пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Лекція №5

Тема 6 Екологічні проблеми літосфери (2 год)

Логіка викладу:

  1. Вплив людського суспільства на геологічне середовище.
  2. Поняття про ґрунт і його роль у колообігу речовин у природі та житті людини.
  3. Деградація ґрунтів.
  4. Сучасний стан земельних ресурсів в Україні.

 

Геологічне середовище. Причини нераціонального використання ресурсів надр.

Літосфера-верхня “ тверда “ оболонка Землі, до складу якої входять земна кора і верхня мантія Землі. Потужність літосфери від 50 до 200 км. Потужність верхньої її частини-земної кори- досягає 30-70 км під континентами і 5-20 км під океанами.

Гірські породи верхньої частини літосфери, що перебувають під впливом інженерно-господарської діяльності людей називають геологічним середовищем. З розвитком людського суспільства антропогенний вплив на геологічне середовище безперервно зростає цей вплив змінює природні геологічні процеси, перетворює їх на антропогенні (інженерно-геологічні) процеси, які пошкоджують навколишнє середовище. В сер ХХ ст. людина, за визначенням В.І.Вернадського, стала найбільшою геологічною силою на нашій планеті, господарська діяльність людей порушила планетарний геологічний кругообіг речовин і почала викликати інженерно-геологічні процеси, сумірні з природніми і навіть потужніші за них.

Геологічне середовище є важливою частиною навколишнього середовища, з ним щільно пов′язані інші природні компоненти глобальної соціоекосистеми. Від складу та будови приповерхневої товщі гірських порід і рухів земної кори залежать особливості рельєфу земної поверхні. Гірські породи безпосередньо впливають на грунти і рослинний покрив, які на них розвиваються, а посередньо – також і на тваринний світ, клімат, тощо. З другого боку, рельєф, клімат та інші фізико-географічні умови впливають на стан геологічного середовища. Палеогеографічні умови, в яких відбувалося формування тієї чи іншої осадової породи, відобразились на її будові та механічному, мінералогічному і фазовому складі, від чого значною мірою залежать міцність та деформативність породи, тобто ті її властивості, які мають особливо важливе значення для інженерно-господарського освоєння геологічного середовища.

Геологічне середовище використовується людством у трьох напрямах: як джерело мінеральної сировини, необхідної для народного господарства; як місце нагромадження відходів виробництва і ; як основа для будівництва різноманітних будівель та інженерних споруд. Тому, найбільш негативно впливають на геологічне середовище гірничовидобувна і будівельна промисловість. Тільки 10% мінеральної сировини, що людина добуває з надр планети перетворюється на готову продукцію, решта 90% забруднює біосферу. Процес цей, на жаль, безперервно прискорюється. За 80 років від початку нашого сторіччя з надр Землі добуто більше корисних копалин, ніж за всю історію цивілізації. Через кожні 15 років обсяг видобутих корисних копалин подвоюється. До 1962 р. на поверхні Землі накопичилось 861 млрд. т техногенних геологічних відкладів. За три останні десятиріччя ця цифра потроїлася. Для порівняння варто нагадати, що природним шляхом поверхневими текучими водами на нашій планеті щорічно переноситься близько 13 млрд. т уламкових гірських порід.

При нераціональному використанні геологічного середовища руйнується не лише це середовище, а й пов′язані з ним інші компоненти біосфери: ґрунтовий та рослинний покрив, поверхневі та підземні води, тощо. При цьому мають місце не лише процеси механічного руйнування та засмічення навколишнього середовища, але й геохімічного забруднення. Адже хімічні елементи в товщі нашої планети розподілені нерівномірно. Живі організми пристосувалися до тих елементів, які найбільш поширені в приповерхневих шарах земної кори. Однак людська діяльність піднімає з глибин Землі величезні маси ендогенних мінералів, збагачених рідкісними для поверхні хімічними елементами – важкими металами, радіонуклідами тощо, навіть незначні концентрації яких небезпечні для живих організмів. Внаслідок видобутку, збагачення та переробки корисних копалин, нагромадження пустої породи та відходів виробництва відбувається концентрація цих шкідливих елементів на значних площах, що призводить до тяжких захворювань і навіть масової загибелі рослин, тварин та людей.

