Как образуется овраг. Образование оврагов

Овраг

(верх, вершина, водомоина, яр, лог, лощина, рытвина, ров, провалье). Упавшая из атмосферы вода, сбегая в виде потоков, по наклонной поверхности, способна, при известных условиях, производить размывание суши. Так произошли все удлиненные рытвины размытия - большая часть речных долин, балки и овраги, из которых последние представляют лишь самую молодую или первую стадию процесса размывания или, как говорят геологи, образования отрицательных форм рельефа. При благоприятных условиях, т. е. при значительном наклоне местности, при рыхлости почвы и грунта, при отсутствии леса и т. п., для начала образования О. достаточно подчас самой ничтожной причины, например борозды вдоль склона, дорожки, протоптанной скотом, трещины в почве и т. п. Наиболее обычными причинами зарождения О. бывают следующие (по сводке г. Керна): 1) сведение растущего по О. леса или кустарника и корчевка пней; 2) распахивание задерневших крупных склонов, с углом падения в 20 и более градусов, в зависимости от почвы и геологического строения стенок О.; 3) проведение пограничных борозд по направлению к О., низинам и лощинам; 4) копанье канав, добывание камня и вообще всякое нарушение целости дернового покрова на крутом склоне; 5) выпас скота по крутым склонам и особенно прогон его одной тропой; 6) солнечный жар и сильные морозы, дающие трещины в почве; 7) распашка так называемых "блюдцеобразных котловинок" в степи; 8) образование железнодорожных насыпей и выемок; 9) ризы для спуска леса в гористых местностях; 10) обвалы и провалы, явившиеся в силу геологических причин. В ряду указанных факторов самое видное место занимает, бесспорно, вырубка лесов по склонам. Как на поучительный пример, можно указать на О. в верховьях Оки, между деревней Верхней Морозихой и селом Воронец. По словам С. Н. Никитина, все О. здесь имеют тожественное геологическое строение на всем пути, но судьба и развитие их находятся в строгой зависимости от распространения лесных площадей. Около деревни Морозихи овраги производят страшное разрушение на пашне, в близлежащем же лесном участке мы видим их только заросшими, с совершенно недеятельными вершинами. Но вот ближе к селу Воронцу обширные площади леса были несколько лет тому назад сведены, и в вершинах этих заросших и заглохших О. уже начались водомоины, мощное разрушение и обрывы лёсса. Обыкновенно, быстро проходя стадию канавы и рытвины, О. энергично начинает углубляться и расти своей вершиной. Иногда стенки О. делаются положе, облужаются или зарастают лесом, и О. замирает и превращается в балку. Но чаще О. остается деятельным, создает на своих стенках условия для образования новых О.-ветвей, и тогда, в сравнительно короткое время, страна покрывается густой и запутанной сетью О. Особенно значительной разъеденностью своей поверхности отличаются местности, выстланные рыхлым материалом - степная полоса России, Туран, Китай, некоторые штаты Северной Америки, Испания и др.

Чтобы судить об овражистости южной России, достаточно взглянуть на прилагаемый клочок трехверстной карты Полтавской губернии, которую можно считать еще средней по изрезанности О. (фиг. 2).

Есть местности на юге, где площадь под О. занимает 15-20% всей местности. В уездах Задонском, Нижнедвицком, Коротоякском и Богучарском площадь неудобной земли составляет около 120 тыс. десятин, из коих значительная часть должна быть отнесена на одни крутые склоны О. Есть основание думать, что человек застал рельеф южнорусских степей уже в стадии покоя, т. е. с залуженными или облесенными балками, и только позднейшей распашкой склонов и сведением лесов довел страну до того печального состояния, в каком она находится теперь. И в настоящее время не редкость встретить на дне некогда залуженной балки вторичный действующий О., глубиной до 15 и более метров. О скорости роста О. в литературе мало указаний. О. у Горишных Млинов, близ города Кобеляк, вырос своей вершиной, с 1872 по 1888 г., на 320 футов, т. е. рос со скоростью около 3 саженей в год. В Лебедянском уезде Тамбовской губернии, на месте спущенного пруда в 1862 г. образовался О. (Княжой), который в течение последующих 6 лет удлинился на 70 саженей и образовал ветвь в 30 саженей длиной. Спустя 30 лет (в 1892 г.) он вырос еще на 250 саженей и углубился на 3 сажени. За последние 24 года вода унесла не менее 2400 куб. саженей земли, образовав зияющую пропасть, площадью около 2 десятин. На основании всех подобных указаний можно принять среднюю скорость роста О., равной около 3 саженей в год. Большей частью, верховье О. представляет котлообразное или циркообразное провалье, с совершенно отвесными стенками. От них весной и после ливней отделяются вертикальные столбы земли, падают в котел, перемалываются и выносятся водою. Далее, к устью О. делается шире, стенки положе; появляется масса оползней, обвалов и осыпей; наконец, при известном угле падения склона О. замирает, т. е. задерновывается. Чем поверхностные горные породы рыхлее, тем О. длиннее, глубже и круче. О. нашей степной полосы можно разбить на два крупных типа - О. юго-западной степи, лёссовые, и О. восточной степи, глинистые. Первые характеризуются своими значительными размерами и крутостью стенок, которые в верховье О. обыкновенно вертикальны. Вторые более широки и имеют более пологие склоны. Здесь спуск к О. начинается иногда за версту и более от русла, тогда как в лёссовой степи совершенно ровная местность почти внезапно обрывается в какой-нибудь О. Характер О. отражается и на физиономии степи: тогда как восточная часть степной полосы представляется целой системой увалов, выпуклостей, - юго-западная кажется безбрежной, гладкой равниной, изъеденной бороздами - врагами. Средний размер полтавских О. таков: длина 7,4 верст, ширина 23,6 саженей, глубина 5,6 саженей. Однако, в той же губернии встречаются О. 70 верст длины, 140 саженей ширины, 8 и более саженей глубины. При столь значительной длине О. могут перерезать водоразделы, соединяя, таким образом, различные речные системы. Соединение может происходить либо непосредственно, прямым ростом О. вплоть до соседней долины, либо посредством смыкания двух, идущих друг другу навстречу. Так, в Зеньковском уезде встречаются О.-балки, принадлежащие системе Псёла, которые своими вершинами совсем близко подошли к правому берегу Ворсклы. Соединениями второго рода, посредством смычек, богат, например, водораздел Псёл - Голтва - Ворскла (Волчек, Б. Кривая Руда и др.). Таким путем происходило даже изменение течения реки, перемещение водоразделов и т. п. Так, по Соколову, балки в Александрийском уезде Херсонской губернии (Богдановка, Чумянная,Чернолесска и др.) принадлежали раньше бассейну реки Тясмина и только позднее были захвачены рекой Ингулец, результатом чего явилось перемещение водораздела к северу и изменение течения вод в сторону противоположную прежнему. Значение О. в экономии природы огромно. Вообще говоря, процесс образования О. ведет к нивелированию поверхности земного шара путем размыва выпуклых частей и заполнения морских впадин твердым материалом. В частности же, на каждом данном клочке земли этот процесс приводит к крайнему изборождению поверхности, и это обстоятельство является в высшей степени неблагоприятным для человека. Вот главнейшие последствия роста О.: 1) Смыв и вынос в реки и моря почвы. Этим путем ежегодно у южнорусского земледельца отнимаются многие тысячи десятин тучного чернозема, которым, в свою очередь, засоряются речные русла. Частное обмеление рек обязано, главным образом, этому обстоятельству. 2) Быстрое стекание атмосферных осадков. Отсюда сильные водополи весной и после ливней, мелководье рек в остальное время и малое поступление воды в подпочвенные горизонты. 3) Дренирование местности и понижение уровня грунтовых вод. Явление особенно резко выражается тогда, когда О. прорезал свиту водоносных пород и дном упирается в породы водонепроницаемые. Иссушение степи, сельскохозяйственные невзгоды должны быть отнесены, в значительной степени, на счет этого фактора. 4) Увеличение испаряющей поверхности, местами на 25-50% всей площади земли, играет также немалую роль в иссушении местности. 5) Занос культурных площадей песком почти всегда имеет место, когда О. прорезает толщу песков, который выдувается из русла. 6) Перерезание О. дорог - явление обычное и разорительное. Между Алатырем и Ардатовым, на протяжении 22 верст, во второй половине пятидесятых годов было три моста через О., теперь же их 42. Вот главнейшие последствия овражистости, заставляющие смотреть на О., как на врага, борьба с которым неотложна, хотя раздавались голоса и в защиту О. (Краснов, Мертваго).

