Дослідження "Сучасні ерозійні процеси"

“Сучасні ерозійні процеси в умовах антропогенного навантаження приміської зони (на прикладі балки в селі М-Погорілове)”

                         роботу виконала:

                         учениця 11 класу

                                               М-Погорілівської ЗОШ І-ІІІ ст

                      Дубицька Ганна

                         керівник: Цитрак

                            Лариса Анатоліївна

2021

 Стрімкість розвитку технологій у ХХІ столітті вражає. Ми звикли  користуватися природними багатствами і, часом, не усвідомлюємо важливих глибинних процесів, які відбуваються поруч з нами щодня. Географія — це наука “про Землю” не лише в широкому розумінні, а й про нашу місцевість, якою ми щодня ходимо до школи.

 Морфологічний аналіз форм рельєфу важливий у різних галузях географії та суспільства. Для ґрунтознавчих досліджень вивчають приуроченість певних типів ґрунтів і залежності їхніх властивостей від видозмін рельєфу, які були започатковані ще В.В. Докучаєвим. У геоботаніці виявили вплив рельєфу на проростання рослин через перерозподіл чинників проростання рослин: на схилах південних експозицій тепліше, що зумовлює перевагу теплоі світлолюбних видів; у пониженнях вологіше, більше елементів живлення, тому ліпший флористичний склад рослин; на додатних формах більша еродованість і рослинність у гірших умовах. В екології вивчають шляхи міграції забруднювальних речовин за пониженими ділянками рельєфу. У сільському господарстві передбачене освоєння додатних форм рельєфу з крутими схилами шляхом їхнього терасування. Форми рельєфу та їхню геологічну основу вивчають для науково-обґрунтованого будівництва інженерних, житлових споруд, прокладання трубопроводів і шляхів сполучень.

 Вивчити особливості географічних процесів на місцевості, знайти підтвердження масштабніших процесів, що відбуваються  і є найпершою метою географічного краєзнавства. В епоху, коли всі турбуються про екологічність, безпеку всього що нас оточує,в час переходу до сталого розвиткуу природокористуванні важливим питанням є – а як же впливає звичайне життя сучасних людей та їх діяльність на розвиток ерозійних процесів? Наскільки  регульованим є цей процес?

     Багато вчених, журналістів, лікарів намагаються розглянути проблему впливу діяльності людини на процеси водної ерозії. Це, зокрема, Біленчук П.Д., Романюк Б.В., Піксотов В.В. Батурін Ю.М., ЦимбалюкВ.С., Р.Грінфілд та інші. Тому актуальність даного дослідження зумовлена, насамперед, потребою часу та зацікавленістю у відповіді на питання: як сучасні географічні процеси впливають на природний комплекс і людину зокрема?

Предметом дослідження є сучасні ерозійні процеси мезоформ рельєфу.

Об'єктом дослідження є природний комплекс балки

Мета роботи: дослідити на прикладі балки сучасний стан водно-ерозійних форм рельєфу, вплив діяльності людини на розвиток водної ерозії.

Проблемою тут є недостатнє вивчення впливу діяльності людини як рельєфоутворюючого чинника в невеликому природному комплексі.

Завдання роботи:

1. проаналізувати стан сучасних ерозійних процесів на прикладі балки;
2. виявити можливі негативні наслідки антропогенного впливу;
3. вивчити  заходи щодо зниження рівня деградованості грунтів.

      В роботі проведено аналіз теоретичних матеріалів з теми, охарактеризовано головні чинники водно-ерозійних процесів, визначаються головні наслідки тривалої дії ерозійних процесів на природні комплекси.

Використовувалися методи теоретичного аналізу, польових досліджень, математичний, моделювання тощо. Також використовувались деякі картографічні матеріали.

Ерозійні процеси в сучасних умовах господарювання

1.1 Чинники розвитку водно-ерозійних форм рельєфу

 Сукупність нерівностей земної поверхні утворюють групування форм1 рельєфу. На Землі не знайдеться двох однакових форм, хоча їхнє походження та умови розвитку можуть бути подібними. Описами форм рельєфу традиційно займалися географи ще від часів Страбона і його «Γεογραφικά» (І ст. до н.е.) до У. Девіса (1899) та В. Пенка і його «Diemorphologische Analise…» (1924) [2]. Вивчали форми рельєфу від складних планетарного рангу нерівностей – континенти і ложа океанів, до невеликих форм – ярів, пагорбів. Доводили двоєдину природу утворення форм – ендогенну й екзогенну. Намагались визначити параметри і критерії виділення форм рельєфу [3]. Що ж розуміють під формою рельєфу?