Пошкодення геологічного та всього природнього середовища відбувається вже при пошуках корисних копалин - на стадії геологорозвідувальних робіт. При бурінні сучасних надглибоких свердловин на поверхню Землі піднімаються великі об′єми гірських порід, які захаращують і забруднюють околиці місцерозташування свердловин. Залишені у вигляді відвалів ці техногенні відклади розмиваються дощовими і талими водами і забруднюють навколишню територію шкідливими для живих організмів сполуками.

При бурінні свердловин часто використовують бурові розчини, до складу яких входять водорозчинні солі, органічні речовини та різноманітні обважнювачі, які забруднюють не лише земну поверхню в місцях буріння свердловин, а й підземні водоносні і водопроникні горизонти. При бурінні глибоких свердловин інтенсивно забруднюється атмосферне повітря викидами отруйних газів двигунів бурових установок (близько 260 тис. м3 на добу).

Поверхневі розвідувальні виробки: шурфи, канави тощо активізують ерозійний процес, стимулюють яроутворення, яке вилучає із сільськогосподарської сфери значні площі родючих земель. Крім того, в місцях проведення геологорозвідувальних робіт грунтово-рослинний покрив, як правило, сильно пошкоджується транспортними засобами, забруднюється нафтопродуктами, засмічується виробничими та побутовими твердими відходами.

При видобутку корисних копалин діють ті самі фактори руйнування середовища, як і при геологорозвідувальних роботах, але в значно більших масштабах. На нафтопромислах ґрунти забруднюються на глибину 25см і більше. При підземному видобутку твердих корисних копалин підземні гірські виробки (штреки, штольні, тощо), як правило, залишаються незаповненими відпрацьованою породою і над ними починається осідання земної поверхні, що захоплює великі території. Це осідання часто супроводжується заболочуванням земель, яке виводить їх частково або повністю зі сфери природокористування. Крім того, при видобутку та збагаченні твердих корисних копалин на поверхні землі накопичуються величезні маси гірських порід. Ці нагромадження техногенних відкладів у вигляді териконів або відвалів вилучають із природного кругообігу значні площі, псують навколишні ландшафти, а при розмиванні дощовими і талими водами, забруднюють навколишнє середовище шкідливими для живих організмів хімічними елементами. Особливо небезпечні нагромадження радіоактивних порід.

При видобутку корисних копалин відкритим способом геологічне середовище порушується виїмками гірських порід – кар’єрами, площа яких може досягати десятків квадратних кілометрів, а глибина сотень метрів. Руйнування геологічного і усього навколишнього середовища відбувається і при видобутку сірки методом її підземної виплавки.

Геохімічне забруднення навколишнього середовища відбувається також в місцях розташування металургійних і хімічних заводів та інших підприємств, що переробляють мінеральну сировину. Тверді, рідкі та газоподібні відходи виробництва інтенсивно забруднюють на прилеглих територіях ґрунти, рослинність, поверхневі і підземні води, та атмосферне повітря.

Спалювання горючих копалин : кам’яного та бурого вугілля, торфу, нафти, газу, горючих сланців веде до збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, потепління клімату та посилення геохімічної діяльності річок. Крім того, в багатьох горючих копалинах присутня в тих чи інших кількостях сірка, внаслідок чого в атмосферу щорічно поступає близько 150 млн. т сірчистого газу – основного компоненту кислотних дощів. Значний негативний вплив на геологічне середовище має будівництво та експлуатація інженерних споруд. Суттєво порушують геологічне середовище і штучно викопані підземні порожнини: тунелі, гірничі виробки тощо.

 

 

Найбільш поширеними є забруднення ґрунтів канцерогенами типу полі циклічних ароматичних вуглеводнів. Основними джерелами канцерогенних забруднень є вихлопні гази автомобілів, тракторів, тепловозів, літаків, а також викиди котелень та промислових підприємств. Забруднення ґрунту канцерогенами фіксується на віддалі до 5 км від доріг та джерел викидів.