Литература. Киприянов, "Заметки о распространении оврагов в южной России" ("Журн. глав. управления путей сообщения", 1857); В. Докучаев, "О. и их значение" ("Труды Императорского Вольного экономического общества", 1887, т. III); Н. Сумцов "Овраги" (популярный очерк, Харьков, 1894); Э. Керн, "Овраги, их закрепление, облесение и запруживание" (изд. 3-е, М., 1897). Кроме того, множество отдельных глав и сведений об О. рассеяно в различных "Трудах" естественноисторических экспедиций, геологических работах и т. п.

П. Отоцкий.

Укрепление оврагов. Не на всех почвах О. образуются одинаково быстро; для образования их необходимо, с одной стороны, периодическое появление масс воды, которые не могут быть впитаны почвой, с другой, известная склонность. почвы к размывам, обусловленная малой связностью ее частиц. Наиболее сильное влияние периодически стекающих вод приходится наблюдать на склонах гор, вершины которых покрыты вечными снегами, затем на склонах более или менее обширных плоскогорий (например Яйла в Крыму); в этих случаях разрушительная сила воды в чрезвычайной степени усиливается быстротой ее течения по более или менее крутому склону, так что наиболее связные почвы легко поддаются размыванию. Только присутствие леса ослабляет скорость стекания воды и защищает почву склонов от размывов. В равнинных местностях периодически появляющиеся воды не приобретают такой значительной скорости и такой разрушительной силы; кроме того, значительная часть медленно протекающей воды может впитываться почвой. Поэтому не всегда в равнинах наблюдаются и размывы: присутствие травянистого покрова (дерна), подобно присутствию леса на склонах гор, ослабляет скорость стекания вод и, кроме того, увеличивает связность верхнего слоя почвы, в котором обильно ветвятся корни травянистых растений. Уничтожение травянистого покрова, скреплявшего почву, часто оказывается достаточным, чтобы проявилась разрушительная сила воды и появились размывы почвы. Уничтожение, вернее ослабление, травянистого покрова происходит чаще всего под влиянием пастьбы скота, который, сверх того, растаптывает верхний слой почвы, ослабляя этим его связность. В значительной степени также способствует образованию промоин распашка почвы. Пашня, правда, значительно сильнее впитывает воду, нежели не распаханная почва, и на совершенно ровном месте может даже прекратить стекание периодически появляющихся вод [Одно из редких исключений можно наблюдать у нас в степях, где поздний снег падает часто на успевшую уже замерзнуть почву и получающаяся при таянии его вода стекает по замерзшей почве не просачиваясь в нее.]; но связность почвы настолько уменьшается при распашке, что достаточно малейшей неровности, ничтожной ложбинки, чтобы могло обнаружиться размывание почвы. Чем более разрастается О., тем сильнее проявляется в нем разрушительная сила воды, подмывающей склоны и выносящей подмытую землю к устью О.; эти выносы (на Кавказе их называют селями ) или отлагаются на заливаемых водою местах, образуя нежелательные наносы, или, попадая в реки, способствуют образованию в них отмелей, затрудняющих судоходство. Поэтому продолжающие расширяться, или, как их называют, длительные О. представляют известные опасности для нижележащих мест и укрепление их может представить общегосударственный интерес. О. небольшого протяжения, начавшие образовываться недавно, обыкновенно успокаиваются сами, как только будет устранено влияние причины, вызвавшей образование их, т. е. прекратится выпас скота, распашка склонов и т. п.; склоны такого О. зарастают травой, а иногда и лесом, и он переходит в разряд недеятельных или спокойных. Распашка склонов или усиленная пастьба скота может снова вызвать размывы спокойного О. и обусловить его дальнейший рост, который выражается в образовании новых разветвлений или так называемых отвершков. Таким образом, предупредительные меры по отношению к О. сводятся к охранению имеющегося на склонах и по отвершкам травянистого покрова. Борьба с деятельными О. заключается в искусственном укреплении их, за которым следует или облесение склонов, или запруживание О. для образования постоянного водовместилища. Техника работ, производимых для укрепления О., заимствована из практики укрепления и облесения горных склонов, развившейся во Франции и, позднее, в Австрии. Само собой разумеется, что для укрепления О. достаточны гораздо более слабые сооружения, нежели те, к которым приходится прибегать для ослабления разрушительной силы могучих горных потоков. Последние сдерживаются каменными запрудами, иногда возводимыми кладкой на цементе, в О. же устраивают заграждения из дерева, чаще всего из хвороста. Запруды устраивают для того, чтобы ослабить скорость стекающей воды и заставить ее отложить за запрудой те частицы почвы и камни, которые она уносит с собой. За каждой запрудой, в конце концов, образуется слой наносов и снабженный ими склон превращается в систему террас, имеющих весьма слабое падение, при котором стекающая вода не может приобрести разрушительной силы. Система таких запруд, устроенных из фашин, изображена на приложенной таблице.