 Форми рельєфу – це тримірні об’єкти земної поверхні, які складаються з граней, ребер, іноді точок або менших за розмірами тіл, і становлять єдине ціле в певному масштабі. Передумовами утворення форм є ендогенні й екзогенні чинники: для планетарних і регіональних форм – головно ендогенні, для субрегіональних і локальних форм – здебільшого екзогенні.

 Порушення (руйнування) ґрунтів є результатом складного комплексу антропогенних і природних впливів на процеси зміни фізико-хімічних і механічних характеристик ґрунту. Як правило, першопричиною порушення (руйнування) ґрунтів є процеси, що ініціюються діяльністю людини (механічна обробка ґрунтів, трансформація шарів землі під час будівництва, переущільнення ґрунтів внаслідок діяльності транспорту, випас худоби, полив земель, інші види зміни режиму ґрунтових чи поверхневих вод, забруднення ґрунтів тощо). ( Наслідки цих первинних змін можуть багаторазово посилюватися під впливом природних чинників: вітру, дощових потоків тощо. Слід підкреслити, що ґрунт є особливим органіко-мінеральним природним утворенням, яке виникло внаслідок дії живих організмів, розкладання мертвих організмів, впливу природних вод, атмосфери, гравітаційного поля Землі. Це складна й дуже вразлива система, що створювалася століттями, але може бути зруйнована неправильними діями людини за лічені роки, місяці й навіть дні.

 Ерозія ґрунтів – це процес руйнування верхніх, найбільш родючих шарів ґрунту й порід, що його підстилають.

Як зазначено вище, первинною причиною ерозії ґрунтів є діяльність людини, що потім посилюється впливом природних сил. Залежно від переважання тих чи інших факторів, що впливають на хід ерозійних процесів, виділяють такі форми даного виду порушення ґрунтів:

 механічна (агротехнічна) ерозія відбувається внаслідок механічної обробки ґрунтів; побічним результатом, зокрема, може бути систематичне зрушення ґрунту вниз зі схилу внаслідок роботи сільськогосподарських машин і знарядь під час оранки; надзвичайно небезпечною слід вважати механічну обробку ґрунтів уздовж земельного схилу: після глибокої оранки таких земель дощ, вітер і гравітаційні сили можуть зруйнувати землю (наприклад, вимивши яр) за лічені місяці, а під час сильного дощу – навіть за години. Тому заборонено культивацію просапних культур (тобто таких, що потребують, як буряк чи соняшник, багаторазової механічної обробки міжрядь) на схилах, що мають кут нахилу більше 1°, а угіддя, що мають нахил більше 7°, взагалі повинні виводитися із сільськогосподарського виробництва, яке потребує механічної обробки землі;

 будівельна ерозія спричиняється порушенням трав’яного покриву під час будівельних робіт будь-якого типу;

транспортна ерозія є наслідком порушення рослинності транспортними засобами;

 пасовищна ерозія відбувається через ослаблення трав’яного покриву під впливом витоптування чи виїдання тваринами;

 вітрова ерозія (дефляція, видування) відбувається внаслідок перенесення ґрунтових частинок повітряними потоками; за сильної дефляції виникають пилові бурі;

 водна ерозія викликається перенесенням ґрунтових частинок під дією водних потоків; характерним наслідком є утворення ярів;

 хімічна ерозія є наслідком нагромадження у ґрунтах окремих хімічних компонентів (мінеральних добрив, ядохімікатів та ін.), що руйнують структуру ґрунту.

  Забруднення ґрунтів – привнесення й виникнення у ґрунті нових, звичайно нехарактерних для нього фізичних, хімічних чи біологічних агентів, або перевищення за певний час середнього багаторічного природного рівня (в межах його найбільших коливань) концентрації названих агентів.

Основними джерелами забруднення ґрунтів є: забруднюючі речовини, що осідають із повітря (тобто первинним у даному випадку є атмосферне забруднення); привнесені мінеральні й надмірна кількість органічних добрив, пестицидів чи інших хімічних речовин, наприклад, дефоліантів чи засобів обробки ґрунтів (для їх розкислення); речовини, що містяться у воді для поливу; речовини, що надходять внаслідок діяльності людини (паливно-мастильні матеріали, непередбачені витоки чи розливи матеріалів під час роботи машин, транспортних засобів, а також втрати речовин через неправильне збереження на складах і сховищах, у тому числі під час аварій); виробничі й побутові відходи.[6]

 Засолення ґрунтів є однією з форм забруднення ґрунтів і визначається як підвищення вмісту у ґрунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів і сульфатів). Засолення ,звичайно, обумовлене природним надходженням солей із ґрунтових чи поверхневих вод, але найчастіше причиною є нераціональне зрошення.