Патогенні мікроорганізми, котрі потрапляють в грунт та розмножуються в ньому, можуть бути збудниками інфекційних захворювань (сибірська виразка, холера, газова гангрена, ботулізм, черевний тиф, дизентерія, бруцельоз, чума, тощо).Зараження тварин та людей патогенними мікроорганізмами спостерігається при вживанні неочищеної сирої рослинної, погано провареної тваринної їжі, шляхом контакту з зараженим ґрунтом, котрий є місцем існування та розмноження мух.

Важливими заходами щодо збереження ґрунтів є гігієнічне регламентування їхнього забруднення. Нормування хімічних речовин в ґрунтах розпочалося лише у 1976 році. Розроблено методичні рекомендації щодо встановлення ГДК хімічних речовин у ґрунтах.

За ступенем забруднення ґрунти поділяються на: сильно забруднені; середньо забруднені; слабко забруднені. У сильно забруднених ґрунтах кількість забруднюючих речовин в декілька разів перевищує ГДК. Вони мають низьку біологічну продуктивність та істотні зімни фізико-хімічних, хімічних та біологічних характеристик, внаслідок чого вміст хімічних речовин у вирощуваних культурах перевищує норми. У середньо забруднених ґрунтах  перевищення ГДК незначне, що не призводить до помітних змін його властивостей. У слабко забруднених ґрунтах  вміст хімічних речовин не перевищує ГДК, але перевищує фон.

 

Із загальної площі материків з островами, що складає 149888 тис.км, на долю покритих грунтами рівнинних територій приходиться 72,6% або 108824,5 тис.кв.км (без площі Антарктиди). Існують і точні показники площ грунтів різних типів на цей час. Варто відмітити, що під дією людини площі різних типів грунтів постійно змінюються, тому показник площ якогось типу грунту є досить відносним.

 

Деградація ґрунту – це втрата його родючості.

 

Основні чинники деградації ґрунту:

  1. Дегуміфікація
  2. Декальцинація (кислотна деградація)
  3. Агрофізична деградація
  4. Засолення
  5. Осолонцювання
  6. Підтоплення
  7. Аридизація
  8. Погіршення фітосанітарного стану

 

Стійкість родючості ґрунту дуже залежить від динамічної рівноваги між процесами гуміфікації та мінералізації органічної речовини. При цілинному ґрунтоутворенні гуміфікація переважає над мінералізацією і відбувається поступове накопичення органічної речовини ґрунту, вміст якої за певних умов стабілізується.

З початком сільськогосподарського використання ґрунтів динамічна рівновага (гуміфікація-мінералізація) зрушується у бік підсилення мінералізації, спостерігається зниження вмісту гумусу.

 

Основні причини зменшення кількості гумусу:

  • Підсилення мінералізації органічної речовини внаслідок підвищення інтенсивності обробітку ґрунту;
  • Необґрунтоване поглиблення орного шару;
  • Практично повне відчуження з полів нетоварної частини врожаю;
  • Недостатнє надходження у ґрунт органічних речовин
  • Незбалансоване внесення у ґрунт мінеральних добрив
  • Спалювання стерні;
  • Підсилення процесів ерозії;
  • Збільшення кількості просапних культур

 

Статті приходу в балансі гумусу:

  • Надходження органічних решток сільськогосподарських культур;
  • Внесення органічних добрив
  • Зв’язування вуглекислого газу мікрофлорою ґрунту

 

Статті витрат гумусу:

  • Мінералізація
  • Винос із кореневмісного горизонту поверхневим та вертикальним стоком
  • Ерозійні процеси
  • Використання гумусу гетеротрофною мікрофлорою та частково рослинами

 

При внесенні 1 т гною в ґрунтах України може утворитися така кількість гумусу:

  • Степова зона – 56 кг
  • Лісостепова зона – 54 кг
  • Полісся – 42 кг

 

Декальцинація (кислотна деградація)

 

Зростаюча кислотність ґрунтового покриву — одна з найгостріших проблем сучасності та найближчого майбутнього. Процес підкислення ґрунтів набуває глобальних масштабів, спричинюючи негативні агрогеохімічні наслідки.