Укрепление склона фашинными запрудами.

Для определения числа и характера запруд, необходимо, прежде всего, выяснить бассейн данного О., т. е. определить ту площадь, с которой вода стекает по его руслу. Для такого определения служит, всего лучше, выраженный в горизонталях план местности (фиг. 3), на котором водораздельные линии, ограничивающие бассейн О., легко могут быть обозначены.

Впрочем, в зависимости от свойства почвы и состояния ее поверхности, большая или меньшая часть бассейна будет впитывать выпадающую на нее воду, которая, следовательно, не будет стекать в О. Для данных свойств почвы границы такой безопасной части бассейна будут определяться некоторым предельным углом наклона поверхности. Но точное определение площади бассейна важно при регулировании горных потоков, где значительный бассейн с крутыми склонами требует устройства капитальных запруд, заграждения же, устраиваемые в О., несмотря на всю свою легкость, обыкновенно оказываются с избытком достаточными. Эти заграждения устраивают из кольев и хвороста, который или связывают в фашины, или заплетают между вколоченными в землю кольями. В особенно опасных местах такие заграждения делают двойными или даже тройными (фиг. 4), но в громадном большинстве случаев ограничиваются одиночными.

Разрез запруды из заплетенного хвороста изображен на фиг. 5, фашинной - на фиг. 6.

Если для таких запруд употреблять свежий ивовый хворост или свежие ивовые же колья, то они легко укореняются в наносимой к запрудам земле, дают новые побеги и получается живая запруда, отличающаяся особенной прочностью. Такая живая запруда изображена на фиг. 7 [На фиг. 5-7 показаны размеры отдельных частей запруд в метрах.]. Установка

Исследовательская работа

Тема:

ОБРАЗОВАНИЕ ОВРАГОВ

Выполнила:

Коновалова Софья

Ученица 4 класса

МБОУ СОШ №1 с.Сарыг-Сеп

Руководитель: Коновалова Н.В.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Введение. «Образование оврагов»……………………………………..2

2.Актуальность темы ……………………………………………………..3

3.Цель и задачи работы……………………………………………………4

4.Методика выполнения работы………………………………………….5

5.Результаты работы……………………………………………………….6

6.Выводы и заключения…………………………………………………...7

7.Список литературы………………………………………………………8

8.Приложения………………………………………………………………9

ВВЕДЕНИЕ

Образование оврагов.

Во время экскурсий или летом, собирая грибы и ягоду, мы всегда обращаем внимание на красоту окружающей местности. Особую красоту имеет любая поверхность: и совсем ровная, и холмистая, и гористая. И чувствуем радость и гордость за родную землю. Как она прекрасна!

Но бывает и так, что вместо радости и гордости испытываешь чувство горечи, обиды. Например, у старого, заброшенного карьера. Когда-то здесь добывали песок или глину. Теперь карьер словно огромная рана на поверхности земли. А ведь люди должны были его засыпать и на этом месте устроить поле или посадить лес. (приложение 1)

Очень плохо, не по-хозяйски поступает и тракторист, если он распахивает землю на склоне так, что борозды спускаются вдоль склона. По этим бороздам после первого же дождя потекут потоки воды – вот вам и начало оврага! Вода, стекающая по поверхности почвы, образует небольшие временные ручейки. Они еще сильнее размывают почву, образуя в ней рытвины, которые с течением времени превращаются в овраги. Овраги сокращают площадь сельскохозяйственных земель, а смыв почвы уменьшает ее плодородие. Урожаи на смытых почвах резко уменьшаются. Проводить вспашку можно только поперек склонов. А крутые склоны совсем нельзя распахивать. К сожалению, эти простые правила часто нарушают.

1. Плешаков А. Окружающий мир, учебник 4 кл.,1ч.М.:Просвещение 2002- стр.148.

АКТУАЛЬНОСТЬ.

Почему же мы обратились к теме «Овраги»? В нашей местности довольно много оврагов. Как же образуются эти уродливые раны земли?

В нашем селе есть всеми любимая гора, которая называется Увал. В теплое время года туда все любят ходить и ездить за грибами и ягодой, зимой – катаются с этой высокой горы. Мы обратили внимание, что за несколько лет вдоль дороги почему-то образовались овраги. И решили изучить, в результате чего и где образуются эти овраги, которые приносят большой вред:

а) они затрудняют вспашку полей,

б) уменьшают площади плодородных земель,

в) уродуют ландшафт местности,

г) создают опасность для людей и животных (т.к. овраги шириной до метра могут достигать глубины до трех метров).

Нас окружает уникальная тувинская природа, которую мы должны хранить и оберегать.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ.

Цель: изучение причин, влияющих на образование оврагов.

Задачи: 1. Пронаблюдать места образования оврагов.

2. Определить, как образуются овраги на разных видах почвы.

3. Предположить пути предотвращения образования оврагов.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.Изучить литературу по данному вопросу.

2. Пронаблюдать в природе размыв и образование оврагов.

3. Провести практические опыты с песком, глиной, землей.

