Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ЭРОЗИОННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА БАССЕЙНОВОЙ ОСНОВЕ'

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ЭРОЗИОННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА БАССЕЙНОВОЙ ОСНОВЕ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
бассейн реки / агроландшафт / потери стока / модель / вероятность / концепция / river basin / agricultural landscape / runoff losses / model / probability / concept

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — В А. Белолипский

Цель статьи — разработка системы организационных мероприятий по охране склоновых земель бассейна р. Айдар с минимизацией эрозионно-гидрологических процессов почв на бассейновой основе. По показателям средне-максимальных потерь стока дана оценка интенсивности эрозионно-гидрологических ситуаций по бассейновому принципу на двух иерархических уровнях: бассейн реки → система балочных водосборов. Построены картосхемы эрозионного индекса (Еi) на разных уровнях вероятности. Исследовано влияние соотношения прогнозных (допустимых) и фактических характеристик сочетаний компонентов агроландшафта (пашня, склоны более 1°, поперечные лесополосы) на фоне содержания гумуса 3,5—5,5 % на расход стока. Разработан комплекс противоэрозионных мероприятий с учетом эрозионных индексов в бассейне малой реки и противоэрозионные мероприятия в системе балочных водосборов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — В А. Белолипский

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH OF PROBABILISTIC EROSION-HYDROLOGICAL PROCESSES ON A BASIN BASIS

The article aims to develop a system of organizational measures for the protection of soils on the sloping lands of the Aidar River basin with minimization of erosion-hydrological processes of soils on a basin basis. According to the indicators of average-maximum runoff losses, an assessment of the intensity of erosion-hydrological situations was made according to the basin principle at 2 hierarchical levels — a river basin → the system of beam catchments, the maps of the erosion index (Ei) were constructed at different probability levels. The influence of the ratio of forecast (permissible) and actual characteristics of combinations of components of the agricultural landscape (arable land, slopes over 1°, transverse forest belts) against the background of humus content of 3.5—5.5 % on the flow rate is investigated. A complex of anti-erosion measures has been developed taking into account erosion indices: ecological organization (ratio of components of the agricultural landscape: arable land, forest belts, forage lands) in the basin of a small river; anti-erosion measures in the system of beam catchments.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ЭРОЗИОННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА БАССЕЙНОВОЙ ОСНОВЕ»

УДК 631.459.2:631.111.2

DOI: 10.24412/1728-323X-2024-4-56-63

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ЭРОЗИОННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА БАССЕЙНОВОЙ ОСНОВЕ

В. А. Белолипский, доктор сельскохозяйственных наук,

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2177-8615, belolipskiy-42@mail.ru, г. Луганск, Россия

Аннотация. Цель статьи — разработка системы организационных мероприятий по охране склоновых земель бассейна р. Айдар с минимизацией эрозионно-гидрологических процессов почв на бассейновой основе. По показателям средне-максимальных потерь стока дана оценка интенсивности эрозионно-гидрологических ситуаций по бассейновому принципу на двух иерархических уровнях: бассейн реки — система балочных водосборов. Построены картосхемы эрозионного индекса (Е() на разных уровнях вероятности. Исследовано влияние соотношения прогнозных (допустимых) и фактических характеристик сочетаний компонентов агроландшафта (пашня, склоны более 1°, поперечные лесополосы) на фоне содержания гумуса 3,5—5,5 % на расход стока. Разработан комплекс противоэрозионных мероприятий с учетом эрозионных индексов в бассейне малой реки и противоэрозионные мероприятия в системе балочных водосборов.

Abstract. The article aims to develop a system of organizational measures for the protection of soils on the sloping lands of the Aidar River basin with minimization of erosion-hydrological processes of soils on a basin basis. According to the indicators of average-maximum runoff losses, an assessment of the intensity of erosion-hydrological situations was made according to the basin principle at 2 hierarchical levels — a river basin — the system of beam catchments, the maps of the erosion index (E() were constructed at different probability levels. The influence of the ratio of forecast (permissible) and actual characteristics of combinations of components of the agricultural landscape (arable land, slopes over 1°, transverse forest belts) against the background of humus content of 3.5—5.5 % on the flow rate is investigated. A complex of anti-erosion measures has been developed taking into account erosion indices: ecological organization (ratio of components of the agricultural landscape: arable land, forest belts, forage lands) in the basin of a small river; anti-erosion measures in the system of beam catchments.

Ключевые слова: бассейн реки, агроландшафт, потери стока, модель, вероятность, концепция.

Keywords: river basin, agricultural landscape, runoff losses, model, probability, concept.

Введение

Проблеме минимизации эрозии и максимального использования природного ресурса почв степных агроландшафтов уделяли внимание многие ученые, которые пытались решить ее на разных уровнях проведения исследований:

1. Исключительно используя материалы из особенностей развития эрозионных процессов на элементарных водосборах, через технологический блок обработки почвы под сельскохозяйственными культурами [1].

2. Разрабатывая различные варианты почвозащитных систем земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории для балочных водосборов на уровне зоны или провинции [2].

