е. через 1 см.

Так для контрольной точки 1 на линии стока I, длина линии стока со­ставляет 100 м, крутизна склона v ~ 3 °, по эталонной таблице интенсивности смыва почвы (приложение 1, графа 3) интенсивность смыва почвы составит 7,4 т/га (графа 5).

В графы 6, 7, 8 (таблицы 4) вводим поправочные коэффициенты за податливость почв размыву, за форму склона, за экспозицию склона.

В нашем примере, в графу 6 введен коэффициент 1,05, взятый из при­ложения 2 графы 4, т.к. почвы представлены черноземом слабо-выщелоченым суглинистого механического состава, слабосмытым.

В графу 7 введен коэффициент 1,15 за форму склона (приложение 2, для выпуклого склона).

В 8 графу введен коэффициент 0,95, т.к. экспозиция склона западная (приложение 2).

Умножив интенсивность смыва почвы (таблица 3, графа 5) на поправочные коэффициенты определим величину потенциального смыва почвы за год и запишем се в графу 9. Таким образом, формула (3) преобразуется:

М = М (n m λ) β ά (4)

Таблица 3 – Расчет интенсивности смыва почвы по линиям стока

№ линий стока	№ контр. точек	Длина линии стока, м	Кру- тизна склона (град)	Смыв почвы (М, т/га)	Поправочные коэффициенты			Смыв почвы за год, (т/га)	Катего-рия эрозинно-опасных земель
					поддат- ливость почвы n m λ	форма склона β	экспози- ция склона ά
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1	100	3	10,0	0,95	1,15	0,98	10,7	III
	2	200	3	12,0	0,95	1,15	0,98	14,2	III
	3	300	5	26,1	1,05	1,15	0,98	30,9	IV
2	1	100	0,5	1,1	1,0	1,5	0,85	1,4	I
	2	200	1,5	4,7	1,0	1,5	0,85	5,9	II
	3	300	3	12,0	1,05	1,15	0,90	11,7	III
	4	400	4	19,6	1,05	1,15	0,90	21,3	IV
	5	500	4	21,8	1,10	1,15	0,90	24,8	IV
3	1	100	1,0	2,5	1,05	1,15	0,88	2,5	I
	2	200	3	10,0	1,0	1,15	0,88	10,6	II
	3	300	3,5	14,5	1,05	1,15	0,88	15,4	III
4	1	100	0,5	1,1	0,95	1,15	0,98	1,2	I
	2	200	1	3,1	0,95	1,15	0,98	3,3	II
	3	300	3	12,0	1,0	1,15	0,98	13,5	III
	4	400	0,5	2,0	1,05	1,15	0,98	2,4	I
	5	500	1	4,4	1,05	1,15	0,98	5,2	II
	6	600	3,5	20,1	1,05	1,15	0,98	23,8	IV
И т.д.

На основании Приложения 3 определяем категорию эрозионно-опасных земель.

Пример

Земли подверженные слабой водной эрозии (слабосмытые почвы), верхние пологие участки склонов крутизной до 3 °. Длина линии стока не превышает 400 - 600 м. Потенциальная интенсивность смыва почвы не пре­вышает 10 т/га в год. Это соответствует II (второй) категории земель, номер категории земель записываем в графу 10. Точки для определения смыва (контрольные) намечаются через каждые 100 м, начиная от водораздела нарастающим итогом. На линиях стока устанавливаются переходные точки от одной катего­рии к другой.

Точки, отображающие границы одинаковых (I, II, III,...) катего­рий эрозионно-опасных земель, соединяют между собой (красным цветом). При этом учитывается характер рельефа и проведенные горизонтали (рис. 7).

Категория эрозионно-опасных земель выделяются цветовыми условными обозначениями:

I категория эрозионно-опасных земель – белый

II категория эрозионно-опасных земель – желтый

I II категория эрозионно-опасных земель – оранжевый

I V категория эрозионно-опасных земель – красный

V категория эрозионно-опасных земель – коричневый

V I категория эрозионно-опасных земель – светло-зеленый

о враги – серый

Потенциальная интенсивность смыва почвы от талого и ливневого стока на различных категориях эрозионно-опасных земель, при отсутствии на них растительного покрова, определяется в таблице 5.

Для этого из таблицы 3 выписываются максимальные значения смытости почвы для каждой категории эрозионно-опасных земель за год (табл. 5, графа 5). Принимается, что 60 % годового смыва почвы происходит от талого стока, а 40 % - от ливневого. Графа 3 таб­лицы 5 вычисляется следующим образом: от общей интенсивности смыва берется величина 60 % и полученное значение принимается за смыв почвы от талого стока (табл. 5, графа 3), остальные 40 % - смыв почвы от ливней (таб­лица 5, графа 4).

Рисунок 7 – Фрагмент карты категорий эрозионно-опасных земель