 

Найістотніші причини, що обумовлюють підкислення:

  • кислотні дощі
  • низький рівень удобрювання ґрунтів органікою
  • необґрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації в землеробстві.

За даними ЮНЕСКО, в атмосферу надходить 109 т/рік кислотних агентів газового та аерозольного характеру. Це насамперед сполуки сірки, азоту, вуглецю і хлору. При їх окисненні та конденсації утворюються сірчана, соляна, вугільна й азотна кислоти, які випадають на ґрунти з дощовою водою.

Найбільше кислотних дощів випадає у країнах Скандинавського півострова. Нині добре відомо, що підкислення ґрунтів — це проблема східних районів США, Канади, Німеччини, Великої Британії, Бельгії, Польщі, України, Молдови, країн Прибалтики, низки областей Росії.

За останні 50—60 років спостерігається загальнопланетарне підвищення кислотності дощових опадів. Сильне зростання цього показника зареєстровано в багатьох індустріальних районах Швеції, Норвегії, США та Канади. У цих країнах рН дощової води знизився з 6—6,5 до 5—4,6, а в окремі періоди до 4—3,5. Особливо висока кислотність вод виникає під час весняного сніготанення. Реакція таких вод може досягати рН 4—3,5. Кислі талі та дощові води, потрапляючи у ґрунт, спричинюють підкислення всього профілю ґрунту, а нерідко підкислюють і підґрунтові води. Кислоти, потрапляючи в ґрунт, взаємодіють з його органічною та мінеральною частинами.

 

Агрофізична деградація

Істотним чинником змін в агроекосистемі є застосування сільськогосподарських машин. Сучасні трактори, автомобілі та сільськогосподарські машини активно взаємодіють з ґрунтом, атмосферою і рослинами, в багатьох випадках це спричинює порушення ходу природних процесів в агроландшафті. Через неправильне та надмірне використання сільськогосподарської техніки вплив її на довкілля супроводжується забрудненням атмосфери, ґрунту та водойм, руйнуванням структури і переущільненням ґрунту. Машинно-тракторні агрегати (МТА), виконуючи корисну роботу, у багатьох випадках надмірно ущільнюють оброблюваний шар ґрунту. Особливо зріс негативний вплив МТА на ґрунт за останні роки, коли середня маса трактора збільшилась у 1,5—2,4 рази, а кількість їх проходів по полю за вегетаційний період зросла з 3—4 до 10—15 при вирощуванні зернових і до 20—25 — просапних культур.

Трактори, маса яких досягає 8-16 т, у разі проходження по пухкому вологому ґрунті за рахунок ударних впливів і вібрацій спричинюють його деформацію на глибину 60—80 см, а в окремих випадках і глибше. В місцевостях з пересіченим рельєфом і зливовим характером опадів глибокі колії нерідко перетворюються на яри. За посушливих умов рух важких МТА з підвищеними швидкостями (до 10—30 км/год) призводить до руйнування структури ґрунту та підсилює процеси дефляції. Переущільнення ґрунтів відбувається внаслідок холостих переїздів МТА по полю, внесення органічних і мінеральних добрив, перевезення сільськогосподарської продукції вантажними автомобілями.

 

Агрофізична деградація призводить до таких наслідків:

-     Зниження водо-, повітро- та коренепроникнсті ґрунту

-     Збільшення щільності орного шару

-     Зменшення загальної пористості та повітромісткості ґрунту

-     Збільшення твердості ґрунту

-     Погіршення екологічних умов для ґрунтових мешканців

 

Засолення, осолонцювання, підтоплення та аридизація

 

Будівництво каскадів водосховищ на ріках, зрошувальних систем спричинило піднімання рівня підґрунтових вод та їх надходження у профіль ґрунту. Наслідками підтоплення ґрунтів є засолення та вторинне осолонцювання.