4. Проанализировать перспективу работы по борьбе с распространением оврагов.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Изучив актуальность данной темы, мы решили провести опыты с различными видами почв. Взяли песок, глину и землю.

На поднос насыпали сухой песок. Наливая воду в песок, увидели, что вода очень быстро полностью впитывается в него, пока не произошло перенасыщение песка водой. Затем вода распространилась по всему песку и стала стоять на его поверхности.

Наклонив поднос, мы стали лить в песок воду тонкой струйкой (приложение 2). Вода при перенасыщении песка водой стала очень быстро пробивать себе русло (приложение 3), размывая его все больше и больше, унося с собой частички песка, пока не вымыло место поступления воды до самого подноса.(приложение 4). Чем больше наклон подноса, тем быстрее пробегает вода по своему руслу и тем больше уносит с собой частичек песка. Мы поставили преграду для воды – небольшой камешек – в том месте, где вода пробила русло. Вода обогнула камень с двух сторон и стала пробивать себе новые дороги. (приложение 5). При этом песок быстро смывало до самого подноса по руслу.

Подобные опыты провели с глиной и землей и увидели, что вода в них впитывается намного медленнее, чем в песок, особенно в глину. Вода стала почти сразу пробивать себе небольшое русло. (приложение 6,7) При наклоне подноса вода расширяла русло в ширину быстрее, чем в глубину.

Изучив на опытах, как образуются овраги, мы решили еще посмотреть в природе, в каких местах чаще всего они появляются. Оказалось, что овраги образуются там, где вытоптана или изъезжена трава (травяной покров), сдерживающая и укрепляющая плодородный слой почвы.

Разрушение песчаной почвы происходит намного быстрее, чем там, где глина. Такие овраги становятся широкими и глубокими очень быстро. Там, где в начинающемся овраге под слоем земли оказался песок, овраг размывает изнутри и слой земли обрушивается вниз, тем самым плодородные слои полей становятся все меньше по площади. (приложение 8) Овраги, образующиеся посреди полей, затрудняют вспашку поля и посев зерновых.

Овраги представляют собой большую опасность для людей и животных, так как овраг шириной до метра может достигать глубины до трех метров. И, попав нечаянно в такой овраг, можно покалечиться или вообще погибнуть. (приложение 10).

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ.

Из проведенной исследовательской работы мы выяснили, что овраги образуются по следующим причинам:

1.Неправильная распашка склонов.

2. Заброшенные песчаные, глиняные и угольные карьеры.

3.Вытаптывание травяного покрова человеком, животными, транспортными средствами.

4.Размыв поверхности земли талыми и дождевыми водами.

В ходе работы мы обратили внимание, что там, где не нарушен травяной покров, овраги не образуются. И овраги, обросшие кустарниками и травами, дальше не распространяются. (приложение 11).

Поэтому мы планируем изучить, какими способами можно предотвратить образование оврагов, провести разъяснительную работу среди учащихся школы с целью привлечения их к бережному отношению к природе.

Работа по данной теме обогатила меня знаниями о природе родного края, заставила задуматься над экологическими проблемами, повысила ответственность к бережному отношению к природе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Брукс С. География Земли.-М.:Росмен, 2000.

2.Дмитриева И., Макрушина О. Поурочные разработки по окружающему миру. 4 кл. – М.:ВАКО, 2003.

3.Орлов Б., Соловьев А., Щербаков Б. Детская энц.Т.1.М.:Просвещение, 1964.

4.Плешаков А. Окружающий мир. Учебник 4кл.,часть1.М.: Просвещение,2007.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

ПЕСЧАНЫЙ КАРЬЕР.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

НАПОЛНЕНИЕ ПОДНОСА С ПЕСКОМ ВОДОЙ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

ВОДА ПРОБИВАЕТ РУСЛО В ПЕСКЕ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.

ОПЫТ С ПРЕГРАДОЙ,

ПРИЛОЖЕНИЕ 6.

ОПЫТ С ГЛИНОЙ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7.

ОПЫТ С ЗЕМЛЕЙ,

ПРИЛОЖЕНИЕ 8.

ОВРАГ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9.

ОВРАГ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10.

ГЛУБОКИЙ ОВРАГ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11.

2.3 Образование и развитие оврагов

Овраги – узкие, крутосклонные, довольно короткие, молодые отрицательные линейные формы рельефа. В естественных условиях они возникают во время дождей или таяния снегов из промоин по высоким берегам рек, на крутых склонах при уничтожении растительности, при увлажнении климата. Оврагообразование происходит наиболее интенсивно на территориях с континентальным климатом. В развитии оврага выделяют три стадии:

Возникает мелкая рытвина. Водяные потоки ее постепенно углубляют. На этой стадии оврагообразование идет очень быстро. В степях России годовой прирост оврагов в длину составляет десятки и сотни метров, а во влажных субтропиках овраги удлиняются до 1000 и более метров за год.

При углублении в начале (на вершине) оврага образуется уступ. Во время таяния снега и выпадения дождей вода падает с него водопадом, подмывая основание уступа. Вскоре он обваливается, и овраг медленно растет от вершины, образуя ответвления. Рост его может продолжаться до тех пор, пока вершина оврага не достигнет водораздела (рис. 4)

Постепенно овраг собирает со склона всю воду. Его рост прекращается, склоны становятся пологими, исчезает перепад в устье. Склоны оврага начинают зарастать. На дне накапливаются рыхлые отложения, которые вода уже не может вынести. Зарастание оврагов характерно для влажного климата, в засушливом же климате овраги долго сохраняются в «свежем» состоянии. Зарастающий овраг постепенно превращается в балку, которая часто используется как сенокосные угодья, под огороды, сады, сельские населенные пункты.

Чаще всего овраги развиваются в степной и лесостепной ландшафтных зонах. В связи с неравномерным выпадением атмосферных осадков на иссушенные почвы. Для образования оврагов необходимы вязкие горные породы: глина, суглинки, лёсс, возвышенный и волнистый рельеф.

