Процессы овражной эрозии в Татарстане:распространение, природные и техногенные условия, мониторинг, меры защиты.

Введение

Овражная эрозия является одним из негативных экзогенных геоморфологических процессов, наносящих заметный вред землям, вовлеченным в хозяйственный оборот. Развитие оврагов относится к числу явлений, существенно ухудшающих условия сельскохозяйственного землепользования, ведущих к повреждениям и разрушениям инженерных сооружений (транспортных путей, построек и пр.) В настоящее время оврагообразование рассматривается как процесс, в большинстве случаев провоцируемый деятельностью человека, поэтому понимание факторов возникновения и протекания овражной эрозии является актуальным вопросом сохранения почвенного покрова и верхнего слоя литосферы в целом на вовлеченных в хозяйственный оборот землях. Особую актуальность он приобретает на территориях давнего сельскохозяйственного освоения с бедными почвами, к числу которых относится и Республика Татарстан.
Целью настоящей работы является анализ факторов оврагообразования и пораженности овражной эрозией территории Республики Татарстан.
В задачи работы входит:
• Рассмотрение оврага, как формы рельефа и факторов оврагообразования, как геоморфологического и геологического процессов;
• Рассмотрение территориального распределения факторов оврагообразования в Республике Татарстан;
• Анализ территориального распределения овражных форм в Республике Татарстан.
В работе используются методы исследований: сравнительно-описательный, картографический, анализ публикаций по данной тематике.
 
1. Овраг и факторы его развития

1.1. Овраг, как форма рельефа
Овраг – это отрицательная экзогенная линейная (длина значительно – на порядки - больше ширины) форма рельефа, образованная временными водотоками в ситуации, когда интенсивность глубинной водной эрозии многократно превосходила интенсивность боковой эрозии. Овраг, как правило, представляет собой узкое (ширина в верхней части от первых метров до десятков метров, крайне редко – первых сотен метров) крутосклонное понижение с V-образным профилем, глубиной от первых метров до десятков (крайне редко – сотен) метров, и длиной от десятков метров до километров, врезанное в плоскую поверхность (рис. 1).

Рисунок 1. Внешний вид профиля оврага
Строение оврага представлено на рис. 2. В овраге различают вершину (наиболее высокую по своим абсолютным отметкам часть понижения, от которой можно отследить бровки), борта, днище и устье (часть оврага с наименьшими абсолютными отметками, открывающуюся в водоток или иную отрицательную форму рельефа). Для оврага характерен продольный профиль, в вершинной части имеющий уклон значительно превосходящий уклон склона, а в нижней - намного меньший, нередко доходящий до нулевых значений. Конусы выноса овражных форм в подавляющем большинстве случаев, если они выходят на пойму реки или в днище балки, представляют собой типичную аккумулятивную форму, поднимающуюся над отметками окружающей поверхности . Борта оврага оголенные, четко отделяемые бровками от поверхности, в которую овраг врезан, в вершине крутой и даже нависающий уступ . Уровень устья понижается глубинной эрозией до тех пор, пока не достигнет базиса эрозии: поверхности воды в постоянном водотоке или отметки днища отрицательной формы рельефа. В дальнейшем глубинная эрозия в устье может возобновиться только в случае понижения базиса эрозии (например, обмеления реки или озера, в которое открывается овраг).
Различают простые или одиночные овраги и сложные овраги, борта которых прорезаются другими оврагами. Вершины последних носят название отвершков. Сложный овраг – это древовидная овражная система, в которой днище основного оврага является базисом эрозии для бокового оврага.