Разом з тим засолення та осолонцювання можливі і без підняття рівня підґрунтових вод за перевищених норм зрошення. У степових ґрунтах завдяки процесу ґрунтоутворення з верхніх генетичних горизонтів ґрунту розчинні солі (хлориди, сульфати тощо) вимиваються і відкладаються на глибині 70—120 см. За перевищених норм зрошення зрошувальна вода розчиняє ці солі і стає мінералізованою. Мінералізована вода по капілярах піднімається до поверхні ґрунту і випаровується, залишаючи на ній наліт розчинних солей, серед яких переважають солі натрію. У вологий період року ці солі взаємодіють із ґрунтовим вбирним комплексом, що призводить до осолонцювання ґрунтів, поступової зміни ґрунтового профілю. Ґрунти втрачають сприятливі агрофізичні властивості, а внаслідок цього — потенційну і ефективну родючість.

Утворення на ріллі "мочарів" (місць підтоплення) обумовлює будівництво ставків, що спричинює піднімання рівня підґрунтових вод. Це підтоплення від водосховищ і ставків особливо виявляється у вологі роки, коли неможливо провести обробіток ґрунту і посів сільськогосподарських культур. Для включення таких земель в інтенсивну сівозміну доводиться будувати дорогі дренажні системи, що відводять надлишок підґрунтових вод.

Аридизація ґрунтів, тобто зростання посушливості умов росту рослин, безпосередньо пов'язана з дегуміфікацією та агрофізичною деградацією. Внаслідок втрати гумусу та структурності ґрунту знижується його польова вологоємність і підвищується максимальна гігроскопічність, скорочується діапазон активної вологи. Позитивний баланс гумусу в ґрунті зменшує аридизацію.

 

Погіршення фітосанітарного стану ґрунтів

Крім зазначених факторів деградації ґрунту значної шкоди родючості завдають шкідники та хвороби сільськогосподарських культур. Найбільшої шкоди посівам завдають близько 8 тис. різних комах, кліщів, гризунів, бактерій, нематод, грибкових захворювань і близько 100 видів бур’янів. Бур'янам властива висока плодючість, нерівномірне дозрівання, наявність періоду спокою. В орному шарі 30 см у середньому міститься від 100 млн до 4 млрд насінин бур’янів на 1 га.

На забур’янених ґрунтах знижуються запаси продуктивної вологи, активність мікроорганізмів ґрунту, різко знижується вміст елементів живлення.

За умов значної забур'яненості гірчаком, осотом та пирієм бур'яни виносять з ґрунту 100—120 кг азоту, 50—80 кг фосфору і 160—180 кг калію, що перевищує їх винос урожаєм зерна озимої пшениці 30—35 ц/га.

У середньому бур'яни відчужують з поля понад 1/3 поживних речовин, що вносяться з мінеральними добривами.

Кореневі виділення багатьох бур'янів токсичні для культурних рослин. Вони затримують проростання висіяного насіння, пригнічують ріст і розвиток вирощуваних культур.

Чинником, що сприяє розвитку шкідливих організмів за умов існуючої системи землеробства в Україні, є послаблення ролі природних ентомофагів в агроценозі внаслідок високого рівня розорювання земель, інтенсивного обробітку ґрунту, застосування високих доз мінеральних добрив і пестицидів.

Таким чином, санітарне неблагополуччя на орних землях склалося внаслідок надмірного втручання людини в агроландшафт. Питання фітосанітарного стану ґрунтів заслуговують на пильну увагу та комплексне вирішення з максимальним використанням агротехнічних і біологічних методів захисту рослин як найбільш екологічно обґрунтованих.

 

Рекультивація земель та її значення.

Рекультивація земель — це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності і господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля відповідно інтересам суспільства. Будь-яке будівництво, добування корисних копалин, геологорозвідка тощо не починаються, доки не буде розроблено проект рекультивації порушеного ґрунтового покриву. Загальні вимоги до рекультивації земель регламентуються Держстандартом 17.5.3.04-83.

