Теоретичні відомості

В Україні водна ерозія проявляється на площі 13,5 млн. га. Це руйнування поверхні ґрунту під впливом падаючих крапель дощу або стікаючої води із схилів. Інтенсивність ерозії залежить від певних факторів: рельєфу території, величини дощів, протиерозійної стійкості ґрунту, а також ступеня розораності схилів. Основними причинами процесів змиву ґрунту є порушення протиерозійної організації території, знищення полезахисних лісових смуг, надмірна розораність земель, дегуміфікація.

За даними проф. С.Ю.Булигіна загальні економічні і екологічні збитки від ерозії становлять 10-15 млрд. дол. в рік. За даними акад. В.Ф.Сайко щорічні збитки від ерозії сягають 15-18 млрд грн., а недобір зерна в середньому становить 7-8 млн. т.

Найпоширенішим методом втрат ґрунту від водної ерозії є метод стокових майданчиків, запропонований В.М.Соболєвим.

Стоковий майданчик (рис. 1) - це певна територія ділянки на схилі, що має довжину і ширину та ізольована від іншої частини схилу земляними валами, а також дерев'яними або металевими щитами.

Для обліку твердого стоку (змиву ґрунту) внизу майданчика споруджують відстійники (у яких осідають грубі наноси), водозливи (на яких враховують загальний стік води) і розділювальний лоток, який відводить невелику, визначену частину потоку води із завислими в ній частинками ґрунту у спеціальний приймач.

 

Масу змитих часточок визначають шляхом зважування. Для цього відстійники очищають від ґрунту після кожного дощу або танення снігу. Коли відома маса посудини з водою і ґрунтом Рг.в, маса порожньої посудини Р, маса

посудини з водоюі щільність твердої фази ґрунту Dт, то різниця між - є масою абсолютно сухого ґрунту у посудині за відніманням маси води , яка міститься у ґрунті за умови заповнення всіх пор водою:

 

 

Рис. 1. Стоковий майданчик:

1 - стоковий майданчик; 2 - вловлювальні канави; 3 - загороджувальні канави; 4 - відстійники; 5 - водовідливи; 6 - розділювальний лоток; 7 -водозбірна посудина.

Знаючи, що маса ґрунту дорівнює добутку об'єму на його питому масу, знайдемо:

де V - об'єм твердої фази ґрунту, що дорівнює об'єму води;

-густина води.

Підставивши ці значення у рівняння, знаходимо:

 

звідси , тоді

Оскільки густина води D_в за температури 4°С дорівнює 1 г/см, формула для визначення об'єму твердої фази ґрунту така:

Маса змитого ґрунту в цьому зразку дорівнюватиме:

Підставивши значення V у цю формулу, отримаємо

Крім того обчислюють такі показники:

 

1. Масу ґрунту, змитого із стокового майданчика. Якщо в об'ємі розділювального лотка А міститься Б г сухого ґрунту, то в загальному об'ємі стоку С буде міститися X г твердого стоку (сухого ґрунту).

Звідси

2. Загальну масу змитого ґрунту з облікової площі Р _г.п. Вона дорівнює масі ґрунту у відстійниках Р_г.вс плюс маса ґрунту, змитого рідким стоком X:

 

 

3. Масу ґрунту, змитого з 1 га ріллі Р₃. Якщо з облікового майданчика S_M було змито Р_рп г (кг) ґрунту, то з 1 га ріллі S буде змито Р_гг ґрунту Звідси

 

Розрахунки можна провести також іншим методом. Для цього із загального стоку води з ґрунту відбирають зразок певного об'єму (наприклад, 1 л), фільтрують, а залишок на фільтрі висушують і зважують. Якщо відомий загальний стік води і ґрунту А з облікового майданчика, об'єм зразка, взятого для аналізу Б, а також маса сухого ґрунту в зразку С, твердий змив розраховують за формулою:

Твердий змив на 1 га ріллі перераховують описаним вище методом.

Існує також метод шпильокдля вимірювання змиву і намиву ґрунту. Суть його полягає в тому, що в багатьох точках на ділянці по схилу у ґрунт устромлюють відрізки тонкого, але міцного залізного дроту на глибину 8 см таким чином, щоб дротики виступали над поверхнею ґрунту на 20 мм. Після дощу (або штучного дощування) заміряють частину дроту, яка виступає над поверхнею ґрунту, і визначають величину змиву або намиву ґрунту (м3 /га; т/га) з урахуванням його щільності.

З метою визначення ерозійної ситуації в агроландшафтах визначають еродованість ґрунтового покриву взагалі для тієї чи іншої території. Еродованість ґрунтів на схилах крутизною понад 3° становить близько 80% (табл. 1).

Таблиця 1

Поширення еродованих ґрунтів на схилах різної крутизни (% від загальної площі схилів) і втрата ґрунту на них (т/га на рік)

 

 

 

Крутизна схилів, град	Нееро- довані, %	Еродовані ґрунти, %	Усього еродованих, %	Коефіцієнт еродованості	Втрата ґрунту із 1 га схилу
слабо	середньо	сильно
0-1	83,8	15,2	1,02	0,07	16,25	1,04	1,07
1-3	36,0	52,6	10,1	0,57	64,1	1,18	8,20
3-5	16,3	59,9	20,7	3,05	83,1	0,90	10,0
5-7	3,91	32,6	57,8	5,70	96,1	1,48	22,1
7-Ю	-	14.9	63,8	21.2		1,73	30,8
10-12	-	4,56	51,2	43,5		1,99	39,2
>12	-	-	58,5	41,6		1,99	>39,2

 

Щоб вирішити проблему захисту ґрунтів від ерозії, сталого розвитку землеробства і його екологічної збалансованості, необхідно встановити раціональне співвідношення угідь в агроландшафтах, дотримуючись таких нормативів:

- розораність території не більше 40%;

- співвідношення екологічно-сталих угідь (пасовища, сіножаті) і ріллі не менше одиниці.

Для формування ерозійно-стійких агроландшафтів потрібно знати ерозійно-гідрологічну ситуацію конкретної місцевості: еродованість ґрунтового покриву, кількісні показники усіх факторів ерозії з урахуванням їх ймовірного прояву, інтенсивність втрат ґрунту.

Таблиця 2

Шкала інтенсивності втрат ґрунту внаслідок водної ерозії

(М.К.Шикула., 1973)

Інтенсивність втрат ґрунту, т/га за рік	Оцінка ерозії
Менша за швидкість ґрунтоутворення, що становить 2-3 т/га за рік	Ерозії немає
3-6	Слабка ерозія
6-12	Середня ерозія
12-24	Сильна ерозія
24-60	Дуже сильна ерозія
Понад 60	Катастрофічна ерозія