Рисунок 2. Схема строения оврага
Различают склоновые и донные овраги, последние образуются в днищах ложбин и балок.
Овраг – это, как правило, короткоживущая форма экзогенного рельефа. Он существует и развивается до тех пор, пока глубинная эрозия не выработает его днище до профиля равновесия, по достижении которого дальнейшее врезание оврага прекращается, в нем начинает преобладать боковая эрозия и овраг превращается в балку. Время протекания этого процесса составляет, в зависимости от условий (геологического строения пород места расположения конкретного оврага, особенностей климата и микроклимата, гидрологического режима и др.) от нескольких лет до сотен, реже – первых тысяч лет. Как правило, большинство оврагов заканчивает свое развитие в течение нескольких десятилетий. В период своего развития овраг представляет собой весьма подвижную, активно развивающуюся форму рельефа, рост которой происходит вершиной, врезающейся в склон. Врезание вершины происходит до тех пор, пока в нее имеется плоскостной сток, т.е. пока вершина не достигнет местного водораздела.
Процесс образования оврага обычно начинается с возникновения воронок размыва на крутой части склона. Затем происходит их объединение в промоину – отрицательную форму рельефа длиной несколько метров и глубиной 1-2 метра, по которой происходит сток поверхностных вод. Промоина, в свою очередь, продвигаясь привершинным уступом регрессивно вверх, углубляется, очищает тальвег от продуктов размыва склона и русла и выносит размытый материал на нижние участки склона или непосредственно в долину более крупных звеньев эрозионной сети. Уже в самом начале образования оврага в его русле формируется каскад уступов, смещающихся вверх по мере его развития. Само же развитие оврага осуществляется как сопряженная деятельность регрессивной и трансгрессивной глубинной эрозии с выносом продуктов размыва и склоновых деформаций. На начальных этапах развития русло оврага представляет собой исключительно эрозионную форму; затем, по мере удлинения, углубления и расширения оврага, в его русле формируются чередующиеся зоны эрозии и аккумуляции. Вначале аккумулятивные комплексы формируются в приустьевой части оврага, а затем такие же комплексы, но меньших размеров возникают в средней и даже верхней частях продольного профиля. На заключительной стадии развития скорости потока в овраге значительно снижаются, приближаясь к неразмывающим и оказываются недостаточными для перемещения склонового материала. На этой стадии склоны оврага начинают выполаживаться и задерновываться и он превращается в балку (если глубинной эрозией были вскрыты грунтовые воды и в овраге образовался постоянный водоток) или суходол (если постоянного водотока на днище оврага не образовалось) . Распространение почвенного покрова на овражных склонах — один из важных индикаторов активности оврагов. Наибольший интерес представляют почвы на склонах устьевой и вершинной частей овражной формы, которые характеризуют активность оврага в целом, устойчивость его склонов. На молодых, активно развивающихся оврагах с подвижными склонами почвообразование чрезвычайно затруднено или вовсе невозможно. Поэтому развитие на овражных склонах достаточно развитых почв является индикатором их устойчивости . При прочих равных условиях наиболее существенными факторами, обусловливающими развитие почв на овражных склонах, являются материнские породы .
В своем развитии овраг проходит четыре стадии:
Стадия борозды (промоины), на которой овраг зарождается на крутом участке склонового водосбора в виде разрывов дернины, образования воронок размыва, их слияния, образования промоины и постепенной концентрации склонового потока в едином русле. Период от образования воронки размыва до промоины трудно определить временным отрезком. Начало оврагообразовательного процесса четко фиксируется с момента прорыва бровки склона и превращения промоины в линейную форму с типичным для оврага продольным профилем и размерами, не позволяющим ее уничтожить последующей распашкой.
Стадия висячего устья (или роста оврага вершиной), для которой характерен наиболее интенсивный рост оврага по всем параметрам, особенно его длины и глубины. На этой стадии продольный профиль днища в средней и устьевой частях остается выпуклым, что способствует увеличению скорости и, соответственно, размывающей и транспортирующей способности потоков талых и дождевых вод. Стадию можно считать завершенной тогда, когда устье оврага достигает базиса эрозии.
Стадия зрелости, на которой полностью заканчивается выработка длины оврага; объем к концу стадии вырабатывается на 60-80 %. Она характеризуется резким снижением скоростей линейного и объемного роста оврага, вследствие уменьшения привершинной площади водосбора (и, соответственно, объема поверхностного стока, поступающего в привершинную часть оврага) по мере регрессивного продвижения оврага вверх по склону. Одновременно понижается средний уклон продольного профиля оврага и происходит его выполаживание, превращение из выпуклого в прямой, а затем в S-образный выпукло-вогнутый.
На первые три стадии приходится около 40 % общего времени оврагообразования. Около 90% своей длины овраг вырабатывает в первые 10% времени своего существования, когда объем его бывает выработан всего на 30-40% от суммарного. Глубина оврага вырабатывается примерно с той же скоростью, что и длина, развитие же оврага по площади и объему идет заметно медленнее и равномернее .
Стадия выработки профиля равн