CC BY
36
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Т.В. Овчинникова к.б.н., Т.В. Ашихмина, к.г.н., П.С. Куприенко, д.т.н. профессор, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж
В центрально-черноземном регионе, в который входят Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая, Орловская и Тамбовская области имеются условия для развития процессов водной эрозии и карста, происходят просадка грунтов и образование оползней, отмечается переувлажнение земель. Этому способствуют климатические, геоморфологические, геологические, почвенные и гидрологические условия, а также интенсивная хозяйственная деятельность человека в регионе [8].
Климат здесь умеренно-континентальный. Так абсолютная годовая амплитуда температур воздуха достигает 72-80°, при абс. минимуме --40° и абс. максимуме +44°. Годовая амплитуда среднемесячных температур достигает 30°. Сумма солнечной радиации составляет 85-100 тыс. кал/см2 в год. На северо-западе региона выпадает до 750 мм атмосферных осадков при среднегодовой температуре +4,5°, на юго-востоке их - до 600 мм при среднегодовой температуре +7°. Испарение возрастает с северо-запада (350 мм) на юго-восток (700 мм), а коэффициент увлажнения уменьшается на юго-восток с 1,0 до 0,44. Для региона характерны значительные колебания среднегодовых сумм осадков и температур, а также неравномерное их распределение в течение года [5, 6].
По рельефу центрально-черноземный регион делится на две части. На западе и юго-востоке региона находятся часто и глубоко расчлененные Среднерусская и Калачская возвышенности с водоразделами, залегающими на абсолютных отметках 200-250 м, а на востоке расположена плоская, слабо изрезанная Окско-Донская низменность с абсолютными отметками до 150-180 м. Территория региона расчленена овражно-балочной сетью, густота которой колеблется от 0,5 до 2,0 км/км2 [2, 5].
Основными рельефообразующими породами на Среднерусской возвышенности являются верхнедевонские известняки, мела и мергели, а также аптские пески, прикрытые на водоразделах верхнемеловыми и палеогеновыми песками и глинами. На Калачской возвышенности ими являются мела и мергели, каменноугольные пески и глины. Окско-Донская низменность покрыта ледниковыми суглинками мощностью до 60 м. Вдоль западной границы этой низменности прослеживается полоса песчаных террас Дона и Воронежа, где с поверхности залегают четвертичные древнеаллювиальные пески. Водопроницаемость рельефообразующих пород неодинакова. Наибольшие коэф. фильтрации отмечаются у верхнедевонских известняков (10 - 250 м/сут.), мела и мергелей верхнемеловаго возраста (1 - 40), альбских песков (10-100), четвертичных и палеогеновых песков (2 - 6). Покровные суглинки на севере Среднерусской возвышенности имеют коэффициенты фильтрации от 1 до 2
м/сут., в центральной части - 0,1-1,0, а на юге - 0,1-3,0 м/сут. Ледниковые суглинки на Калачской возвышенности водопроницаемы (коэф. фильтрации 0,12,0 м/сут), а на Окско-Донской низменности практически водонепроницаемы (менее 0,01) [6].
Почвенный покров генетически связан с рельефом и климатом региона. На северо-западе Курской и западе Орловской областей находятся серые лесные почвы, к востоку и юго-востоку, на Среднерусской возвышенности, располагается полоса выщелоченных черноземов. Южнее находятся обыкновенные и мощные черноземы, а на самом юге региона - южные черноземы. Инфильтрационная способность разных типов почв неодинакова: скорость фильтрации серых лесных почв - 0,14, а мощных черноземов - 0,51 м/сут. [5].
Водные ресурсы региона в центрально-черноземном регионе в средние по водности годы составляют 26,4 км3. Большая их часть представляют собой ресурсы местного стока (20,2 км3), 70% их приходится на весенний сток, который имеет значительную величину во всех районах характеризуемой территории. Наибольшее влияние на его формирование оказывают условия накопления снегозапасов и метеорологические условия предшествующего осенне-зимнего периода. Величина коэффициента вариации весеннего поверхностного стока, по данным В.М. Мишона, колеблется от 0,35 в северо-западной части характеризуемого региона до 0,75 - 0,80 в юго-восточных степных районах. В результате сложившейся гидрологической обстановки в центрально-черноземном регионе лишь относительно небольшая часть паводковых вод задерживается на речных водосборах. Большая их часть уходит, вызывая линейную и плоскостную эрозию земель. Грунтовые воды повсеместно приурочены к зоне активного водообмена, которая распространяется до глубины 100 - 150 м. Однако глубина их залегания местами превышает 5 м [6].