Овраги наносят стране большой ущерб: они выводят из строя большие массивы земель, особенно сельскохозяйственных, разрушают почвенный покров. Только через 400–500 лет на склонах оврагов формируются настоящие почвы. От оврагов страдают дороги, трассы трубопроводов и многие города, расположенные на возвышенностях и по высоким речным берегам. В 1300 году в Торжке овраг, образовавшийся за один час во время ливня, снес до основания несколько домов. Быстро идет оврагообразование в тундре. При таянии грунтов в населенных пунктах, вдоль дорог, трубопроводов образуется сеть оврагов. Это явление часто сопровождается образованием оползней и течением грунтов, связанных с их переувлажнением.

Известны случаи, когда за год овраги удлинялись на 40–50 и даже 100–150 м. В среднем же вершины большинства оврагов продвигаются на 1–3 м в год.

В некоторых районах оврагов так много, они так близко располагаются друг к другу, что образуется труднопроходимое смешение резких и узких гребней и разделяющих их глубоких врезов и небольших ущелий. Такой рельеф называется бедлендом или дурными землями. Такие земли ни для чего не пригодны. Они не редкость в Канаде, в предгорных холмах Средней Азии и Кавказа, а также в некоторых других областях.

Овражная эрозия наносит огромный ущерб, разрушая дороги, сокращая площади сельскохозяйственных земель. Причины овражной эрозии кроются главным образом в неразумном ведении хозяйства – распашке крутых склонов, уничтожении лесов. Учеными разработана система противоэрозионных мероприятий, с успехом применяемая для ограждения почвы полей от разрушения.

По подсчетам ученых, за последнее столетие оврагами, а также выдуванием почв ветром (ветровой эрозией) на земном шаре уничтожена почва на площади около 2 млрд. га. Это площадь, 15% всей суши, или 27% сельскохозяйственных земель планеты.

3. Борьба с оврагами

Разработана система мероприятий по предупреждению оврагообразования, прекращению или уменьшению роста существующих оврагов. При организации борьбы с оврагами следует исходить из того, что образование и рост оврагов вызывается концентрированными потоками воды, поступающей с водосборной площади. Наиболее часто они образуются в нижней, самой крутой части склонов балок, лощин и речных долин, или на откосах донных оврагов, в местах, куда стекающая вода поступает концентрированными потоками. Большинство промоин и береговых оврагов, а также часть склоновых и концевых размывов в современный период возникает под действием воды, накапливающейся за искусственными рубежами (дорогами, межами, канавами) и стекающей вдоль этих рубежей в понижения местности. В этих местах, как правило, наблюдается прорыв искусственной преграды и зарождение размыва. Предупредить оврагообразование, прекратить или уменьшить рост существующих оврагов можно такими мероприятиями, которые сокращают величину стока воды с водосборной площади, исключают формирование крупных потоков или безопасно отводят концентрированные потоки на специально выбранные участки склона. Применение комплекса организационных, агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на водосборной площади в состоянии радикально повлиять на сокращение интенсивности эрозионных процессов и предупреждение образования и роста оврагов.

Кроме того, существует ряд мероприятий, проводимых непосредственно в оврагах для прекращения их роста и предупреждения нового оврагообразования, вдоль бровки балок и лощин, на нижних наиболее крутых частях склонов балок и речных долин для защиты их от разрушения, а пойменные земли, реки и водоемы от заиления продуктами овражного размыва. Из гидротехнических сооружений наиболее часто применяются:

1. Для прекращения роста оврагов в длину – водозадерживающие валы, водоотводящие валы и канавы, перепады, консоли и быстротоки различныхконструкций. Водозадерживающие валы – применяют для приостановки роста оврагов и предупреждения повторного оврагообразования при их засыпке и выполаживании. Они представляют собой земляные сооружения, ограниченные на концах «шпорами», создающими емкость (прудок) для задержания стекающей воды. Наиболее часто применяемые размеры валов: строительная высота 1,3–2,2 м, ширина по гребню 2–2,5 м, заложение мокрого откоса –1:2, сухого откоса – 1:1,5. Валы, рассчитываемые на полное задержание стока 10%-ной обеспеченности, целесообразно размещать в степной зоне на склонах крутизной до 9–10 градусов, в лесостепной зоне – до 6–7 градусов, в лесной зоне – не более 4–5 градусов. Их, как правило, размещают по горизонтали непосредственно у вершин оврагов на расстоянии от них, равном трех-кратной высоте перепада. В виде плотин-перемычек водозадерживающие валы размещают непосредственно на оврагах. При этом часть оврага выше плотин-перемычек засыпают или выполаживают, если овраги врезались в пашню, или сохраняют в прежнем виде в качестве дополнительного резервуара для задержания воды и смываемой почвы, если овраги размещаются на пастбищах или облесяемых участках. Водоотводящие валы предназначаются для отвода воды от вершин оврагов на соседние залуженные участки, чтобы прекратить их дальнейший рост. Их рассчитывают на пропуск наибольшего расхода воды 10%-ной обеспеченности. Типовые конструкции водоотводящих валов рассчитаны на пропуск воды с расходом от 0,1 до 1 м 3 /с Наиболее часто в практике борьбы с оврагами строят водоотводящие валы в сочетании с канавами следующих размеров: глубина канавы 0,5–1 м, ширина канавы поверху 2–4 м, высота вала 0,4–0,7 м, ширина вала у основания 2,2–4,3 м. Ступенчатые перепады и быстротоки используются для прекращения роста активно действующих оврагов. Перепады и быстротоки в основном строят из сборного железобетона, реже из монолитного бетона или других материалов. При закреплении оврагов с небольшой высотой у вершины обычно применяют одноступенчатые или многоступенчатые перепады. При глубине вершинного обрыва 1–3 м хороший эффект достигается при сооружении одно-двухступенчатых перепадов, а при большей глубине – многоступенчатых перепадов или быстротоков. При закреплении оврагов с перепадом высот более 5–7 м чаще всего используют быстротоки различной конструкции (открытые, трубчатые, наклонные и висячие).