Порушення режиму водних систем – це зміна процесів циркулювання водних потоків, що погіршує підтримання стану рівноваги природних екосистем.

1.2 Сучасні особливості ерозійних процесів на території Вітовського району

Сильні дощі й снігопади приводять до того, що вода, стікаючи з висо­чин, підхоплює дрібні тверді часточки й несе їх до низинних ділянок зем­ної поверхні. В результаті відбувається змив речовин із земної поверхні, руйнування ґрунтів і гірських порід водними потоками, тобто ерозія (у пе­рекладі з латини — «роз'їдання»). Ерозія відбувається в результаті теку­чості води та дії сили тяжіння.

На рівнинах, складених рихлими породами, де чергуються височині та низинні ділянки, ерозія призводить до утворення ярів. Яри — це великі ритвини глибиною й шириною від кількох до десятків метрів, з уривисти­ми схилами. Довжина ярів може досягати кількох кілометрів. Процес утворення цієї форми рельєфу досить простий: цівки води, рухаючись схи­лом униз, зливаються й утворюють невелике подовжене заглиблення — борозну; поступово вона поглиблюється й розширюється, і вже не цівки, а струмки прямують сюди, утворюючи промоїну, а потім — невелику ритвину, яка розвивається в яр. Утворенню ярів може сприяти вирубування лісів і розорювання схилів.

Яри приводять до розчленовування земної поверхні на дрібні ділян­ки, водяні потоки ніби нарізають землю подібно до ножа, що розрізає торт. Це явище завдає великої шкоди сільському господарству, перешкоджає будівництву.

Появі й розвитку ярів та балок можна запобігти.

1.3 Вплив діяльності людини на процеси розвитку ерозії

 Ерозія, яка викликана нерегульованим випасанням худоби, виникає в результаті збільшення поголів’я худоби на певних площах, коли молоді рослини худоба поїдає значно швидше, ніж завершується нормальний цикл відновлення пасовищ. Поряд з цією причиною, худоба, яка утримується на обмежених ділянках, знищує рослинний покрив, зрізуючи рослини біля самої основи гострими копитами. Тому рослинність поступово щезає в основному на шляхах перегону худоби, біля водопою. Через деякий час в цих місцях починається ерозія.

Неправильні методи землеробства приводять до виникнення і розвитку прискореної ерозії. До них слід віднести впровадження монокультур, розорювання легко еродованих ґрунтів, неправильна оранка схилів.

 Неправильне розорювання схилів викликає розвиток в першу чергу водної ерозії. Чим крутіший схил, тим інтенсивніше, при неправильній оранці іде змив ґрунту.

 Водна ерозія – це процес змивання або вимивання частинок ґрунту, а інколи і ґрунту талими і зливовими водами. Водна ерозія може бути поверхневою, або площинною і яружною. Поверхнева ерозія проявляється головним чином на пологих схилах. Під впливом стоку води рівномірно знімається верхній шар ґрунту, який багатий гумусом. Ця ерозія небезпечна тим, що на початкових стадіях вона мало помітна і проявляється лише в незначних змінах кольору ґрунту.

 Яружна ерозія – це форма ерозії, яка найшвидше розвивається. Швидкість утворення ярів залежить від крутизни схилів, характеру ґрунтів і природно-кліматичних умов. Середньою швидкістю рахується 1-3 м в рік.

 Виділяють також і так звану іригаційну ерозію, яка є різновидом водної. Вона виникає в результаті неправильного і надмірного поливу при зрошуваному землеробстві. Такі площі є дуже поширеними у Вітовському районі.

Дослідження ерозійних процесів балки

2.1 Мета дослідження

 Установити місцезнаходження яру: в якій частині села роз­ташовується, в якому напрямку та на якій відстані від школи.

Балка, яку ми вивчаємо, знаходиться в долині річки Інгул. Я, беручи участь в дослідницькій роботі  гуртка «Географічне краєзнавство», ознайомилася з цією балкою під час прокладання маршруту екологічної стежки. Балка є одним із об’єктів екостежки та підлягає систематичному спостереженню та змістовному вивченню. Знаходиться на відстані 1- 1,5  км  в пн. – сх. напрямку від школи.

