1.1. Понятие и сущность эрозии почв
Термин «эрозия» происходит от латинского слова erosio – разъединение, разрушение. Понятие «эрозия почвы» часто используют в широком смысле как разрушение и снос верхнего слоя почвы, независимо от того, какими силами они вызваны. В узком смысле «эрозия» – это смыв и размыв почвы поверхностным стоком временных водных потоков. В этом смысле понятие «эрозия почвы» и будет употребляться дальше.
Сущность эрозии почв. Эрозия происходит вследствие размыва потоками поверхности почв, перевода смещенных частиц во взвешенное состояние и переноса их на другие участки. В местах, где скорость потока снижается, минеральные частицы оседают, образуя переотложенные пролювиальные и делювиальные наносы и намытые почвы [Григоров с соавт., 1993].
Явление смыва связано с отрывом от поверхностного слоя отдельных частиц и целых агрегатов (рис. 1). Механизм смыва почв можно представить как взаимодействие эродирующей силы потока F>эр, действующего на частицу, с силой сцепления частицы с почвой F>сц. Эродирующая сила потока, действующая на частицу, зависит от скорости потока V, толщины слоя воды h и отношения массы частицы m к площади ее поперечного сечения S:
F>эр = f (F>сц, V, h, m/S). (1)
Сила F>эр возрастает с увеличением V и h и уменьшением m/S.
Сила сцепления почвенной частицы F>сц, в свою очередь, зависит от плотности частицы р и прочности ее связи с другими частицами F>св, на которую влияет содержание в почве коллоидов и многие другие факторы:
В распространенных уравнениях для размывающей силы потока толщина слоя воды обычно не указывается. Однако очевидно, что сила бокового давления на частицу в приземном слое воды при одной и той же скорости будет возрастать по мере увеличения движущейся массы воды.
Эрозия происходит тогда, когда F>эр становится больше F>сц. Скорость водного потока, при которой начинается отрыв твердых частиц от поверхности почвы, называется критической скоростью потока