2. Для прекращения роста оврагов в глубину применяют поперечные запруды и плотины (бетонные, каменные, земляные, фашинные и плетневые). В запрудах устраивают водосливные отверстия в виде трапецевидных вырезов, рассчитанных на пропуск максимального расхода ливневых и паводковых вод. Пространство вблизи запруды, выше и ниже ее, мостят камнем. В дальнейшем проводят облесение. 3. Для укрепления откосов и предупреждения роста оврагов в ширину используют подпорные стенки. К лесомелиоративным мероприятиям в борьбе с овражной эрозией относятся закладка приовражных лесополос, сплошное облесение склонов и дна оврагов. Классификация оврагов по их местоположению в рельефе с выделением трех типов (вершинные, береговые, донные) достаточно полно отражает различный характер формирования концентрированного стока, а в связи с этим определяет принципиальные особенности основных приемов по борьбе с ними. Борьба с береговыми оврагами должна быть направлена в первую очередь на ликвидацию последствий хозяйственной деятельности человека, приведшей к созданию на поверхности искусственных рубежей,которые обусловили усиленный концентрированный сток на ранее не расположенных к размыву участках.

Многообразие причин образования береговых оврагов определяет и большое количество приемов борьбы с ними. В первую очередь необходима правильная противоэрозионная организация территории, при которой особое внимание следует уделить проектированию линейных рубежей, правильному размещению на местности границ угодий, полей, лесных полос и особенно дорог, а также выбору мест для безопасного сброса с сельскохозяйственных угодий концентрированных потоков талых и дождевых вод. Основная цель мероприятий, применяемых для борьбы с береговыми оврагами на водосборной площади, – это максимальное задержание стока и повышение накопления влаги в почве. Эту роль выполняет комплекс агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Для предупреждения возникновения береговых оврагов на эрозионнопасных участках, естественных водосборов оврага, с успехом применяют приовражные и прибалочные лесные полосы в сочетании с водозадерживающими гидротехническими сооружениями. При концентрации стока у профилированных дорог (шоссейных, железнодорожных насыпей и т.д.) в населенных пунктах и около промышленных объектов, где овраги грозят разрушением дорогостоящих объектов, гидротехнические сооружения водосборного типа необходимы, так как позволяют быстро прекратить рост оврагов. Но в данном случае эффективность, надежность их во многом определяется мероприятиями по регулированию стока на участках его формирования. Последующее облесение оврагов еще больше закрепляет их; кроме того, лес является одним из видов хозяйственного использования овражных площадей. Мероприятия по борьбе с вершинными оврагами должны быть направлены на максимальное задержание стока на водосборе, поскольку они развиваются в результате размывающего действия потоков, концентрирующихся в естественных понижениях рельефа (водоподводящих ложбинах) на площади естественного водосбора собирающего типа. Концентрация стока здесь происходит регулярно и достигает незначительных размеров. Искусственные рубежи на таком водосборе влияют на величину стока незначительно. Не задержанная на водосборе и достигшая вершины оврага часть стока должна быть задержана гидротехническими сооружениями (водозадерживающие валы и канавы) или отведена водоотводящими валами-канавами в места сброса, безопасные в отношении размыва.

Гидротехнические сооружения на участках с вершинными оврагами действуют наиболее эффективно, так как сток с естественных водосборов наблюдается, как правило, ежегодно. При безопасном сбросе части стока в овраг (лотки, быстротоки) внутри него устраиваются донные запруды, перепады, подпорные стенки и т.д., чтобы предотвратить возможный размыв русел и подмыв откосов.

Эффективность действия гидротехнических сооружений значительно повышается при сочетании их с лесомелиоративными насаждениями. Борьба с донными оврагами наиболее сложна. Такие овраги часто имеют водосборные площади, полностью задержать сток с которых не представляется возможным. Кроме того, невозможно проводить работы по задержанию стекающих вод с помощью гидротехнических сооружений непосредственно перед его вершиной. Водорегулирующие мероприятия агротехнического порядка на водосборе, задержание стока перед устойчивой главной вершиной материнской формы могут снизить интенсивность роста донного оврага, но не прекратить его. Овражная вершина может разрушаться стоком, формирующимся в пределах самой материнской формы (балка, лощина) и на ее боковых водосборах. В зависимости от интенсивности развития донного оврага и хозяйственной ценности территории применяется широкий набор гидротехнических водосборных и донных сооружений как простейших (фашинных, плетневых), так и более сложных (из кирпича, железобетона и т.д.). Сооружения по дну оврага способствуют прекращению размыва дна, откосов и задержанию наносов. Чаще всего донные сооружения располагают на размываемых участках, т.е. в вершинной и средней частях русла оврага. Для закрепления дна оврагов рекомендуются в основном запруды (бетонные, каменные, каменно-земляные, земляные, фашинные, плетневые), которые устраивают поперек оврагов. Расстояние между соседними запрудами зависит от уклона русла (дна) оврага и высоты самих запруд. При благоприятном сложении почвогрунтов эффективно строительство прудов. Кроме рассмотренных мероприятий по борьбе с оврагами, в 1950-е годы начали проводиться работы по их выполаживанию. Учитывая опыт работ по борьбе с ними, можно рекомендовать для коренной мелиорации следующие овраги. 1. Береговые и склоновые «висячие» длиной до 400 м, максимальной глубиной до 6 м, объемом вынесенного грунта до 15 тыс. м 3 , расположенные на склонах с максимальной крутизной 15 градусов, повреждающие земли сельскохозяйственных угодий с водосборной площадью менее 56–10 га. 2. Береговые и вершинные с аналогичными параметрами, но соединившиеся с донными оврагами при условии устройства гидротехнического сооружения (подпорной стенки и т.д.) в месте соединения устья с руслом донного оврага. 3. Донные овраги коренной мелиорации подвергать не рекомендуется. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что затраты на закрепление оврагов и освоение разрушенных ими земель окупается быстрее, когда овраги не достигли 19 крупных размеров. В целом закрепление, выполаживание и засыпка оврагов помимо чисто хозяйственного эффекта, имеют огромное экологическое и эстетическое значение.

Заключение

Водные потоки производят огромную геологическую работу на поверхности суши. Реки, ручьи, ручейки переносят основную массу продуктов выветривания, вынося их в озера, моря и океаны. Ежегодный твердый сток (вынос) всех рек в мире оценивается цифрой около 17 млрд. т, что намного больше, чем переносится всеми другими геологическими агентами, например, ветром и ледниками.