3. Разработкой концепции адаптивного земледелия в структурно-функциональной иерархии агроландшафта [3].

4. Формированием эрозионно и экологически устойчивых агроландшафтов на основе эрозионно-гидрологического анализа бассейновых систем [4—7].

5. В эрозионно-гидрологическом аспекте проблема решается комплексно и предполагает изучение влияния на эрозию почв их естественного потенциала [8].

Результаты выполнения целенаправленного анализа (SWOT) и анализа пробелов (ОАР — ана-

лиз проблем) научных исследований и программ в рамках проекта ПРООН/ГЭФ «Интеграция положений конвенций РИО в национальную политику» свидетельствуют о ряде нерешенных проблем по формированию экологически устойчивой структуры агроландшафтов [9] и почвоводоох-ранных систем для достижения эрозионно безопасных водосборных территорий в бассейнах малых рек [8, 6].

Рациональное решение этого вопроса возможно лишь путем применения системы противоэрозионных мероприятий на основе принципов формирования агроландшафтов, которые были разработаны в течение 1980—2000 гг. Украинским институтом охраны почв Национальной академии аграрных наук (г. Луганск) и в 2011—2015 гг. ННЦ «Институт почвоведения и агрохимии имени А. Н. Соколовского» (г. Харьков).

Запроектированные институтом Укрземпроект (Луганская область) зональные модели такой организации территории землепользования на практике показали высокую почвозащитную эффективность, положительное влияние на экологическое состояние агроландшафтов, в т. ч. их эрозионно-гидрологическую составляющую, сохранение биоразнообразия и повышение продуктивности агроэкосистем [4].

Но новые современные земельные отношения и децентрализация управления земельными ресурсами определили актуальность вопроса адаптации агроэкосистем к циклическим изменениям климата, сохранения природного потенциала почв и водных ресурсов, усовершенствования количественной оценки эрозионно-гидрологичес-ких ситуаций в агроландшафтах [9] и устранения проблем.

Такой подход возможно реализовывать только с учетом комплекса природных и антропогенных факторов (геоморфологическая типизация территории, особенности рельефа, почвенного покрова и ведения сельскохозяйственной деятельности) в системе «бассейн реки — система балочных водосборов», площадь которых в степных агроландшафтах ЛНР составляет около 80—90 % от общей территории сельскохозяйственных угодий.

Различные аспекты бассейнового природопользования и смыва почвы рассмотрены в работах российских исследователей — В. А. Трифоновой [10], А. Г. Нарожной [11], Ф. М. Ли-сецкого [12] и зарубежных — W. H. Wischmeier, D. D. Smith [13], Van der Knijft J. M. [14].

В ЛНР на региональном уровне и в пределах бассейновых структур с целью практического обустройства малых рек проведены исследования природного потенциала почв бассейна р. Айдар [15], а также разработаны картосхемы вероятностных эрозионно-гидрологических характеристик расхода стока Qmax [8].

В агро ландшафтном аспекте проблема защиты почв от эрозии решается комплексно и предусматривает формирование экологической организации земледельческого блока и почвоводоох-ранной структуры севооборотов (С. Ю. Булыгин, В. А. Белолипский [4]), изучение влияния на эрозию почв климатического потенциала (А. Г. Та-рарико, В. А. Греков, и др. [5]).

Несмотря на значительные успехи в исследованиях механизма эрозионно-гидрологических процессов и их прогнозирования, количественная оценка в практике землеустроительных работ проводится с учетом сочетания (длины и крутизны склонов) на ограниченной ч асти водосбора с дифференциацией на агротехнологические группы.

Попытка решить эту задачу более надежным способом проведена посредством использования индекса эрозионной опасности земель, как соотношения между прогнозной и размывающей скоростями водных потоков [16, 17]. Такой подход также не приводит к точным характеристикам эрозионного процесса, поскольку базируется на нормативных показателях коэффициента безопасности агрофона и эрозионных свойствах почв,

которые рассматриваются на ограниченных участках водосборов.

При этом влияние технологических приемов на формирование микрорельефа и почвенные свойства, в отличие от других факторов, выражается в том, что способствует большей дифференциации наземной поверхности. А чем интенсивнее рельеф перераспределяет влагу, тем более дифференцирован почвенный покров. Это и определяет актуальность решения проблемы по изучению эрозионно-гидрологических показателей в бассейновых системах.

Решение проблемы. Анализ выше приведенных результатов исследований показал, что для систематизации применения бассейновой концепции природопользования с акцентом на пространственную оценку эрозионно-гидрологичес-ких процессов и их минимизацию в степной зоне ЛНР целесообразной является проработка следующих вопросов [6. С. 44]:

1) формирование базы данных для оценки эрозионно-гидрологических процессов в бассейнах малых рек в степной зоне;

2) вероятностные характеристики максимальных расходов стока, как в целом по бассейну малых рек, так и по системе балочных водосборов, приуроченных к гидропостам многолетних наблюдений;

3) геоморфологическая типизация агроланд-шафтов бассейна с учетом пространственно-временной динамики содержания гумуса;

4) системное взаимодействие фактических и допустимых уровней показателей факторов развития эрозионно-гидрологических процессов на различных иерархических уровнях бассейна.