Регион отличается интенсивным использованием земельных ресурсов: сельскохозяйственные угодья занимают 80,5%; пашня - 65,0 % территории. Наибольший ущерб земельным ресурсам региона в период до 1980 г. приносили процессы водной эрозии. В результате исследований, проводившихся нами в 1968 - 1972 годах, было установлено, что на Среднерусской и Калачской возвышенностях существует наибольшая эрозионная опасность земель.. Плотность действующих вершин оврагов здесь составляла 2-5 шт/км2; прогнозная 5,1 - 10,0 шт/км2, а густота оврагов: 0,5 - 1,3, прогнозная: 1,5 - 3,0 км/км2. Наибольшее развитие оврагов отмечается около населенных пунктов, а хорошо облесенные балочные водосборы отличаются меньшей оврагоопасностью. На Среднерусской и Калачской возвышенностях интенсивно проявляются также процессы плоскостной эрозии: смытые почвы занимают здесь до 40% сельскохозяйственных угодий. На Окско-Донской низменности водная эрозия проявляется слабее. По данным Института географии АН скорость роста оврагов в регионе в 1954-1970 годах в среднем составляла около двух м/год.
По нашим наблюдениям в Воронежской и Белгородской областях в 1968 г. прирост донных оврагов достигал четырех, а боковых - более одного метра в год [6].
В центрально-черноземном регионе встречаются карстовые формы рельефа, возникновение которых связано с залеганием у земной поверхности карбонатных пород. Здесь распространен покрытый карст, образующийся в верхнедевонских известняках, а также мело-мергельных породах верхнемелового возраста, которые прикрыты песками и глинами четвертичного возраста и почвенно-растительным покровом. Карстовые процессы в наибольшей степени проявляются в Орловской области и на северо-западе Липецкой, где карстовые формы встречаются на 25 % территории, скорость карстовой денудации достигает 5 м3/м2, диаметр поверхности карстовых форм - до 150 м, а риск провалов составляет 1,0/ км2 в 10 лет. В западных и южных районах Воронежской, а также в Курской и Белгородской областях, где рельефообразующими породами являются мела и мергели верхнемелового возраста, карст распространен на 10 -20 % территории. Скорость карстовой денудации здесь ниже, чем в известняках, меньше диаметр поверхности карстовых форм, а риск образования провалов составляет 0,5 - 1,0/км2 в 10 лет [5].
Центрально-черноземный регион характеризуется умеренной опасностью возникновения оползней, которые встречаются на 10 % территории. Максимальный их объем достигает 100 тыс. м3, глубина захвата пород составляет 3 - 15 м, скорость смещения - от 4 до 200 м/сут. Для большинства городов, расположенных в зоне возникновения оползней, отмечается увеличение оползневой опасности в связи с техногенным воздействием на геологическую среду урбанизированных территорий. Оползневые процессы наблюдаются в городах: Тамбов, Мичуринск, Липецк, Елец, Воронеж, Белгород, Курск и Орел [2,3,4,5,67].
В связи с изменением климатических условий, которые носят циклический характер, в последние десятилетия в центрально-черноземном регионе отмечается нарушение условий развития экзогенных процессов. Как установлено, здесь происходит некоторое увеличение годового количества атмосферных осадков, повышение среднегодовых температур воздуха, уменьшение глубины промерзания почвенного покрова и увеличение числа оттепелей в феврале-марте. По данным метеостанции г. Грязи, количество осадков в Липецкой области возросло с 421 мм (1946-1955 гг.) до 582 мм (1986-1997 гг.). За период наблюдений также произошло повышение минимальных (с 325 до 459 мм) и максимальных (с 520 до 741 мм) сумм осадков. Такая же закономерность выявлена в Каменной степи, где с 1966 г. осадков выпадает больше их среднегодовой нормы, и в Центрально-Черноземном заповеднике им В.В. Алехина в Курской области, где с 1960 г. выявлено увеличение их выпадения в ноябре-марте.