При длительной эрозионной деятельности текучих вод, особенно в условиях обильного выпадения атмосферных осадков, происходит вначале усложнение, расчленение рельефа, а затем общее его сглаживание, выравнивание и понижение. Этот процесс происходит в сочетании с другими геологическими процессами. Возникшая таким образом поверхность выравнивания называется пенепленом (от латинского слова «пенеплен», что означает «почти равнина»). В качестве пенеплена можно рассматривать, например, территорию Казахского мелкосопочника. Древние поверхности выравнивания, перекрытые впоследствии толщами морских осадков, образуют современные обширные равнины или плоскогорья, например: Среднесибирское плоскогорье, Западносибирская низменность, Русская равнина. Следы выравнивания обнаружены и в горных областях – в Тянь-Шане, на Памире.

Через эти скважины. На геологические разрезы оказывают условия залегания, возраст и состав горных пород. Горизонтальные и вертикальные масштабы геологических разрезов обычно соответствуют масштабу геологической карты. Для построения геологического разреза в начале вычерчивают топографический профиль. Наносят на него с геологической карты границы толщи пород, пересекаемые разрезом. По данным об...

Образование оврагов, широко распространенных в степной и лесостепной зонах, является результатом водной эрозии - процесса размыва почв и рыхлых подстилающих их пород стекающими со склонов потоками воды от дождей и таяния снега. Возвышающиеся элементы рельефа земной поверхности образуют гидрографическую сеть - систему связанных между собой путей стока дождевых и талых вод. Образование в отдельных местах струй воды, объем которых по мере роста площади питающих их бассейнов возрастает, вызывает размыв поверхности грута. Эрозионные процессы начинают проявляться при крутизне склона 0,5-2°, заметно усиливаются на склонах с уклоном 2-6° и получают существенное развитие при крутизне 6-10°. В процессе своего образования овраги проходят несколько закономерно сменяющихся стадий. На первой стадии размыва на крутом участке склона образуется промоина, или рытвина, треугольного поперечного сечения дно ее практически параллельно поверхности земли. На второй стадии происходит углубление рытвины с уменьшением продольного уклона дна. У вершины создается обрыв высотой 5-10 м. Рытвина расширяется и становится в поперечном сечении трапецеидальной. К концу второй стадии в нижней части оврага вырабатывается плавный продольный профиль - транзитное русло, в пределах которого размыв уравновешивается приносом грунта. У устья оврага, где вода, растекаясь, теряет скорость, откладывается конус выноса. На третьей стадии происходит дальнейший рост оврага по направлению к водоразделу и расширяется его поперечное сечение в результате подмывания и осыпания берегов. По боковым тальвегам, по которым к оврагу притекает вода, о второстепенных бассейнов, начинают образовываться ответвляющиеся овраги - отвертки. Овраг продолжает развиваться до тех пор, пока не достигнет грунтовых слоев, не поддающихся размыву, или питающий его вершину водосборный бассейн не уменьшится вблизи от водораздела до такой степени, что размыв прекратится. В четвертой стадии глубинная эрозия и подмыв берегов постепенно прекращаются, овраг перестает расти. Склоны его принимают устойчивое очертание и зарастают траной. Овраг превращается в балку. Наибольшую крутизну боковые склоны имеют у вершины. По мере приближения к устью склоны оврага в результате осыпания грунта становятся более пологими и покрываются почвенным слоем. Для уменьшения и замедления стока воды с площади водосборного бассейна наиболее целесообразны агротехнические мероприятия - распахивание почвы при подготовке к посевам сельскохозяйственных культур поперек склонов, полосное размещение сельскохозяйственных культур, создание травяного покрова на крутых склонах, выращивание полезащитных лесных полос. Наиболее интенсивно размывается вершина оврага. Для замедления притока к вершине воды во время ливней на непосредственно прилегающей полосе иногда устраивают систему земляных валов, замедляющих сток, задерживающих его или распределяющих между несколькими руслами, отводя его к расположенным поблизости отверткам. Для удержания притекающей воды на придорожной полосе иногда устраивают два-три водозадерживающих вала высотой от 1 до 2 м и шириной по гребню от 0,5 (валы узкого профиля) до 2,5 м. Валы после уплотнения и осадки должны на 0,2-0,5 м возвышаться над уровнем воды, которая может за ними накопиться. Валы располагают вдоль горизонталей, загибая их конечные участки вверх по склону. Трассируют валы по отрезкам прямых, гребень их должен быть горизонтален. Валы могут быть защитными (глухими) , когда вода из прудка может уходить, только достигнув высоты гребня вала, и открытыми, когда в конце загибов устраивают пониженное место для слива воды. Ближайший к вершине оврага водозадерживающий вал располагают обычно на расстоянии 10-15 м от вершины оврага, причем не ближе чем на две-три глубины оврага в вершине. Через каждые 100 м задерживающих валов делают поперечные шпоры, прерывающие течение воды вдоль вала. Полностью

Выделяют 4 основные стадии.

Первая стадия - образование промоины, или рытвины, глубиной 30 - 50 см. Характерный признак промоины - параллельность продольного профиля ее дна поверхности склона, на котором образовался овраг. В плане овраг имеет линейную форму; поперечное сечение - треугольное или трапециевидное. На распаханных площадях и рыхлых грунтах первая стадия протекает очень быстро (1 - 3 года).

Вторая стадия - образование вершинного обрыва. Берег балки, как более крутой, чем прилегающий к ее бровке склон водосбора, размывается в глубину быстрее, чем склон, поэтому ниже бровки балки образуется обрыв. Основание обрыва подмывается падающим потоком воды. Стена обрыва обрушивается, глыбы грунта размываются водным потоком и уносятся течением. Высота обрыва над дном оврага в его вершине составляет от 2 до 10 м. Овраг растет в длину обвалом своей вершины, навстречу водному потоку, врезаясь в прилегающий к балке склон. Одновременно происходит его углубление, но устье оврага еще не достигает уровня дна балки. Овраг как бы «висит» над дном балки. Продольный профиль дна оврага имеет вид вогнутой линии и сильно отличается от профиля поверхности размываемых берега балки и прилегающих склонов. Откосы оврага обнажены, обрывисты и неустойчивы. Осыпь грунта у их основания не задерживается, так как уносится водным потоком. Овраг в этой стадии растет как в глубину, так и в ширину. По мере углубления дна оврага его устье опускается все ниже и ниже и, наконец, достигает уровня дна балки. Овраг вступает в новую стадию развития.

Третья стадия - выработка профиля равновесия. Она начинается, когда устье оврага опускается до уровня дна балки, т. е. достигает местного базиса эрозии. Дно оврага выше устья продолжает углубляться до тех пор, пока продольный его уклон станет соответствовать уклону профиля равновесия для данного грунта. При этом уклоне дна скорость водного потока настолько мала, что его сила будет уравновешиваться сопротивляемостью грунта. При такой скорости водный поток обычно не в состоянии переносить крупные частицы твердого стока, поэтому для профиля равновесия характерно отложение по дну оврага наносов. В начале этой стадии развития наносы откладываются в устье оврага, затем зона отложения увеличивается, продвигаясь к вершине оврага по мере углубления дна и уменьшения его уклона. Овраг в этой стадии растет в глубину, ширину и длину. Рост в ширину идет в результате подмыва и обрушивания откосов оврага, поскольку водный поток течет по дну не прямолинейно, а извилисто.

Четвертая стадия - затухание роста оврага. Эта стадия начинается после выработки профиля равновесия дна оврага. Дальнейшего углубления дна не происходит. Продолжается рост в ширину вследствие подмыва и обрушивания откосов, в результате чего дно оврага расширяется. Постепенно откосы оврага достигают угла естественного, устойчивого для данного грунта, откоса и зарастают растительностью. Овраг превращается в лощину или балку.

На достаточно можно наблюдать все стадии развития на одном и том же овраге, поскольку они в перечисленной последовательности пространственно перемещаются навстречу течению водного потока: промоина, обрыв, участки с профилем равновесия, участки затухания (у устья). Когда вершина оврага достигнет водораздела, дальнейший рост в длину прекращается, обрыв в его вершине сполаживается. Рост оврага можно остановить на любой стадии развития прекращением поступления в него воды или закреплением вершины и дна водосбросным сооружением.

В первичный овраг вода поступает на первых двух стадиях развития в основном через его вершину, а в последующем и через стокоударную бровку, т. е. обращенную к верхней части склонов водосбора. Эту особенность надо учитывать при закреплении и облесении таких оврагов.

Рассмотрим причины образования и особенности роста вторичных оврагов. Описание стадий развития первичных оврагов показало, что водный поток, обладающий одной и той же разрушительной силой, вырабатывает такой продольный профиль дна оврага, который соответствует профилю равновесия между размывом и отложением грунта. В результате овраг затухает и превращается в балку.

Можно предположить, что продольные профили дна всех звеньев гидрографической сети, которая выработалась в процессе геологической эрозии, соответствует профилю равновесия для нормального режима стока, т. е. ненарушенного хозяйственной деятельностью человека. Это тем более вероятно, что до хозяйственного освоения земель все звенья гидрографической сети были покрыты лесной или травянистой растительностью в зависимости от зоны. Многие из них и теперь покрыты растительностью.

В настоящее время значительная часть гидрографической сети имеет . Причиной их образования, по-видимому, является несоответствие нового, увеличенного поверхностного стока прежнему профилю равновесия дна балок, лощин и пр. Их уклоны не изменились, поэтому и скорость течения воды по их дну не могла измениться. Следовательно, увеличение кинетической энергии потока можно объяснить при постоянной скорости только увеличением массы воды, стекающей со склонов водосборной площади. Повышенный поверхностный сток нельзя объяснить увеличением количества атмосферных осадков, так как в историческое время климат земли не изменился. Увеличение поверхностного стока можно объяснить только неправильным использованием земли, вырубкой лесов и усиленной распашкой земли с одновременным ухудшением водно-физических свойств почвы.

Рост донных оврагов начинается, по сути дела, с выработки нового профиля равновесия, соответствующего новому повышенному стоку воды. Принципиально не отличаясь от третьей стадии развития первичных оврагов, рост вторичных оврагов имеет и ряд особенностей. Сначала идет разрушение («обновление») дна, а затем и берегов сети. Образование донного оврага может начаться в балочном звене, а затем в лощинах и ложбинах, впадающих в эту балку, по мере продвижения вершины донного оврага к верховьям балки. Этот процесс может начаться и одновременно в нескольких звеньях балочной системы или только в вершине балки. Все будет зависеть от того, в какое звено гидрографической сети происходит наиболее усиленный сброс поверхностного стока воды.

Третья стадия развития донного оврага заканчивается полным обновлением дна и берегов древней гидрографической сети. Эти овраги, как правило, многовершинные, по числу прежних лощин и ложбин. Четвертая стадия - затухание оврага, протекает, как выше было описано. Овраг постепенно превращается в новую балку. Образно говоря, если овраги являются свежими ранами на теле земли, то балки - это рубцы от старых ран. Особенностью роста донных оврагов является то обстоятельство, что они наследуют от прежней гидрографической сети их водосборные площади. В эти овраги вода поступает не только через вершину, но и с прилегающих склонов водосбора через бровки балок (лощин). При усиленном стоке воды, который собственно и вызывает появление вторичного оврага, берега балок еще до их обновления прорезаются струйчатыми размывами.

Рост вторичного оврага

Особенности геологического строения той или иной местности сказываются на скорости прохождения отдельных стадий и внешнем облике оврагов.

Наиболее быстро идет образование оврагов на лессовых отложениях и рыхлых грунтах.

Чем древнее земледельческие районы, тем больше там оврагов. При росте оврагов теряется много освоенной земли. Но вред от оврагов не только в этом. Они снижают уровень грунтовых вод, увеличивают площадь испаряющей поверхности и тем самым вызывают иссушение территории, на что указывал еще В. В. Докучаев. Кроме того, овраги, расчленяя пашню на мелкие клочки, делают ее неудобной для обработки. Вынос твердого стока из оврагов и отложение его в поймах рек приводят к обмелению рек и заболачиванию пойм. Овражная эрозия наносит большой и почти непоправимый ущерб земле. Это вызывает острую необходимость изучения данного явления и разработки мер защиты земли от разрушения.