Цель исследования — минимизация эрозион-но-гидрологических процессов почв на бассейновой основе.

Объект исследования — бассейновая концепция природопользования.

Местом обобщения наработок по данному вопросу является бассейн р. Айдар на территории Троицкого, Новопсковского, Белокуракинского, Марковского, Старобельского и Новоайдарского районов ЛНР (рис. 1).

Задачи исследования:

— сформировать базу данных по факторам проявления эрозионно-гидрологических процессов в системе балочных водосборов;

— определить вероятность показателей средне-максимального расхода стока по гидропостам р. Айдар;

— разработать картосхему вероятности проявления эрозионно-гидрологических процессов по характеру проявления стоковых показателей бассейна малых рек;

1 — Гидропост Белолуцк

п

У

Белокуракинский "V. f

, Марковский

I '-2 — Гидропост Ку ' ■ ' 3 — Гидропост Старобельск

Старобельский

3 — Гидропост Бахмутовка Новоайдарский \ .Л-.^

Гидропост р. Айдар и притоки

♦Точка -Линия

Точки наблюдений

: Пределы водосборов гидропостов

[___Полигон

Районы

Полигон

Рис. 1. Объект исследований (бассейн р. Айдар)

— определить эрозионные индексы на основе вероятностных показателей средне-максимальных эрозионных характеристик на балочных водосборах.

Методика. Методологической основой разработки являются пространственно-временной анализ факторов влияния на эрозионно-гидрологические процессы на основе бассейновой концепции в системе бассейн малой реки ^ балочный водосбор, математическое моделирование и оцифровка полученных моделей средствами ГИС-технологий в виде ТШ-поверхностей.

Показатели расхода ливневых дождей при современной хозяйственной деятельности характеризуются максимальными дождевыми паводками малых рек и количественно оцениваются моделями средне-максимальных расходов стока реки (бтах) различной вероятности превышения.

Результаты исследования и их обсуждение

1. База данных по факторам проявления эрози-онно-гидрологических процессов в системе: бассейн реки ^ система балочных водосборов.

База данных по факторам проявления эрози-онно-гидрологических процессов сформирована по показателям средне-максимальных расходов стока в бассейне р. Айдар по гидропостам (Белолуцк, Курячовка, Старобельск, Бахмутовка) с использованием:

1) группировки земель по содержанию гумуса (до 3, 3—4, 4—5 и более 5 %);

2) геоморфологической группировки земель по крутизне (плато, склоны, балки; первая припойменная терраса, пойма; склоны до 3 и более 3°);

3) состава основных сельскохозяйственных угодий (пашня — кормовые угодья — лесополосы), при этом определены площади полезащитных и прибалочных лесополос, коэффициент их защитного д ействия в ключевых точках наблюдений, ключевым точкам положено склоновое экспозиционное соответствие;

4) архивных материалов водного кадастра по территории аридной зоны Украины — степной регион (р. Айдар) [18, 19].

2. Кривые обеспеченности средне-максимальных расходов стока — Qmax (вероятность превышения). Оценка эрозионных процессов проведена по эмпирическим показателям четырех кривых распределения максимальных расходов р. Айдар на гидропостах: Старобельский, Белолуцкий (статистическая выборка 51—52); Курячовка, Бахмутовка (соответственно 11—26) и теоретическим (аналитическим) кривым распределения Пирсона III типа (рис. 2) путем подбора отношения Cs/Cv > 2 расчетами трех параметров:

1. Распределение среднего арифметического значения типов ряда Q;

2. Коэффициент вариации С„;

3. Коэффициент асимметрии Q.

Для вычисления параметров кривых обеспеченности Qmax проанализированы ряды наблюдений (1949—2010 гг.) в интервале: Белолуцк — 1949—2010 гг., Старобельск — 1950—2010 гг., Бахмутовка — 1960—2010 гг., Курячовка — 1958—1968 гг.

Полученная информация (рис. 2) свидетельствует, что использование бассейнового метода анализа позволило дифференцировать распределение по гидропостам бассейна р. Айдар. Так, показатели кривых распределения вероятности, которые превышают 50 % Qmax на водосборах гидропостов Белолуцк и Курячовка (соответственно 8 и 5 м3/с) были в 2,25 и 3,60 раза меньше, чем на гидропостах Старобельск и Бахмутовка — с равным расходом стока — 18 м3/с. Этот расход стока характеризуется повторяемостью один раз в два года.

В экстремальных условиях показатели максимального расхода стока 10 %-ного уровня вероятности Qmax увеличивались в 1,94—2,20 и 1,77—1,99 раз соответственно по Старобельскому и Бахмутовскому гидропостам. Сток, превышающий 10 и 5 %-ную обеспеченность, характеризуется повторяемостью один раз за десять и пятьдесят лет. Эти показатели свидетельствуют, что бассейновый метод анализа позволяет получить более точную информацию [7].

