Файл: К расноярский государственный аграрный университет.docx

• 
  Слабая – средний годовой прирост оврагов до 0.5 м.
  

• 
  Средняя - среднегодовой прирост оврагов – от 0.5 до 1 м.
  

• 
  Сильная - средне годовой прирост оврагов от 1 до 2 м.
  

• 
  Очень сильная – средне годовой прирост от 2 до 5 м.
  

• 
  Чрезвычайно сильная – среднегодовой прирост оврагов более 5 м.
  

Эта шкала практически применима во всех равнинных эрозионно-опасных районах страны.

Овраг является последней стадией развития линейной эрозии (остановившиеся в своем развитии овраги некоторые авторы называют балками). Он имеет свой продольный профиль, отличающийся от профиля поверхности, в которую врезан. Выделяют четыре стадии развития оврага:

1. стадия промоины или рытвины (чрезвычайно сильная интенсивность роста);

2. стадия врезания висячего оврага вершиной (сильная интенсивность роста);

3. стадия выработки профиля равновесия (средняя интенсивность роста);

4. стадия затухания (слабая интенсивность роста).

Для оценки развития оврага и последующего планирования противоэрозионных мероприятий проводятся инженерные расчеты результатом, которых являются величины максимально возможной длины, глубины, площади и объема оврага.
3.2 Методика расчета максимального расхода воды (Q) для половодий и паводков

Определение максимального расхода воды является составной частью прогноза роста оврагов. Алгоритм расчёта состоит в следующем.

На первом этапе расчет выполняется раздельный расчет расходов дождевого паводка и весеннего половодья на редукционной основе для 1% вероятности превышения по формуле[10]:

×0,001, (1)

где:

Q_{mаx, 1%} - срочный максимальный расход воды 1% обеспеченности, л/с (м³/с); M_Э,1% - элементарный модуль максимального расхода 1% обеспеченности (л/с км²);

F - площадь водосбора, км²;

n - показатель степени редукции модуля максимального расхода при увеличении размеров водотока. Площадь водосбора – территория, включая толщу почвогрунтов, откуда происходит сток в водоток (река, ручей и т.д.).

Элементарный модуль максимального расхода дождевого паводка 1% вероятности превышения определяется по уравнению:

M_Э,1% = 10^-3 Х_В,1%^3.48, (2)

где:

Х_В,1% - наибольшие суточные осадки 1% обеспеченности (мм), приведенные к средней высоте водосбора (склона) Н_Б (м).

Величина Х_В,1% рассчитывается по формуле:

---

_, (3)

где:

Н_ГМС - высота метеостанции (м)(см. прил. 1 табл.3);

Н_скл – высота склонам;

Х_с1% - наибольшее суточное количество осадков 1% обеспеченности см. прил.1, рис.1,табл.3).

_x - градиент увеличения количества осадков на каждый 1 мм. исходных расчетных осадков на метеостанции и на каждые 100 м. увеличения высоты, принят равным 0.1 мм/ 100м.

можно определить стадию развития оврага.

Показатель степени редукции модуля максимального расхода воды дождевого паводка (n_Д) дифференцируется по размеру водосборной площади водотока F в соответствии с выражением :

_, (4)

Показатель степени редукции модуля максимального расхода половодья,n = 0,22.

При определении элементарного модуля максимального расхода весеннего половодья М_Э,В,1% за исходный параметр принимается наибольшее суточное водообразование от снеготаяния и дождя (h_c+x)_1% (мм) (см. прил.1, рис.2)и расчет выполняется по уравнению:

М_Э,1% = 17,2  (h_c+x)_1%^1,.17 , (5)
От расхода 1% обеспеченности переходим к расходу 10% обеспеченности.

Q_{mx, р%} = _р%×Q_{mx, 1% ,} (6)

где:

_р% - переходный коэффициент от расходов 1%-й обеспеченности к расходам 10% обеспеченности (0,404 - для дождевого паводка, 0,507- для весеннего половодья).