  З'ясувати причину появи балки : неправильна обробка землі (розорю­вання вздовж схилу, вирубування лісу, ритвина на бровці схилу до річки та ін.); визначити, як саме це впливає на господарське викори­стання навколишньої місцевості.

Зібрати інформацію про те, наскільки давно існує балка , яких змін зазнала протягом цього часу. Встановити, в яку пору року та з якої при­чини відбувається найбільш інтенсивне розростання балки.

2.2 Етапи дослідження

 Дослідження проводилось у декілька етапів. Під час польових досліджень проведено вимірювання температури , освітленості, вологості на схилах різної експозиції та в різних частинах балки. Також відмічені та виміряні прояви сучасних ерозійних процесів: осипи грунту, вимоїни та поява постійних водотоків.

Дослідивши балку , та ознайомившись з навколишнім рельєфом , нам вдалося з’ясувати причину її утворення . Ми виявили , що ця балка існує близько 30 років , а раніше тут був яр. Яр в свою чергу утворився , тому що місцевість  досить погорбована , зустрічаються горби висотою до 5 – 10 м . Клімат достатньо вологий , опадів до 475 – 525 мм в рік , а випаровування значне, але мають місце сильні зливові дощі, які утворюють потужні водотоки і сприяють розвитку ерозії, всі ці чинники і стали причиною того , що вода , стікаючи з висо­чин , підхоплювала дрібні тверді часточки й несла їх до низинних ділянок зем­ної поверхні. В результаті відбувся змив речовин із земної поверхні, руйнування ґрунту і гірських порід водними потоками, тобто ерозія , отже  таким чином утворився яр . Пізніше яр почав розвиватися в глибину , схили його ставали крутішими , а дно поглиблювалося .З плином часу яр розрісся до певних розмірів , дно його досягло водотривких , щільних порід та ріст в глибину припинився . Завершальна стадія розвитку яру – це утворення балки. Схили балки розмивалися , ставали пологими ( розвиток бічної ерозії ), заростали травою та чагарниками , балка розросталася в ширину. Найбільш інтенсивне розростання балки відбувається навесні та влітку внаслідок танення снігу та зливових дощів , щороку бічна ерозія змиває близько 5 - 10 см ґрунту. За допомогою рулетки виміряти довжину та ширину балки, за допомо­гою транспортира з виском визначити крутизну схилів, побудувати поздовжній та  поперечний профіль балки.

 За допомогою рулетки ми  виміряли ширину балки вона в середньому 18 - 20 м ( у вершині 15 м , в середній частині 25 - 30 м ) , а довжину довелось вимірювати кроками вона складає близько 1000 м .За допомо­гою транспортира з виском ми визначили крутизну схилів балки : північний схил крутіший  45 -  60 ° , а ось східний більш пологий – 80 – 90° , майже по всій протяжності балки. Нами був побудований поперечний профіль балки , де  горизонтальна пряма показує протяжність балки , а вертикальна – висоту схилів та глибину дна балки . На профілі також показані умовними знаками гірські породи , що залягають в  межах балки та рослинний покрив , який вкриває балку.

Установити вершину (початок) та гирло балки . Визначити загальний напрямок основної балки за сторонами горизонту. Якщо балка галузить­ся, визначити напрямок щодо головної балки  (під яким кутом) та за сто­ронами горизонту. Провести найпростішу окомірну зйомку та склас­ти план балки з усіма відгалуженнями.

Нами було встановлено та досліджено вершину балки , яка зорієнтована  на захід , вона має майже гостру форму та поросла ліщиною та вільхою . Гирло балки – це розширена частина , яка виклинюється до низовинної заболоченої місцевості , що поросла осокою , очеретом  та вкрита мохом. Загальний напрямок простягання основної балки з заходу на схід , але північний схил балки галузиться  : перше відгалуження простягається на північ близько 100 - 200 метрів під кутом 20 - 25 °, друге відгалуження – має напрямок також на північ та форму вилки довжиною  300 – 400 м і направлене під кутом  10 - 20°. Ми провели найпростішу окомірну зйомку та склали план балки з усіма відгалуженнями.

Вивчити виходи ґрунтових вод у балці (просочування, джерела). Чи є за­болочені ділянки, постійні або тимчасові водостоки (ручаї). Відзна­чити їх місцезнаходження та позначити на профілі або плані балки.

Ми вивчали виходи ґрунтових вод у балці , в результаті досліджень було встановлено , що за 100 м від вершини балки б'є джерело з чистою , прозорою водою та витікає з нього ручай . Вода у ручаї бурого кольору , каламутна . Нами було встановлено , що в основі  дна балки залягають  глинисті та суглинистими гірські породи , які і дають забарвлення для води.