80 70 60 50 40 30 20 10 0

—6,289Ьп(х) + 31,92 (1 Белолудк Д2 = 0,9933

— 13,026Ьп(х) + 66,619 Д2 = 0,9933

(2) Старобельск-

—10,676Ьп(х) + 58,798 я».

\ (Л Бахмутовка

Д2 = 0,9933 ^

23,896 @ Курячовка

Вероятность Р, %

а)

а ей

к

р

100

90

100 70 60 50 40 30 20 10 0

У = —6,6143Ьп(х) + 33,411 (1 Белолудк Д2 = 0,9571 . У = -13,94Ьп(х) + 70,586 г Д = 0 988 ^ Старобельск, У = -11,844Ьп(х) + 63,74 /я. \ ■ ' (3) Бахмутовка ■ Д2 = 0,9841 ^ У = —6,1693Ьп(х) + 23,284 ф Курячовка ' Д2 = 0,9726 ^

10

Вероятность Р, % б)

10

Рис. 2. Максимальные расходы стока по гидропостам р. Айдар

Дифферендированный анализ расчетных количественных показателей увеличения бтах (рис. 2) в многоводные годы на 1 %-й вероятности по угловому коэффидиенту в графиках связи составил 13,03 (гидропост Старобельск) и 10,7 (гидропост Бахмутовка) против 6,28—5,12 (водосборы Белолудкого и Курячевского гидропостов).

Показатели расхода стока различной вероятности превышения по гидропостам р. Айдар представлены в таблиде 1.

Дифферендированная оденка показателей потерь стока по гидропостам бассейна реки обуславливает необходимость разработки различных систем минимизадии эрозионных продессов на основе пространственных характеристик эрози-онно-гидрологических ситуадий.

3. Оценка эрозионно-гидрологических ситуаций в агроландшафтах

В основу оденки эрозионно-гидрологических ситуадий были положены картосхемы средне-максимального расхода стока (бтах) в бассейне р. Айдар. Для разработки проведен расчет мате-матико-статистической модели 0тах, как функ-дии различной вероятности проявления (по теоретической кривой обеспеченности) в зависимости от факторов, влияющих на проявления

расхода стока в различных условиях водосборов гидропостов: Белолудк, Курячовка, Старобельск, Бахмутовка.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для вычисления параметров кривых обеспеченности Qmax проанализированы ряды наблюдений (1949—2010 гг.) и сформирована база данных факторов, влияющих на эрозионно-гидрологи-ческие продессы, по показателям:

— площадь водосборов;

— группировка земель по геоморфологии и крутизне (плато, склоны до 1° и более 1°, овраж-но-балочная сеть, первая припойменная терраса, пойма); содержание гумуса (до 3, 3—4, 4—5 и больше 5 %);

— состав основных сельскохозяйственных угодий: пашня, кормовые угодья, лесополосы (полезащитные и прибалочные с дифферендиа-дией их расположения относительно линий стока — поперечные и продольные);

— расходы стока разной степени обеспеченности (1, 5, 10, 25, 50, 75 %) по гидропостам;

— данные ливневых осадков по гидропостам, мм: полноводный год — 63,7—93,5; средний — 60,0—89,2; маловодный год — 49,1—68,2.

Согласно базе данных, по алгоритму, используемому для разработки модели средне-максимальных расходов стока по бассейну р. Айдар,

Вероятностные показатели расхода стока по гидропостам

Таблица 1

Гидропост бассейна р. Айдар Вероятность, %

<10 20-30 40-50 >50

Белолудк >17,44 13,10—10,53 8,50—7,32 <7,32

Старобельск >38,48 28,82—23,17 19,16—16,05 <16,05

Курячовка >12,10 8,55—6,47 5,00—3,86 <3,86

Бахмутовка >32,22 26,82—22,49 19,42—17,03 <17,03

а

с» 90

У

У

А

Рис. 3. Картосхемы средне-максимального расхода стока в системе балочных водосборов (м3/с) по гидропостам в бассейне

р. Айдар:

А — 1 %-й обеспеченности; Б — 5 %-й обеспеченности; В — 10 %-й обеспеченности

определены уравнения расходов стока (у) различной обеспеченности (1, 5, 10, 25, 50, 75 %) с позиционированием расчетов по ключевым точкам с конкретным набором показателей факторов воздействия на эрозионно-гидрологические процессы (табл. 2).

По модели коэффициент множественной корреляции (К) составляет 0,904, относительная ошибка модели (Е) 2,17, что свидетельствует о высокой достоверности. Ведущими факторами влияния на модель являются: • пашня, % (63,71 %);

• ливневые осадки, мм (20,81 %);

• склоны >1°, % (6,20%);

• содержание гумуса, % (4,8 %);

• площадь водосборов, км2 (2,97 %). Согласно вероятностным моделям проведены

расчеты расхода стока различной обеспеченности по ключевым точкам бассейна р. Айдар (170 шт.) и полученные данные оцифрованы средствами программного комплекса Mapinfo 9.5.1 в виде TIN поверхностей и изолиний (рис. 3).