Рекультивації підлягають усі землі, що зазнають змін у рельєфі, ґрунтовому покриві, материнських та підстеляючих породах, що відбуваються або вже відбулися у процесі гірничих, будівельних, гідротехнічних, геологорозвідувальних та інших робіт. Слід рекультивувати також еродовані ґрунти, а при відповідних умовах шляхом землювання — кам'янисті місця і землі з неглибокими і низькопродуктивними ґрунтами.

Землювання – комплекс робіт зі зняття, транспортування та нанесення родючого шару ґрунту і потенційно родючих порід на рекультивовані ділянки землі. Технологія землювання вибирається з розрахунку мінімального проходу транспортних та планувальних машин по ділянці з метою недопущення надмірного ущільнення нових шарів ґрунту. Загальні вимоги до землювання викладені  в Держстандарті 17.5.3.05 – 84. Родючий шар ґрунту для землювання повинен відповідати Держстандарту 17.4.2.02 -83, а для сільськогосподарського напрямку рекультивації – Держстандарту 17.5.03 – 78. Основною характеристикою землювання є величина родючого шару, що наноситься на рекультивовану ділянку. Землювання може бути суцільним і вибірковим, звичайним і комбінованим. Звичайне землювання здійснюється за один раз без перемішування основного шару та того, що наноситься. Комбіноване землювання здійснюється у 2 етапи: нанесення родючого шару товщиною 10-15 см та перемішування його з ґрунтом, родючість котрого підвищується, або породою; повторне нанесення родючого шару до запроектованої норми.

Основне завдання рекультивації полягає в тому, щоб виконати комплекс спеціальних робіт і заходів, довести порушені землі до стану, придатного для їх використання у сільському, лісовому, рибному господарствах, для промислового та комунального будівництва, створення тепличних господарств і зон відпочинку.

Рекультивація має соціальне значення у справі виховання бережливого ставлення до природних ресурсів і, зокрема, земельних багатств України.

Підприємства, організації та установи, що виконують згадані вище роботи на сільськогосподарських землях, лісових угіддях, наданих їм у тимчасове користування, зобов'язані власним коштом довести ці земельні ділянки до стану, придатного для їх використовування за призначенням.

Порушені землі доводять до придатного стану в ході гірничо-видобувних та інших робіт, а при неможливості — не пізніше, ніж за рік після їх завершення, виключаючи період промерзання ґрунту.

Роботи з рекультивації порушених земель виконують поетапно і поділяють на технічну та біологічну рекультивацію.

Технічна рекультивація є комплексом інженерних робіт, до складу якого входять:

  • знімання та складування родючого шару ґрунту і потенційно родючих порід;
  • формування відвалів шахт, кар'єрів, а також гідровідвалів;
  • вирівнювання поверхні, виположування, терасування та закріплення укосів відвалів, бортів і кар'єрів, засипання шахтних провалів, закріплення їх бортів;
  • хімічна меліорація токсичних ґрунтів;
  • покриття вирівняної поверхні шаром родючого ґрунту або потенційно родючих порід;
  • інженерне впорядкування рекультивованої території (дренажна мережа, дороги, виїзди тощо);
  • вирівнювання дна та бортів кар'єру при створенні водойм.

 

Обсяг робіт технічного стану рекультивації залежить від стану порушених земель і виду запланованого використання. Ділянки, підготовлені до стану придатності для несільськогосподарського використання (під парки, водойми, промислове і комунальне будівництво тощо) передаються відповідним організаціям у встановленому порядку. Ділянки, що призначені для сільськогосподарського і лісового господарства після гірничо-технічного етапу рекультивації, повертаються або передаються відповідним сільськогосподарським чи несільськогосподарським підприємствам для здійснення заходів біологічної рекультивації і подальшого використання за призначенням.