2.3 Результати дослідження

Постійно спостерігаючи за балкою , ми зрозуміли , що в балці утворився тимчасовий водотік : ручай , що починається з джерела та збирає воду , яка стікає зі схилів .У посушливу пору року він висихає , а в період дощів знову несе свої води балкою близько 200 – 300 м , а згодом губиться в низинній заболоченій частині , де спостерігається просочування ґрунтових вод на денну поверхню. Заболоченні ділянки простягаються майже по всій довжині балки , а це свідчить про близьке залягання ґрунтових вод . Дно балки встеляють вологолюбиві рослини.

З'ясувати, чи зустрічаються зсуви, обвали. Якщо так, то на якій відстані спостерігаються, яку ширину мають; візуально визначити товщину шару, що зсувається, та відстань, на яку він зсунувся.

Зсувів та обвалів в нашій балці ми спостерігали небагато , ми вважаємо , це тому , що  господарська  діяльность на схилах балки обмежується індивідуальними видами: збір рослин, відпочинок, отже не порушується рівновага схилу. 

 Мал. 1 Співвідношення осипів на схилах різної експозиції

43 — схили південної еспозиції

22 — схили південно-західної експозиції

35  - схили північної експозиції

Слід відзначити, що нами виявлено декілька стихійних сміттєзвалищ.

Висновки

    За результатами дослідження ступеня розвитку процесів водної ерозії на прикладі балки можна зробити висновок, що процеси ерозії посилюються під впливом діяльності людини. Балка є сформованим природним комплексом, наявні сталі зв’язки між компонентами. 

        Результати дослідження вказують на пряму залежність між ступенем антропогенного навантаження та розвитком ерозійних процесів. У місцях інтенсивного використання (стежки, пасовища, сміттєзвалища), процеси значно активніші.

         Негативно на природний комплекс балки впливають також вирубування насаджень та забруднені водотоки з полів та автошляхів.

Вивчаючи балку ми не тільки змогли пояснити закономірності розвитку та цілісність компонентів в природному комплексі, але й виявили причини утворення балок та обміркували шляхи запобігання несприятливим ерозійним процесам. Використати цей дослідницький матеріал ми зможемо не лише на заняттях гуртка, але й набуті знання нам знадобляться в майбутній господарській діяльності .

   Рекомендації: провести роботу з очищення балки від стихійних сміттєзвалищ;

організувати місця для відпочинку для зменшення навантаження на схили;

провести насадження рослин у місцях зростання балки;

очистити джерело на дні балки;

 продовжити вивчення природного комплексу.

Перелік використаних джерел

1. Білявський Г. Основи екології: Підручник для студентів вищих навчальних закладів/ Георгій Білявський, Ростислав Фурдуй, Ігор Костіков. - К.: Либідь, 2004. – 406 с.
2. Геренчук К.І. Польові географічні дослідження / К.І. Геренчук, Е.М. Раковська, О.Г. Топчієв. – К.: Вища школа, 1975. – 246 с
3. Назаренко І.І. Ґрунтознавство: Підручник / І.І. Назаренко, С.М. Польчина, В.А. Нікорич. – Чернівці, 2008. – 400 С.
4. Черваньов І.Г., Багров М.В., Боков В.О. Землезнавство. Підручник для університетів. – К.: Либідь, 1998. – 305 с.
5. Царенко О. Основи екології та економіка природокористування: Навч. посібн. для студ. вузів/ Олександр Царенко, Олександр Нєсвєтов, Микола Кадацький,. - 2-е вид., стереотипне. - Суми: Університетська книга, 2004. - 399 с.
6. https://dspace.uzhnu.edu.ua/jspui/bitstream/lib/8921/1/%D0%A1%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BA%20%D0%9C.%D0%A0.%20%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%20%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B8%D1%85%20%D0%B4%D0%BE%D1%81%D0%BB%D1%96%D0%B4%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D1%8C%2C%202016.pdf
7. http://www.geo.univ.kiev.ua/images/doc_file/navch_lit/Kaniv_book.pdf
8. http://www.tsatu.edu.ua/rosl/wp-content/uploads/sites/20/lekcija-13.erozija-gruntu-ta-zahody-zahystu-silskohospodarskyh-uhid-vid-neyi.pdf

Додатки

Польові дослідження

Сучасні ерозійні процеси

Схил південної експозиції. Джерело

Осипи грунту та вимоїни у місцях антропогенного навантаження