Для дальнейших расчетов принимается наибольший расход. Если больший расход является, расходом дождевых паводков, то можно сделать вывод, что период наибольшего роста оврага в этом районе приходится на июнь-август как на период с обильными дождями и ливнями. Если расход половодья превышает расход дождевых паводков, то время наиболее интенсивного развития это- весна, т.е. период интенсивного снеготаяния.
3.3 Расчет максимально возможных размеров оврага

На втором этапе вычисляются морфометрические характеристики овражной эрозии[3].

Максимально возможная длина оврага (l_max) определяется по формуле:

, (7)

где:

H – глубина местного базиса эрозии (м);

---

Q – расход ливневого и талого стока 10% обеспеченности (м³/с),

v – размывающая скорость для грунтов склона;

n – коэффициент шероховатости (0.03 – для рыхлых и 0.08 для твердых пород);

А – коэффициент формы потока в русле (10 – для рыхлых и 5 для твердых пород: известняки, мергель). Глубина местного базиса эрозии определяется, как превышение самой высокой точки на водосборе над самой минимальной точкой.

Размывающая скорость равна:

v = 1.4 v_нр, (8)

где:

v_нр – не размывающая скорость для различных грунтов и горных пород (см. Прил. 1, табл. 1).

Максимально возможная глубина оврага h_max:

h_max = 0,85H – L₁×tg , (9)

где:

L₁ – расстояние от водораздела до бровки (м);

H – глубина местного базиса эрозии (м);

 – угол наклона склона от водораздела к бровке оврага. Расстояние от водораздела до бровки, расстояние от линии водораздела (т.е. линии, ограничивающей водосбор) до верхней границы оврага.

Максимально возможный объем оврага (W_max) рассчитывается как сумма геометрических фигур.

W_max = 0.52 × l_max× h_max ², (10)

Площадь, которую будет иметь овраг в случае своего максимального развития (F_max), равна:

F_max = 1.35 × (Q^0,.5/ W_max ) + 1.76 ×h_max×l_max, (11)

Зная фактические размеры оврага и максимально возможные, а также скорость прироста оврага, можно определить стадию развития оврага.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭРОЗИОННОЙ ОПАСНОСТИ ЗЕМЕЛЬ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ (КРАСНОТУРАНСКОМ, НОВОСЕЛОВСКОМ РАЙОНАХ)

4.1 Расчет линейной эрозии

Распространение и темпы развития оврагов на водосборе определяются сочетанием физико-географических, геолого-геоморфологических, инженерно -геологических факторов. Все эти факторы взаимоувязаны между собою, и изменение одного из фактов ведет к усилению или ослаблению донного размыва. Среди климатических факторов на эрозионный процесс непосредственно воздействуют только осадки. Сумма и активность их выпадения обуславливают энергию водных потоков и активность размыва.

---

На развитие линейной эрозии большое воздействие оказывают механический состав подстилающих пород и рельеф склона.

В Краснотуранском районе, определение линейной эрозии почв производилось для территории хозяйства АО «Восточенский»; в Новоселовском районе для территории хозяйства ЗАО «Легостаевское»

Для предотвращения развития овражной эрозии необходимо знать:

• 
  максимальные размеры форм размыва;
  
• 
  интенсивность линейной эрозии;
  
• 
  стадию развития оврага.
  

Чтобы определить, максимально возможную длину оврага (L_max) нужно знать глубину местного базиса эрозии (Н) в метрах; расход ливневого и талого стока 10% обеспеченности (Q_max10%, м³/с); размывающую скорость для грунтов склона (v); коэффициент шероховатости (n- 0.03- для рыхлых и 0.08 для твердых пород); коэффициент формы потока в русле (А- 10- для рыхлых и 5 для твердых пород: известняки, мергель).

Максимальная длина оврага определяется по формуле (7).Размывающая скорость (v)определяется по формуле (8),коэффициент шероховатости (n- 0.03- для рыхлых и 0.08 для твердых пород),(коэффициент формы потока в русле (А- 10- для рыхлых и 5 для твердых пород: известняки, мергель), коэффициент не размывающей скорости берется из прил.1, табл. 1, и для тяжелых суглинков равна 1.