Знімання родючого шару ґрунту є обов'язковим при всіх видах робіт по видобуванню корисних копалин, промисловому будівництві, будівництві житлових і комунальних об'єктів, доріг і гідротехнічних споруд, а також при відведенні родючих земель під териконники, відстійники, ложа ставків і водосховищ тощо. Знятий шар складують або вивозять на малопродуктивні землі, розташовані неподалік (еродовані, піщані, солонці та ін.) для подальшого відновлення родючості порушених земель.

Глибина знімання родючого шару визначається глибиною гумусового профілю ґрунту та вмістом в ньому гумусу. Знімається гумусово-акумулятивний горизонт ґрунту.

Біологічна рекультивація — це комплекс заходів щодо створення сприятливого водно-повітряного та поживного режимів ґрунту для сільськогосподарських і лісових культур.

Комплекс заходів біологічної рекультивації земель для сільськогосподарського використання визначається фізико-хімічними властивостями підстеляючих порід і нанесеного родючого шару ґрунту або потенційно родючої породи. Цей комплекс охоплює запровадження сівозмін, насичених культурами на сидеральне добриво, внесення підвищених норм органічних і мінеральних добрив, мульчування тощо.

На ділянках, що відводяться лісовому господарству, основний біологічний вплив на відновлення порушених земель мають лісові насадження. При підготовці земельної ділянки під лісові культури верхній шар збагачують сидератами, мульчують. При посадці вносять добрива.

 

Ерозія – це явище руйнування і знесення ґрунто-підґрунтя під дією поверхневого стоку і вітру. Різними формами ерозії в Україні охоплено близько 20 млн. га ріллі з 34,2 млн.га всього орного клину (59%).

Ерозія

 

                                                           Водна                         Вітрова

Водна ерозія  спричинена поверхневим стоком, який має місце при наявності схилів крутизною понад 5˚.

Ерозія  стає інтенсивнішою із :

  1. зростанням крутості схилу,
  2. зменшенням водопроникності ґрунту,
  3.  жорсткуватості підстилаючої поверхні,
  4.  збільшенням інтенсивності танення снігу,
  5.  внаслідок зливи

Відношення кількості води, що стікає до кількості опадів дістало назву коефіцієнта поверхневого стоку. При мерзлому ґрунті, який практично є водонепроникним, стікає майже вся вода, і коефіцієнт наближається до одиниці. Поверхневий стік навесні коливається в значних межах, від 0,01 до 0,95. В теплу пору року він досягає значних величин при зливах.

   Водна ерозія

 

       
   

 

 

 

                                  Площинна (змив ґрунту)                Лінійна (розмив ґрунту)

 

Змив – руйнування і знесення верхнього найродючішого шару ґрунту. Водою зносяться родючі частинки ґрунту, на його поверхні утворюються улоговинки кілька сантиметрів завглибшки, які при оранці зарівнюються.

 

За ступенем змитості ґрунти поділяють на 3 категорії:

  1. Слабозмиті – змито до 1/3 гумусового горизонту
  2. Середньозмиті – змито від 1/3 до 2/3 гумусового горизонту
  3. Сильнозмиті – змито понад 2/3 гумусового горизонту

 

Розмив – це знесення ґрунту і руйнування підґрунтя у вертикальному напрямку. При цьому утворюються вимоїни і яри. Такі явища спостерігаються на дні лощин, балок тощо, де вода збігає концентрованим струмком. Розмиви та яри, що утворилися таким чином, називаються донними. Якщо вода концентрується внаслідок перепон на водозборі, а вимоїни та яри утворюються на схилах або на берегах лощин і балок, то їх називають силовими або береговими. У довжину яр росте, врізаючись вершиною в середньому на 3...4 м за рік, в ширину ріст іде за рахунок підмивання відкосів та сповзання ґрунту, в глибину -  за рахунок розмиву підґрунтя.

В розвитку ярів розрізняють такі характерні стадії:

І стадія – утворення вимоїни, яка не згортається при звичайному обробітку ґрунту.