Пространственный анализ бассейнового распределения 0max, который превышает 10 %-й

Таблица 2

Характеристика модели средне-максимальных расходов стока различной вероятности в системе балочных водосборов по гидропостам в бассейне р. Айдар

Эрозионно-гидрологические факторы Уравнение расхода стока Влияние на модель, % Характеристика модели

E, % R

Площадь водосборов р, км2 Ливневые осадки Х, мм Пашня /п, % Склоны >1° ¿скл, % Содержание гумуса Н^, % Овражно-балочная сеть ¿бал, % Первая терраса реки до 1° 5тер, % Лесополосы поперечные, рлс, % Плато-склоны до 1° ¿пл, % п = а*, р0,248 . Х1,74 . /-5,333 _ ¿0,519 . н пшах А р Х ]п ¿скл г у = 32,05F°,248 у = 0,0108Х1,742 у = 3E-09 f5'333 у = 2,0575 S^19 у = 22,461 H^402 у = 14,475 5бал°87 „ „-0,009 у = 9,7603 5тер у = 7,791 F^22 с-0,008 у = 7,707 S^ r-0,402 _ S-0,087 _ S-0,009 . ^0,022 гум ¿бал ¿тер ^лс 2,97 20,81 63,71 6,20 4,80 1,04 0,11 0,26 0,10 ¿-0,008 ,п ' ¿пл . (1) 2,170 0,904

Примечание. * — коэффициент перевода на заданную вероятность расхода стока: А1 = 4,99-Ю11; А5 = 5,41-КГ12; А10 = 8,79 • 10-13.

уровень обеспеченности, показал следующее. Минимальные показатели 0тах наблюдаются на водосборах в пределах Курячовского и Белолуц-кого гидропостов — соответственно 15—30 м3/с и 10—25 м3/с (верхняя часть бассейна) с последующим увеличением значений до 15—40 м3/с и 25—45 м3/с соответственно в системах балочных водосборов Старобельского и Бахмутовского гидропостов (средняя и нижняя части бассейна) (табл. 3).

По характеристикам 0тах аномального проявления (1%-й обеспеченности) выявленная выше закономерность сохраняется, а величины бтах увеличиваются с 20—45 м3/с и 30—55 м3/с (водосборы Курячовского и Белолуцкого гидропостов) до 35—60 м3/с и 50—70 м3/с (соответственно водосборы Старобельского и Бахмутовского гидропостов). Это определяет необходимость разработки дифференцированных систем почвоводоохранных мероприятий с учетом уровня эрозионно-гидрологической опасности земель водосборов.

4. Определение эрозионных индексов на основе вероятностных показателей средне-максимальных эрозионных характеристик в системе балочных водосборов бассейна р. Айдар.

В исследованиях в качестве интегрального показателя опасности земель использован эрозионный индекс (_£}), как отношение 0тах заданной вероятности превышения расхода стока к среднему значению статистического ряда наблюдений 0тах 50 %-й вероятности:

Е = О1.. .75 !

О

50 %

(2)

Таблица 3 Распределение Отах (м3/с) по системе балочных водосборов гидропостов бассейна р. Айдар

Отах различной вероятности Гидропосты

Белолуцк Куря-човка Старо-бельск Бахму-товка

0тах1 0тах5 °тах10 0тах25 0тах50 30—55 20—35 15—30 10—20 5—15 20—45 15—30 10—25 5—15 < 10 35—60 20—40 15—40 15—25 5—20 50—70 40—50 25—45 20—30 15—25

Таблица 4

Диагностическая оценка эрозионно-гидрологической опасности земель балочных водосборов

Уровень вероятности, % Эрозионный индекс Е Уровень эрозион-но-гидрологичес-кой опасности Площадь распространения Е от бассейна, %

1 7,0—10,0 Очень высокий 63,5—69,8

5 5,0—7,0 Высокий

10 3,0—5,0 Сильно опасный 56—63,0

25 2,0—3,0 Средне опасный

50 1,0 Слабо опасный 53,8

75 0,5—1,0 Безопасный 33,0

где 01. 75 % — расходы стока заданной вероятности сняты с картосхем средне-максимального расхода стока в системе балочных водосборов (м3/с) по гидропостам в бассейне р. Айдар (рис. 2, 3). По результатам определения эрозионного индекса в Мар1иВэ построены их картосхемы 1—75 %-й вероятности, обобщение которых представлено в таблице 4.

Оценка эрозионно-гидрологической опасности земель территории балочных водосборов бассейна р. Айдар показывает, что по диагностической шкале Е1 (табл. 4) она распределяется по семи градациям (от 0,5 до 10). При этом вероятностный уровень степени опасности, складывающийся в агроландшафтах при определенных природных условиях, на площади 56—69 % в бассейне реки требует проведения противоэрозионных мероприятий с различным сочетанием компонентов агроландшафта.

В этой ситуации пределы изменения противоэрозионных мер рекомендуется проводить в

местах перехода эрозионной опасности через уровень Е/, равный значению 1,5 единицы. Эрозион-но-гидрологическая опасность в пределах безопасного и слабо опасного уровня предотвращается почвозащитными свойствами основных севооборотов. В пределах среднего, сильного и других уровней эрозионно-гидрологической опасности территорий почвозащита регулируется по коэффициентам отношения фактических и прогнозных показателей расхода стока уменьшением площадей пашни, созданием поперечных лесополос, применением агроприемов сохранения и накопления гумуса и влаги на бассейновой основе землепользования в разные периоды вегетации сельскохозяйственных культур.

Исследования влияния содержания гумуса в интервале 3,5—5,5 % по группам площадей пашни 40—60 % показало постоянное снижение 0тах в пределах 8—9 %. Поэтому детализацию минимизации эрозионно-гидрологического процесса необходимо рассматривать при разработке комплекса противоэрозионных мероприятий в земледельческом блоке АЛ по группам эродированных почв [7].

В обобщенном виде комплекс противоэрозионных мероприятий на бассейновой основе направлен:

1. в бассейне реки в целом — на оптимизацию соотношения компонентов агроландшафта (пашня, кормовые угодья, лесополосы);

2. на уровне системы балочных водосборов — на дифференциацию распаханности на вероятностной основе расхода стока;

3. на уровне отдельных балочных водосборов — на выявление необходимости оптимизации структуры посевных площадей и применения противо-эрозионных агромероприятий.

Заключение

1. Пространственную оценку эрозионно-гид-рологических процессов и их минимизацию в зо-

не степи северной ЛНР целесообразно проводить на бассейновой основе малых рек по вероятностной зависимости:

Отах = Л^248 -*1,742 - X

х ^-0,402 . „-0,087 . „-0,009 . р-0,022 . „-0,008 хгум „бал „тер глс „пл .

2. Для минимизации эрозионно-гидрологичес-ких процессов почв на бассейновой основе сформирована база данных по факторам их проявления, дана характеристика модели средне-максимальных расходов стока и построены картосхемы эрозионного индекса Е I на разных уровнях вероятности (1, 5, 10, 25, 50, 75 %) по системам балочных водосборов р. Айдар.

Библиографический список

1. Швебс Г. И., Лисецкий Ф. М. Проектирование контурно-мелиоративной системы почвозащитного земледелия // Земледелие. — 1989. — № 2. — C. 55—59.

2. Куценко М. В., Тимченко Д. О. Про створення та шформацшне забезпечення системи охорони 'рунтш вщ ерозИ в Укра'ш. Агрохшя та 'рунтознавство. Вип. 75. — Харюв: ННЦ «1ГА 1м. О. Н. Соколовського», 2011. — С. 116—120.

3. Булигш С. Ю. Формування еколопчно сталих агроландшафив. — Киев: Урожай, 2005. — 298 с.

4. Почвоводоохранная оптимизация агроландшафтов: монография / С. Ю. Булыгин, В. А. Белолипский // монография. — Киев: Аграрна наука, 2012. — 352 с.

5. Тараржо О. Г., Греков В. О., Панасенко В. М. Охорона та вщновлення деградованих 'рунив вщповщно проекту 'рунтово' директиви Евросоюзу // BicH. аграр. науки. — 2011. — № 5. — С. 9—13.

6. Белолшський В. О. Система оргатзацшних заходш з охорони 'рулив на схилових землях Швтчного Степу Укра'ни на басейнових принципах: наук-метод. пошб. / В. О. Белолшський, С. А. Балюк, М. М. Полулях; за наук. ред. д-ра с-г. наук В. О. Белолшського. — Харюв: Д1СА ПЛЮС, 2021. — 212 с.

7. Белолшський В. О., Полулях М. М. Принципи застосування басейново' концепцЦ природокористування для 'рунто-водоохоронного облаштування агроландшафив (методичний поибник) / за наук. ред. доктора с.-г. наук В. О. Белолшського. — Харюв, 2020. — 58 с.

8. Оцшка штенсивноси ерозшно-гвдролопчних ситуацш за басейновим принципом (методичт рекомендацiï та анатз) / В. О. Белолшський, С. А. Балюк, М. М. Полулях, Д. О. Т1мченко; за наук. ред. доктора с.-г. наук В. О. Белолшського. — Харюв, 2017. — 72 с.

9. Тараржо О. Г., 1зюмова О. Г. Досягнення нейтрального р1вня деградацИ 'рунив у ерозшно небезпечних агроланд-шафтах Укра'ни // Агроекологiчний журнал. — 2017. — № 2. — С. 117—126.

10. Трифонова Т. А. Развитие бассейнового подхода в почвенных и экологических исследованиях // Почвоведение. — 2005. — № 9. — С. 32—39.

11. Лисецкий Ф. Н., Польшина М. А., Нарожняя А. Г., Кузьменко Я. В. Решение почвоводоохранных и экологических задач при внедрении ландшафтных систем земледелия // Проблемы региональной экологии. — 2007. — № 6. — С. 72—79.

12. Нарожняя А. Г. Кузьменко Я. В. Бассейновое природопользование при охране окружающей среды // Проблемы региональной экологии. — 2012. — № 2. — С. 12—15.

13. Wischmeier W. H., Smith D. D. Predicting Rainfall Erosion Losses // Agriculture Handbook. — 1978. — N. 537. — Washington, U. S. Departament of Agriculture. — 58 p.

14. Van der Knijft J. M., Jones R. J. A., Montanarella L. Soil erosion risk assessment in Europe // European Soil Bureau. — 2000. — V. 34. — P. 8.

15. Белолшський В. О. iмовiрнiсна природа вмгсту гумусу та оцшка його неоднорщноси у картуванш 'рунтш на басей-новш основi / В. О. Белолшський, Т. М., Лактюнова, М. М. Полулях // Агрохiмiя i 'рунтознавство. Мiжвiд. тем. наук. зб. — Харюв: ННЦ «1ГА iм. О. Н. Соколовського», 2017. — Вип. 86. — С. 24—34.

16. Куценко М. В. Геосистемт основи регулювання ерозшно акумулятивних процешв: геоморфосистемний аспект: мо-нографiя [Текст]. — Харюв: КП «Мгська друкарня», 2012. — 320 с.

17. Куценко М. В., тамченко Д. О. Теоретичт основи оргашзаци' системи охорони Куценко М. В., тамченко Д. О. Теоретичт основи оргашзаци системи охорони 'рунив вщ ерози в Укрш'ш: Монографiя. — Харюв: «Смугаста типог-рафiя», 2016. — 240 с.

18. Державний водний кадастр. Розди 1. Поверхневi води. Серiя 3. Багаторiчнi дат про режим та ресурси поверхневих вод сут (за 1981—2000 рр. та весь перюд спостережень). Част. 1. Рiчки i канали. Випуск 3. Басейни Оверського Дшця, рiчок Приазов'я та Криму / вщповщальний за випуск О. О. Косовець. Державна гщрометеоролопчна служба Укра'ни. Центральна геофiзична обсерваторiя. — Ки'в, 2009. — 447 с.

19. Державний водний кадастр. Розди 1. Поверхнев1 води. Сер1я 3. Багатор1чш дат про режим та ресурси поверхневих вод сут (за 2001—2010 рр. та весь перюд спостережень). Част. 1. Р1чки 1 канали. Випуск 3. Басейни Оверського Дшця, р1чок Приазов'я та Криму / вщповщальний за випуск О. О. Косовець // Державна гщрометеоролопчна служба Укра'ши. Центральна геоф1зична обсерватор1я. — Кш'в. — 2012. — 289 с.

RESEARCH OF PROBABILISTIC EROSION-HYDROLOGICAL PROCESSES ON A BASIN BASIS

V. A. Belolipskiy, Ph. D. (Agricultural Sciences), Dr. Habil., ORQD: https://orcid.org/0000-0003-2177-8615, belolipskiy-42@mail.ru, Lugansk, Russia

References

1. Shvebs G. I., Lisetskiy F. M. Proektirovanie konturno-meliorativnoj sistemy pochvozashitnogo zemledeliya [Design of contour-reclamation system of soil protection agriculture]. Zemledelie. No. 2. 1989. P. 55—59 [in Russian].

2. Kutsenko M. V., Timchenko D. O. Pro stvorennya ta informacijne zabezpechennya sistemi ohoroni gruntiv vid eroziyi v Ukrayini. [On the creation and information support of the soil protection system against erosion in Ukraine]. Agrohimiya ta gruntoznavstvo. 2011. Vol. 75. Kharkov, NNC "IGA im. O. N. Sokolovs'kogo". P. 116—120 [in Ukrainian].

3. Buligin S. Yu. Formuvannya ekologichno stalih agrolandshaftiv. [Formation of environmentally sustainable agricultural landscapes.] Kiev, Urozhaj. 2005. 298 p. [in Ukrainian].

4. Bulygin Yu., Belolipskij V. A. Pochvovodoohrannaya optimizaciya agrolandshaftov: monografiya. [Soil protection optimization of agricultural landscapes: monograph]. Kiev, Agrarna nauka. 2012. 352 p. [in Ukrainian].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Tarariko O. G., Grekov V. O., Panasenko V. M. Ohorona ta vidnovlennya degradovanih gruntiv vidpovidno proektu grun-tovoyi direktivi Yevrosoyuzu. [Protection and restoration of degraded soils in accordance with the draft soil directive of the European Union]. Visn. agrar. nauki. 2011. No. 5. P. 9—13 [in Ukrainian].

6. Belolipskiy V. O., Balyuk S. A., Polulyakh M. M. Sistema organizacijnih zahodiv z ohoroni gruntiv na shilovih zemlyah Pivnichnogo Stepu Ukrayini na basejnovih principah: nauk-metod. posib. [System of organizational measures for soil protection on the slope lands of the northern steppe of Ukraine based on basin principles: Nauk-method. help]. Kharkov, DISA PLYuS. 2021. 212 p. [in Ukrainian].

7. Belolipskiy V. O., Polulyakh M. M. Principi zastosuvannya basejnovoyi koncepciyi prirodokoristuvannya dlya grunto-vo-doohoronnogo oblashtuvannya agrolandshaftiv: nauk-metod. posib. [Principles of applying the basin concept of nature management for soil and water protection arrangement of agricultural landscapes: methodological guide. Kharkov, 2020. 58 p. [in Ukrainian].

8. Belolipskiy V. O., Balyuk S. A., Polulyakh M. M., Timchenko D. O. Ocinka intensivnosti erozijno-gidrologichnih situacij za basejnovim principom (metodichni rekomendaciyi ta analiz) [Assessment of the intensity of erosion and hydrological situations based on the basin principle (methodological recommendations and analysis)]. Kharkov, 2017. 72 p. [in Ukrainian].

9. Tarariko O. G., Izyumova O. G. Dosyagnennya nejtralnogo rivnya degradaciyi gruntiv u erozijno nebezpechnih agroland-shaftah Ukrayini. [Achieving a neutral level of soil degradation in erosion-hazardous agricultural landscapes of Ukraine]. Agroekologichnij zhurnal. No. 2. 2017. P. 117—126 [in Ukrainian].

10. Trifonova T. A. Razvitie bassejnovogo podhoda v pochvennyh i ekologicheskih issledovaniyah. [Development of the basin approach in soil and environmental studies]. Pochvovedenie. No. 9. 2005. P. 32—39 [in Russian].

11. Lisetskiy F. N., Polshina M. A., Narozhnyaya A. G., Kuzmenko Ya. V. Reshenie pochvovodoohrannyh i ekologicheskih za-dach pri vnedrenii landshaftnyh sistem zemledeliya. [Solution of soil and water protection and environmental problems in the implementation of landscape farming systems]. Problemy regionalnoj ekologii. No. 6. 2007. P. 72—79 [in Russian].

12. Narozhnyaya A. G., Kuzmenko Ya. V. Bassejnovoe prirodopolzovanie pri ohrane okruzhayushej sredy. [Basin nature management in environmental protection]. Problemy regionalnoj ekologii. No. 2. 2012. P. 12—15 [in Russian].

13. Wischmeier W. H., Smith D. D. Predicting Rainfall Erosion Losses. Agriculture Handbook. 1978. No. 537. Washington, U. S. Departament of Agriculture. 58 p.

14. Van der Knijft J. M., Jones R. J. A., Montanarella L. Soil erosion risk assessment in Europe. European Soil Bureau. 2000. No. 34. P. 8.

15. Belolipskiy V. O., Laktionova T. M., Polulyakh M. M. Imovirnisna priroda vmistu gumusu ta ocinka jogo neodnoridnosti u kartuvanni gruntiv na basejnovij osnovi. [Probabilistic nature of humus content and assessment of its heterogeneity in basin-based soil mapping]. Agrohimiya i gruntoznavstvo. Mizhvid. tem. nauk. zb. Kharkov, NNC "IGA im. O. N. Sokolovskogo". 2017. Vol. 86. P. 24—34 [in Ukrainian].

16. Kutsenko M. V. Geosistemni osnovi regulyuvannya erozijno akumulyativnih procesiv: geomorfosistemnij aspekt: monografiya. [Geosystemic bases of erosion accumulative processes regulation: geomorphosystemic aspect: monograph]. Kharkov, KP "Miska drukarnya", 2012. 320 p. [in Ukrainian].

17. Kutsenko M. V., Timchenko D. O. Teoretichni osnovi organizaciyi sistemi ohoroni gruntiv vid eroziyi v Ukrayini: Monografiya. [Theoretical foundations of the organization of the soil protection system from erosion in Ukraine: monograph]. Kharkov, Smugasta tipografiya. 2016. 240 p. [in Ukrainian].

18. Derzhavnij vodnij kadastr. Rozdil 1. Poverhnevi vodi. Seriya 3. Bagatorichni dani pro rezhim ta resursi poverhnevih vod sushi (za 1981—2000 rr. ta ves period sposterezhen). Chast. 1. Richki i kanali. Vipusk 3. Basejni Siverskogo Dincya, richok Pria-zov'ya ta Krimu / vidpovidalnij za vipusk Kosovec O. O. Derzhavna gidrometeorologichna sluzhba Ukrayini. Centralna ge-ofizichna observatoriya. 2009. 447 p. [in Ukrainian].

19. Derzhavnij vodnij kadastr. Rozdil 1. Poverhnevi vodi. Seriya 3. Bagatorichni dani pro rezhim ta resursi poverhnevih vod sushi (za 2001—2010 rr. ta ves period sposterezhen). Chast. 1. Richki i kanali. Vipusk 3. Basejni Siverskogo Dincya, richok Pria-zov'ya ta Krimu / vidpovidalnij za vipusk Kosovec O. O. Derzhavna gidrometeorologichna sluzhba Ukrayini. Centralna ge-ofizichna observatoriya. Kyiv. 2012. 289 p. [in Ukrainian].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.