Для расчета максимальной длины оврага нужно знать максимальный расход воды 10% обеспеченности (Q_max10%, м³/с). По формуле (1) рассчитывается Q_max1% для перехода в максимальный расход воды Q_max10% пользуются формулой (11), Значение переходного коэффициента _р% берется из табл.2, прил. 1. Элементарный модуль максимального расхода дождевого паводка 1% вероятности определяется по уравнению (2).

АО «Восточенский» Краснотуранский район.На территории хозяйства АО «Восточенский», существует четыре крупных оврага которые в процессе своего развития могут выйти на ценные земли, остальные овраги не угрожают ценным землям или облесены и не развиваются.

Овраг №1 находится в северо-западной части АО «Восточенский» он не облесен и может при дальнейшем развитии выйти на пашню. Существующая протяженность оврага 3800м.

Овраг №2 находится в северной части хозяйства и проходит рядом с населенным пунктом Восточное. Существующая протяженность оврага 2500м.

Овраг №3 находится в юго-западной части хозяйства и располагается около горы «Челпан». Существующая протяженность оврага 2000 м.

Овраг №4 находится в южной части хозяйства не далеко от «Тоненького мыса».Существующая протяженность оврага 1800м.

---

Расчеты по развитию оврагов Краснотуранского района на примере АО «Восточенский»представлены в табл. 7.

ЗАО «Легостаевское», Новоселовский район.На территории ЗАО «Легостаевское» существует пять крупных оврагов, которые в процессе своего развития могут выйти на ценные земли, остальные овраги не угрожают ценным землям или облесены и не развиваются.

Овраг №1 находится на северо-западе ЗАО «Легостаевское» около деревни Увалы и в процессе своего развития может выйти на пашню. Существующая протяженность оврага на данный момент 1400 м.

Овраг №2 расположен на западе землепользования, он не так сильно развит как овраг №1, но площадь водосбора и эрозионный потенциал рельефа очень велики. Существующая протяженность оврага на данный момент 870 м.

Овраг №3 располагается, как и овраг №2 на юге землепользования.Существующая протяженность оврага на данный момент 1800 м.

Овраг №4 находится на юго-востоке территории, протяженность оврага на данный момент 500 м.,

Овраг №5 находится на севере ЗАО «Легостаевское»,протяженность оврага на данный моментсоставляет 950 м.

Таблица 7 - Расчет максимально возможной длины оврагов АО «Восточенский» Краснотуранского района; ЗАО «Легостаевское», Новоселовского района.

№ оврага	F км2	H м.	v	n	Xв1%	Mэ1% л\с км2	Qmax 10% м3\с	lmax м.	Длина оврага в натуре м	Потенциальныйрост м
АО «Восточенский» Краснотуранского района
Ов.1	4,97	125	0,77	0,7849	71,40	2,82	1,39	22370	3800	18570
Ов.2.	3,34	115	0,77	0,8311	76,5	3,59	1,43	20927,1	2500	18427,1
Ов.3	5,69	105	0,77	0,7696	83,3	4,82	2,57	28304,5	2000	26304,5
Ов.4	8,125	90	0,77	0,7305	80,24	4,23	2,76	25485,5	1800	23685,5
ЗАО «Легостаевское», Новоселовского района
Ов.1	47,0	170	1,4	0,58	81,6	5,4	9,10	8600	1400	7200
Ов.2.	47,0	80	1,4	0,58	81,6	4,5	9,10	4000	870	3130
Ов.3	36,0	210	1,4	0,62	83,2	4,8	7,40	9200	1800	7400
Ов.4	8,7	130	1,4	0,75	85,1	5,2	3,3	3300	500	2800
Ов.5	50,2	100	1,4	0,56	82,3	4,6	10,5	5500	950	4550

---