Уменьшение глубины промерзания почв и увеличение числа оттепелей весной создало условия для дополнительной инфильтрации атмосферных осадков, что приводит к сокращению поверхностного стока и снижению интенсивность плоскостной и овражной эрозии. На условия формирования весеннего стока в настоящее время влияет также уменьшение распаханности земель в регионе. По нашим наблюдениям на Правобережье Дона и в центральных районах
Воронежской области скорость роста оврагов в последние годы не превышает 0,25 - 0,50 м. Повсеместно отмечается их зарастание. Увеличение количества атмосферных осадков и возможность их усиленной инфильтрации в почву и грунты в ноябре - марте месяцах приводят к повышению уровня грунтовых вод и переувлажнению земель. Эти процессы наиболее проявляется на Окско-Донской низменности, где на один гектар площади в среднем приходится до 100 западин диаметром от 10 до 400 м и глубиной до двух метров. Под их влиянием происходит переувлажнение прилегающих земель. Подобные процессы наблюдаются и в других районах региона, где междуречные пространства плохо дренированы и имеют множество понижений рельефа, которые могут заполняться водой в весеннее время. В результате этого здесь отмечается формирование гидроморфных почв, которые требуют особого подхода при сельскохозяйственном использовании. Переувлажнение почв на склонах крутизной более 5° вызывает образование оплывин и сползание почвы по склону.
Увеличение годового количества атмосферных осадков, повышение уровня грунтовых вод и переувлажнение земель в весеннее время в характеризуемом регионе происходят к активизации карстовых и оползневых процессов. По нашим данным, в настоящее время образование оползней отмечается не только на Правобережье Дона, но и на склонах долин и крупных балок в Курской и Белгородской областях. При этом переувлажнение и подтопление земель, значительно ухудшающие их качество, происходит не только на Окско-Донской низменности, но и на Среднерусской возвышенности. Одновременно в регионе отмечается затухание почвенно-эрозионных процессов даже на наиболее эрозионноопасных землях.
В этих условиях полный комплекс противоэрозионных агротехнических, лесомелиоративных и простейших гидротехнических мероприятий на эрозионноопасных землях центрально-черноземного региона следует проводить выборочно, так как эти мероприятия способствуют задержанию склонового стока, что может приводить к избыточному увлажнению земель. Значительно большее внимание, при этом, следует уделять мерам, обеспечивающим дополнительное дренирование переувлажненных земель и затрудняющим развитие оползневых и карстовых процессов.
Список использованной литературы
1. Долгополов А.Я., Смольянинов В.М, Овчинникова Т.В. Комплексная оценка состояния земель в районах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду. Воронеж: ВГАУ, 1997. - 125 с.
2. Карта регионально-геологических факторов развития опасных природных процессов на территории России/Рагозин А.Л, Калинина Т.Н. Масштаб 1:5000000. М.: ПНТП - ГНТП «Безопасность», 1992.
3. Косов Б.Ф., Константинова Г.С. О новом содержании карты овражности //Эрозия почв и русловые процессы, вып.2. М. 1972 - С.32-58.
4. Кочуров Б.И. Экологический риск и возникновение острых экологических ситуаций//М.: Изв. РАН. Сер. географ. 1992. №2. С.33-38.
5. Овчинникова Т.В., Смольянинов В.М., Федянин В.И., Фролова Н.Н. Условия возникновения и особенности чрезвычайных ситуаций в центрально -черноземном регионе. Воронеж: ВГАУ, 2007. - 227 с.
6. Смольянинов В.М. Комплекс водорегулирующих мероприятий для борьбы с эрозией и искусственного пополнения подземных вод в условиях центрально-черноземных областей. Воронеж: ВГУ, 1972. - 126 с.
7. Смольянинов В.М., Радько А.В. Эрозионные процессы и противоэрозионные мероприятия в центрально-черноземных областях /Депонированная рукопись «Земледелие, землеустройство, охрана почв», №11. М. 1976 - 182 с.
8. Смольянинов В.М., Русинов П.С., Панков Д.Н. Комплексная оценка антропогенного воздействия на природную среду при обосновании природоохранных мероприятий. Воронеж: ВГАУ, 1996 - 125 с.