ІІ стадія – врізання яру вершиною. Це стадія найінтенсивнішого росту яру. Починається з утворення характерного уступу – вершинного перепаду з крутою стінкою. Вода, що падає на уступі, підмиває вершину, вона звалюється, і яр росте назустріч стоку води. Інтенсивно також розмивається дно яру, підмиваються і обвалюються бічні відкоси, що призводить до швидкого розширення яру. Для цієї стадії також характерне те, що устя яру може не доходити до дна балки або долини, в які він впадає. Такі яри називаються висячими.

ІІІ стадія характеризується увігнутою формою русла яру. За рахунок росту в глибину яри втрачають своє висяче положення. Їхнє устя опускається до дна долини чи балки. В цій стадії формується дно яру, розмив його припиняється. Формуються також відкоси яру, наближаючись до кута природних відкосів, де з’являється рослинність, яка витримує тимчасове засипання.

ІV стадія – затухання яру. Припиняється ріст яру в довжину, ширину і глибину. Відкоси та вершина яру поступово заростають рослинністю.

 

Залежно від стадії розвитку ярів розробляють різні заходи боротьби з ними. У всіх випадках ці заходи мають передбачати регулювання поверхневого стоку, який є причиною утворення яру. Вимоїни (І стадія ерозії) ліквідують засипанням із застосуванням землерийних машин (бульдозерів, грейдерів, скреперів). Схилові яри ІІ стадії розвитку глибиною 5...6 м, а іноді й глибші, також засипають (виполохують), вище від них влаштовують земляні вали, за допомогою яких поверхневий стік затримують і відводять в інші, закріплені місця. Поряд з цим, передусім, при закріпленні глибоких ярів, застосовують гідротехнічні споруди (вершинні й донні) та створюють прияружні лісові смуги. Яри ІІІ стадії розвитку закріплюють за допомогою гідротехнічних споруд, створюють прияружні смуги та інші захисні насадження. Яри ІV стадії заліснюють.

 

Вітрова ерозія, на відміну від водної, виникає не тільки на схилах, а й на рівнинах. Вона найвиразніше найвиразніше проявляється при пилових бурях, які характеризуються видуванням ґрунтових часточок на значні відстані. Найшкідливішою є сукупна дія вітрової та водної ерозії на силових землях.

Вітрова ерозія виникає при швидкості 12 м/с і більше. При цьому часточки ґрунту розміром до 0,1 мм піднімаються в повітря і переносяться на далекі відстані, утворюючи пилові хмари, пилові буріа більш крупні (до 1 мм) стрибкоподібно переносяться до першої перешкоди. Ці ґрунтові часточки, б’ючись об ґрунт, сприяють ще більшому його руйнуванню. Дослідженнями встановлено, що вітрова ерозія на оброблюваних ґрунтах не виникає, якщо у верхньому шарі ґрунту є значна кількість грудочок діаметром понад 1...2 мм. Це так звані ерозійно-стійкі, ґрунтозахисні агрегати. Найлегше під дією вітру пересуваються по поверхні поля часточки ґрунту діаметром 0,1...0,5 мм. Їх називають ерозійно-небезпечними. Від їх кількості залежить пересування й підняття в повітря найдрібніших частинок ґрунту і руйнування крупніших.

Ерозійно-небезпечні частинки при пересуванні по поверхні ґрунту вдаряють об більші грудочки і розбивають їх на дрібніші. Виникає “ланцюгова реакція” – кількість грудочок, що піднімаються в повітря і падають, дедалі збільшується. Вони є найактивнішими елементами у формуванні процесу вітрової ерозії, яка веде до руйнування ґрунту, утворення пилових бур, видуванні та засіканні рослин. Щоб припинити вітрову ерозію, необхідно припинити пересування ерозійно-нестійких грудочок по ґрунту.

Пилові бурі звичайно виникають навесні на розораних полях, які ще не встигли покритись рослинністю. Особливо сильно вони проявляються на слабо структурних, розпилених ґрунтах і ґрунтах легкого механічного складу на півдні України.

 


06.04.2016; 08:37
хиты: 134
рейтинг:0
Естественные науки
науки о земле
наука об окружающей среде
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь