автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Прогноз овражной эрозии, методика проектирования противоовражных технологий и технических средств

На правах рукописи

Максимов Владимир Иванович

ПРОГНОЗ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ, МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОТИВООВРАЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Специальность 05.20.01 -технологии и средства механизации сельского

хозяйства Специальность 25.00.36-геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чебоксары - 2004

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Сироткин Владимир Михайлович

- доктор технических наук, профессор Кормщиков Александр Дмитриевич

- доктор географических наук, профессор Рысин Иван Иванович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

ФГОУ ВПО «Вятская государственная

сельскохозяйственная академия»

Защита состоится «27» мая 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 220.070.01 при ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 428003, г.Чебоксары, ул. К.Маркса, д.29., ауд.222.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Михайлов Б.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Овражная эрозия почв отрицательно влияет практически на все отрасли сельскохозяйственного производства: сокращаются площади, удобные для сельскохозяйственного использования; снижается производительность работы сельскохозяйственной техники на склонах, расчлененных промоинами и оврагами; ухудшается экологическая обстановка; заиливаются малые реки и водоемы; снижается продуктивность сельского хозяйства.

Для решения задачи защиты почв от овражной эрозии существенную помощь может оказать достаточно точный прогноз эрозионных процессов. К настоящему времени разработано множество методов прогноза почвенной эрозии, однако далеко не все из них обеспечивают необходимую точность расчета, особенно овражной эрозии.

Эффективной и наглядной формой представления результатов расчета овражной эрозии, прежде всего определение направления и скорости роста вершин действующих и вновь образуемых оврагов, является топографическая карта местности в изолиниях расчетной прогнозируемой величины. Однако построение прогнозных карт овражной эрозии встречает ряд трудностей: проблематичность выбора прогнозируемых величин, адекватно характеризующих процесс овражной эрозии; несовершенство применяемых математических моделей расчета овражной эрозии; достаточно большая сложность самого процесса овражной эрозии, обусловленного влиянием на него многочисленных факторов; неполный объем исходной статистической информации.

Цель исследований. Изыскание способов и технических средств для предотвращения овражной эрозии.

Объекты исследований. Почвы склоновых и овражно-балочных земель и взаимодействие их с водным потоком; технологические и технические средства защиты почв от водной эрозии.

Методы исследований. Математическое и физическое моделирование, прикладная геостатистика, гидродинамика, земледельческая механика.

Научная новизна. Применение комплексного подхода к разработке математической модели прогноза овражной эрозии и методики проектирования проти-воовражных технологий и технических средств на склоновых и овражно-балочных землях.В качестве интегрального критерия оценки эрозионной стойкости почвогрунтов принят «потенциал эрозионной стойкости» (ПЭС), представляющий собой энергию, затраченную на разрушение и вынос единицы массы почвы в конкретных условиях ее залегания.

Разработаны математические модели прогноза: направление, скорость, расход и продолжительность стока атмосферных осадков; деформация и скорость деформации подстилающей поверхности; прогноз скорости роста вершины оврага, объема и площади оврага.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Практическую ценность работы составляют: способ, устройство и методика определения ПЭС в полевых условиях; устройства для моделирования и изучения направления деформации подстилающей новецлдоуу МУй'ЙМЖАМТ00111 топким

слоем по стенке обрыва; предложения по совершенствованию противоовраж-ных технических средств.

Материалы исследований и техническая документация на устройство для определения ПЭС в полевых условиях, пермиметр, устройства для моделирования и изучения направления деформации подстилающей поверхности и течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва и предложения по совершенствованию противоовражных технических средств переданы Государственному Комитету Чувашской Республики по земельным ресурсам и землеустройству (1994, 1995,1996,1997,2000 гг.).

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на: научных конференциях профессорско-преподавательского состава Чувашской ГСХА в 1998-2000 г.г. (г. Чебоксары); научно-технических советах Гос-комзема Чувашской Республики в 1994-1997 г.г. и 2000 г. (г. Чебоксары), Чувашской республиканскои конференции по земельным ресурсам и землеустройству в 1995 г. (г Чебоксары), Международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника» в 1998 и 2000 гг. (г. Санкт-Петербург - Павловск).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 15 научных работ, в том числе 2 патента РФ и 1 авторское свидетельство СССР.

На защиту выносятся:

- математическая модель прогноза овражной эрозии;

- алгоритм расчета овражной эрозии;

- методика проектирования противоовражных технологий и технических средств;

- предложения по совершенствованию противоовражных технических средств;

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов. Работа изложена на 221 странице машинописного текста, содержит 21 таблицу, 49 рисунков, приложения. Список литературы включает 144 наименования, из них 24 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее научная новизна, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ факторов, влияющих на интенсивность овражной эрозии, методов прогноза овражной эрозии и способов проектирования противоовражных технологий.

Современное представление о происхождении и развитии оврагов, факторах озрагообразования основывается на работах В.В. Докучаева, В.И. Мосаль-ского, С.С. Соболева, М.Н. Заславского, А.Г. Рожкова, Б.Ф. Косова, А.П. Дедко-ва, Г.П. Бутакова, В.И. Мозжерина, О.П. Ермолаева, И.И. Рысина, Р.С. Чалова, Е.Ф. Зориной, C.E.Beer, H.P. Johnson, J.R. Thompson и других. Основной причиной возникновения и развития современных овражных форм рельефа являются нарушение естественных природных комплексов, антропогенное воздействие на естественный растительный и почвенный покров, концентрация стока вследст-

вие искусственного перераспределения площадей водосборов в пределах склона, образование начальных линейных борозд размыва. В работе показано, что современное оврагообразование вызвано комплексом природно-антропогенных факторов, причем ни один из них, взятый в отдельности, вне связи с конкретными физико-географическими условиями региона, не может вызвать образование и обусловить динамику овражной эрозии.

К основным показателям роста оврагов следует отнести: длину, ширину, глубину, площадь и объем оврага. Для определения этих показателей используют полевой, камеральный и комбинированный методы. Однако статистические данные, полученные этими методами, не вскрывают физическую сущность процесса оврагообразования и не позволяют решать прогнозные задачи, в частно -сти, определять направление и скорость роста вершин действующих и вновь образуемых оврагов.

Все многообразие противоовражных мелиораций направлено на противо-эрозионную организацию территории (Соболев С.С, Заславский МП. Каштанов Л.Н. и др.), применение агротехнических (Кормщиков А.Д. Канаев А.И., Ковриков И.Т., Гуреев И.И. и др.), лесомелиоративных и гидротехнических сооружений (Рожков А.Г., Мясоедов С.С. и др.). Как показал проведенный анализ, надежное функционирование проектируемых мероприятий зависит прежде всего от почвозащитных свойств, оцениваемых эрозионной стойкостью, а также от точности определения координат на стокоформирующей поверхности направления, скорости и объема стока талых и дождевых вод.

Исходя из вышеизложенного и в соответствии с поставленной целью работы сформулированы следующие задачи исследований:

- создать математическую модель прогноза овражной эрозии;

- разработать алгоритмы расчета овражной эрозии;

- совершенствовать методику проектирования противоовражных технологий и технических средств;

- разработать практические рекомендации по проектированию противоов-ражных технических средств для борьбы с оврагами.

Во второй главе сформулирована математическая модель прогноза овражной эрозии, разработан алгоритм расчета и на основании ряда опубликованных данных проверена чувствительность предложенной модели.

В качестве критерия оценки эрозионной стойкости почвогрунтов принят потенциал эрозионной стойкости (ПЭС), представляющий собой энергию, затраченную на разрушение и вынос единицы массы почвы в конкретных условиях се залегания. Сущность предлагаемого метода прогноза овражной эрозии состоит в том, что на овражно-балочной сети измеряется ПЭС для всей морфост-руктуры подстилающей поверхности, взаимодействующей с водным потоком, строятся изолинии ПЭС и вычисляется его градиент, определяется направление, скорость и продолжительность течения временных водных потоков со склоновых земель, а по максимальной величине деформации и скорости деформации подстилающей поверхности судят соответственно о направлении и скорости роста вершин оврагов. Математическая формулировка задачи может быть записана:

где щ - потенциал эрозионной стойкости почвогрунтов (ПЭС); пространственная изменчивость ПЭС на овражно-балочной и стокофор\трующсй поверхности может быть выражена в виде карт в изолиниях и аппроксимирована сплайн-функциями (3), (5), (7) и (9); Д - коэффициенты, для вычисления которых требуется знать > определяющих концы сплайна между точками Щ и на некотором расстоянии - коэффициенты, для вычисления которых требуется знать Г, г Рп = [х,, определяющих концы сплайна между точками Рп и Рп+1 на некотором расстоянии Бо ; Ру,, Рп - множества многочленов степени 5 3; {с,[а,й]} - множества непрерывных на отрезке [а, Ь] функций, имеющих непрерывную вторую производную; лс, = х(Бд}, у, — - функции, характеризующие изменение расстояния Бд на отрезке [а, Ь\ с узлами а = 5/ < < ...< Б„ = Ь для I = 1,л; Г, — горизонтали, полученные на основе обработки топографической информации овражно-балочной сети и стокоформирующей поверхности и аппроксимированные аналогично выше изложенному сплайн-функциям (4), (6), (8) и (10); ит- скорость стока; 1ст - интенсивность эффективных атмосферных осадков, формирующих поверхностный сток; ¡ст - продолжительность стока атмосферных осадков.

Эрозионная стойкость стокоформирующей овражно-балочной поверхности Представление пространственной изменчивости ПЭС в виде карты в изолиниях является совокупностью эквипотенциальных поверхностей. Поэтому скорость изменения ПЭС может быть записана:

с!у/ _дц/ с1х ду/<Лу дуг сЬ

~ аГ^у+1у~(Ш+¿у'

где 5 - длина дуги между соседними изолиниями ПЭС; х, у, z-координаты. Формула (11) может быть приведена к виду:

¿уг!(18 = (±2га(}ч/)т, (12)

где grad у/ - градиент скалярного поля; Г - единичный вектор направления стока атмосферных осадков. Если численные значения ПЭС вниз по склону (т.е. по направлению снижаются, то перед градиентом должен быть поставлен знак «минус», если по направлению стока г ПЭС возрастает вследствие аккумуляции наносами определенной части склона, то перед градиентом должен быть

(И)

поставлен знак «плюс». Возможен также случай, когда = тогда со-

множители в (12) перпендикулярны или ^=СОП51, т.е. £га<1 у/-0. Когда градиент у совпадает с направлением стока т, тогда с1ц/ / ей" —> шах.

Полученные значения grad у/ предложено аппроксимировать сплайн-функциями:

где а, - коэффициенты, для определения численных значений которых требуется вычислить у/^ш! ¡/л — уД* определяющих концы сплайна между точками ц/рал I и \lfgrad (+/ на некотором расстоянии 1. В диссертационной работе приведен алгоритм и блок-схема расчета.

Направление, скорость, расход и продолжительность стока атмосферных осадков.

Пусть цифровая модель рельефа выражена путем аппроксимаций горизонталей параметрическим кубическим сплайном (4), (6), (8) и (10), тогда совокупность их при фиксированных представляет собой математическую модель рельефа. На основании (4), (6), (8) и (10) можно записать т = етаё Г, Полученные значения ¡Е^та^Гу! можно аппроксимировать сплайн-функциями :

Г&аЛ = 71+721+ - +Уп*1 Г , (14)

где 7i - коэффициенты, для определения численных значений которых требуется вычислить определяющих концы сплайна между точками

ГрасИ и Грай ,+/ на некотором расстоянии 1. В диссертационной работе приведена блок-схема алгоритма расчета £гааГ5 и построе ¿¿и - линий. Таким образом, - линии, аппроксимированные сплайн-функциями вида (14), в совокупности представляют собой линии наибольшего ската или линии стока эффективных атмосферных осадков (рис. 1). Склоны с переменной шириной могут быть или расходящимися, если их ширина растет от водораздела к водоприемнику:

Ав<А,<А2<...<А3, . (15)

или сходящимися, с шириной сокращающейся к водоприемнику, т.е. к замыкающему створу водосборной площади:

А,> А}>а2>...>А3, (16)

где - расстояние между - линиями на горизонталях

соответственно на водораздельной линии, на первой горизонтали от водораздельной линии, на второй горизонтали от водораздельной линии ... и на замыкающем створе водосборной площади или водоприемника. Рассмотрим элементарную стокоформирующую поверхность (рис. 2), ограниченную вдоль склона соседними - линиями, продолжения которых пересекаются в некоторой точке О, удаленной от водораздельной линии на расстоянии Ь. Действительная конфигурация сходящегося склона будет состоять из множества элементарных поверхностей и, очевидно, будет отличаться от принятой модели. Тем не менее, принятая модель позволит нам в первом приближении исследовать фактор

Рис. 1. Форма сходящегося склона

Рис. 2. Модель элементарного сходящегося склона

концентрации стока по длине сходящегося склона. Дифференциальное уравнение склонового стока может быть записано:

dlr dt

L-lt

(17)

где ск = т (sin а)"' - постоянная, зависящая от уклона склона, микрорельефа, растительности на поверхности склона; т - коэффициент, учитывающий шероховатость склона и извилистость микроручейков; а - угол наклона склона в рассматриваемой точке водосборной площади; h - глубина потока воды на расстоянии от водораздела; - степенные коэффициенты.

Уравнение (17) имеет два решения, не зависящее одно от другого:

(19)

(20)

где Ь„, Ьк - глубина воды соответственно верхней и нижней части потока; (2гв>0т - расход воды соответственно верхней и нижней частях потока;

~~ 1ст 1

- функция (где ^^сУ'^'и2). Из полученных формул (18), (19), (20), (21) следует, что на сходящихся склонах возникает волна стока или «волновой эффект». Например, в момент окончания дождя максимальный расход и глубина потока будут наблюдаться в сечении, удаленном от водораздела на длину 1Т=5Т:

где - текущие координаты сечения между верхней и нижней частями потока. Время добегания 1' до расчетного створа волны стока:

(23)

Деформация и скорость деформации подстилающей поверхности Для определения деформации и скорости деформации подстилающей поверхности предложена формула:

где - скорость деформации временного водотока или скорость эрозионного разрушения; Лг - слой почвогрупта, разрушаемый водным потоком за время Л/; К— концентрация наносов в потоке; р - плотность воды; рк — плотность твср-

дой фазы почвы; i - уклон потока; Л - коэффициент сопротивления; Dp - средняя по сечению скорость потока; у/ - ПЭС почвогрунтов. Отсюда следует, что: a) Az/At =0, если и) р--уб)Дг/Дг>0, если v2tp>v\ b)Az/A/<0, если v*p<¥-

Скорость роста вершины оврага

Разработка эффективных способов борьбы с оврагоообразованием требует знания методики количественного прогноза развития оврагов при известных почвенных, гидрологических и геологических условиях. Решение этой задачи, даже очень приближенное, требует некоторой схематизации, поскольку процесс оврагообразования зависит от множества взаимосвязанных факторов.

В начальный момент стока, когда расход Qr в замыкающем створе мал, сте-кание воды происходит только по стенке обрыва. Этот слой воды можно представить себе, как состоящий из тонких слоев, которые параллельны поверхности обрыва. Скорость тонкого слоя, примыкающего к поверхности, равна нулю. Это можно принять даже тогда, когда жидкость не «прилипает» к поверхности. В действительности за счет гидрофизических свойств («сосущей» силы) почвог-рунта капиллярное давление Рк направлено во внутрь обрыва. Когда слой жидкости течет по поверхности, то он претерпевает сдвиг. Однако деформация сдвига не исчерпывает в данном случае кинематическую картину: к деформации сдвига добавляется также вращение элементов жидкости, определяемое вихрями. Этому вращению соответствует кинетическая энергия, которая проявляется в так называемом «типот-эффекте» (от слова teapot - чайник). Типот-эффект можно наблюдать даже в быту, когда разливают чай из чайника (М. Рейнер).

Рассмотрев течение жидкости тонким слоем по стенке обрыва, нами предложена формула для определения объема пазпутттенной почвы:

V."

U.P.tgH VP,

скорости роста вершины оврага:

(25)

(26)

где - расход воды, стекающей по стенке обрыва; рв - плотность воды; ? -продолжительность стока; р„ — плотность почвенного горизонта; g — ускорение свободного падения; вз, во, Нр, Н - геометрические размер «висячего» оврага; g-ускорение свободного падения.

Для проверки предложенной формулы (26) нами было проведено сопоставление расчетных данных скорости роста вершины оврага с данными наблюдений, выполненных другими исследователями (табл. 1). При прогнозе скорости и« по зависимости (26) необходимые параметры для расчета приняты приближенно - наиболее вероятные значения, соответствующие характеристике ов-ражно-балочной поверхности.

О форме развития оврага. Объем, площадь

Извилистое очертание речных систем, в том числе временных русел (промоина), вызвано тем, что русло и поток находятся в состоянии взаимного управ-

Таблица 1

Сопоставление расчетных данных скорости роста вершины оврага с данными наблюдений

Характеристика площади водосбора, литературный. источник Общий сток воды, м3 Ов, м/с 1 + ^ // V, Дж/кг 1-ОВн, М Ьовр, м

Площадь водосбора 72,2 га. Е.И. Шиятный и др. (1988) 17,66 1,06 1,5 0,5 0,40 15,5 12,82

«Знамя Ленина» Обо-янского р-на; чернозем; вершинный овраг; площадь водосбора 61 га. Мясоедов С.С. (1984) 6,2 0,372 1,5 0,5 2,9 0,6 0,62

Чернозем; склоновый иврл!, и илЦллЬ пОДО- сбора 23,5 га. Мясоедов С.С.(1984) 3,01 0,18 1,5 0,5 2,8 0,31 0,3

Чернозем; береговой овраг; площадь водосбора 7,2 га. Мясоедов С.С.(1984) 0,94 0,06 1,5 0,5 1,5 0,18 0,19

«1 мая», Курский район; серые лесные; склоновый овраг; площадь водосбора 13,5 га. Мясоедов С.С. (1984) 1,8 0,108 1,5 0,5 1,0 0,55 0,52

серые лесные; береговой овраг; площадь водосбора 7 га. Мясоедов С.С.(1984) 0,91 0,06 1,5 0,5 0,6 0,43 0,48

серые лесные, береговой овраг; площадь водосбора 7 га. Мясоедов С.С. (1984) 2,5 0,15 1,5 0,5 5,5 0,12 0,13

ления: «русло управляет потоком в том смысле, что его границы определяют все поле распределения скоростей; но, с другой стороны, и поток управляет руслом, изменяя его границы путем размывов и отложений» (Н.С. Лелявский). Меанд-рирование потока по руслу промоины, а затем по дну оврага и связанное с ним подмывание его бортовых откосов, эрозионное разрушение откосов оврага стекающей по стенке тонким слоем воды (вследствие существенной разницы ПЭС ^для почвенных горизонтов и материнской породы) приводят на отдельных участках по длине оврага к обваливанию, осыпанию, а также к появлению оползневых процессов. В результате в плане бровка оврага начинает приобретать достаточно сложную конфигурацию с чередованием выступов в сторону русла оврага и различных форм врезов в противоположную сторону. Количественная оценка вышеназванных процессов достаточно сложная, тем более во времени, поскольку в начальной стадии развития оврага эти процессы развива-

ются достаточно интенсивно и постепенно затухают после выработки продольного профиля оврага (по данным Г.П. Бутакова, период интенсивного роста оврагов составляет 15...20 лет, после чего идет 100... 150 летний период постепенного затухания). Учитывая вышеизложенное:

где Н — глубина оврага; ()то - расход воды в овраге; А - коэффициент, представляющий собой соошошение между шириной и глубиной потока; ку —корэффи-циент, учитывающий форму и уклон склона; кр - коэффициент, учитывающий форму оврага; - максимальная глубина оврага.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» изложены: объект и задачи исследований, методика определения ПЭС и гидрофизических свойств почв в полевых условия; методика определения направления деформации подстилающей поверхности и течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва в лабораторных условиях и устройства для их изучения.

Определение ПЭС в полевых условиях осуществлялось на устройстве, основанном на способе размыва тестируемого участка струей воды. Для изучения гидрофизических свойств почвы был. разработан пермиметр, позволяющий в полевых условиях измерять коэффициент фильтрации, матричный потенциал потока, я-параметр и сорптивность. Определение направления деформации подстилающей поверхности в лабораторных условиях осуществлялось на устройстве, представляющим собой съемный наклонный регулируемый лоток с перфорированным дном и шероховатой поверхностью для образцов почвогрун-та с известными характеристиками. В качестве точечного источника применялась струя жидкости с заданным расходом и скоростью истечения, воздействующая на деформируемую поверхность. Направление деформации образцов почвогрунта определялось путем линейных измерений и по фотоснимкам в плане, снятым через определенное время. Моделирование течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва осуществлялось на устройстве, представляющим собой наклонную регулируемую рабочую поверхность, выполненную в поперечном сечении в виде швеллера и ограниченную с торцов швеллера бортиками. Для сбора и измерения жидкости, стекающей тонким слоем по рабочей поверхности, а также движущейся по баллистической кривой применялись специальные отделители-емкости. Для исследования использовались рабочие поверхности трех видов: гладкая поверхность с водоотталкивающим слоем; гладкая смачиваемая поверхность; перфорированная шероховатая поверхность.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» изложены результаты лабораторно-полевых исследований по изучению направления

деформации подстилающей поверхности методом точечного источника, по определению ПЭС и гидрофизических свойств почв на стокоформирующих ов-ражно-балочных поверхностях, а также результаты лабораторных исследований по изучению течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва.

Образцы почвогрунта, подготовленные для исследования (просеивание в воздушно-сухом состоянии на сите 1,0 мм, укладка в лоток, капиллярное увлажнение в течение 24 часов) укладывались в лоток (в плане) под углом Р к направлению действия струи воды, а угол наклона насадки был равен нулю, т.е. совпадал с продольной осью лотка. В результате было исключено влияние угла наклона а лотка на направление течения струи воды. Анализ результатов исследований показал, что направление деформации (угол отклонения у микрорусла от продольной оси лотка зависит от скорости истечения ив воды из насадки; при достаточно больших значениях ив угол отклонения у незначителен, но тем не менее при пересечении микрорусла одной эквипотенциальной поверхности другой наблюдается заметное изменение направления деформации; снижение скорости истечения приводит к существенному отклонению микрорусла от продольной оси лотка при пересечении эквипотенциальных поверхностей, а при малых скоростях микрорусло пересекает эквипотенциальные поверхности практически под прямым углом. Таким образом, лабораторные исследования подтвердили теоретические предпосылки о влиянии grad у/ на направление деформации подстилающей поверхности (12). Если концентрация потока на сходящихся склонах приводит к увеличению скорости и расхода стока, то направление деформации подстилающей поверхности практически совпадает с направлением стока эффективных атмосферных осадков, т.е. концентрация и мощность потока становятся достаточными для размыва временного русла -образования промоины, а затем и появлению новой вершины оврага. При малых скоростях направление деформации совпадает

Экспериментальные, исследования по определению ПЭС и гидрофизических свойств почв в полевых условиях проводились на опытном полигоне колхоза «Ленинская искра» Ядринского района Чувашской Республики на площади 354 га, в ФГУП УОХ «Приволжское» ЧГСХА на площади 1000 га, а также на территориях землепользования сельскохозяйственных предприятий Козловского, Урмарского, Ядринского, Моргаушского районов Чувашской Республики. Результаты экспериментальных исследований показали (табл. 2,3), что величина ПЭС характеризуется пространственной изменчивостью в зависимости от показателей почвенного и растительного покрова и хозяйственного использования земель как в пределах обследованной водосборной площади, так и в пределах однородного участка или элементарного почвенного ареала.

Изучение влияния агрофона и глубины впитывающей поверхности на гидрофизические свойства также показало, что наименьшее значение коэффициента фильтрации соответствует слою, расположенному на глубине около 20 см, что говорит о максимальном техногенном уплотнении почвы в этом слое.

Более детальные измерения ПЭС в овражно-балочной сети нами были проведены ФГУП УОХ «Приволжское» Определение ПЭС на разной

Таблица 2

Результаты полевых экспериментальных исследований по определению ПЭС (обобщенные данные; опытные поля колхоза «Ленинская искра» Ядринского

района и ФГУП УОХ «Приволжское»)

Агрофон, поле Статистическая оценка, точн. измерений

М, Дж/кг сг, Дж/кг т, Дж/кг 1>,%

Пашня 0,34 0,14 0,024 7,06 41,17

Многолетние травы 2,77 0,95 0,233 8,41 34,29

Стерня пожнивных остатков 1,49 0,56 0,148 9,93 37,58

Пропашные культуры 0,28 0,09 0,023 8,26 32,14

Пастбище (дернина) 11,81 2,56 0,923 7,82 21,68

Лесополоса 20,48 4,18 1,424 6,95 20,41

Таблица 3

Результаты полевых экспериментальных исследований по определению ПЭС на территории Чувашской Республики

№ № п/п Агрофон,поле Статистическая оценка, точность измерений показателей у/

м, Дж/кг О", Дж/кг т, Дж/кг и, % Р-> %

1 Козловский район, край обрыва, дернина 11,35 3,13 0,99 27,54 8,72

2а Урмарский район, дно оврага, глина 2,36 1,34 0,47 56,84 20,09

26 Урмарский район, край обрыва, дернина 23,53 8,54 2,7 36,27 11,47

За Моргаушский район, край обрыва, дернина 16,33 5,29 1,87 32,39 11,45

36 Моргаушский район, дно оврага, глина 6,62 0,55 0,39 8,34 5,89

4а Ядринский район, край обрыва, дернина 16,99 7,34 2,12 43,21 12,47

46 .Ядринский район, склон суглинистая почва 0,39 0,14 6,1 34,11 15,26

4 в Ядринский район, дно оврага, наносы, песок + глина, редкая растительность 3,84 2,21 0,98 57,44 25,69

глубине оврага нами проводилось на небольших участках обрыва оврага (разработанное нами полевое устройство позволяло измерять значения ПЭС на «неудобных» небольших площадках). Сравнительный анализ показал, что числен-

ные значения ПЭС по глубине оврага изменяются почти на порядок. Существенная разница ПЭС для почвенного покрова и подстилающей материнской породы очевидно приводит к эрозионному разрушению прежде всего подстилающей материнской породы. В связи с этим на новых, интенсивно развивающихся оврагах образуются практически отвесные стенки обрыва.

Таким образом, результаты полевых исследований показывают, что концентрация стока эффективных атмосферных осадков приводят к образованию струйчатого размыва, промоины и затем оврага. Причем струйчатый размыв и промоина образуются даже на участках с достаточно высоким значением ПЭС. Следовательно, для прекращения активной овражной эрозии необходимы дополнительные противоовражные мероприятия: деконцентрация склонового стока, восстановление лесной полосы с водозадерживающими валами вдоль донного оврага, облеснение донного оврага.

Изучения течения жидкости на лабораторной установке показало, что движение жидкости тонким слоем по рабочей поверхности зависит от заданного расхода воды Q„, угла наклона а рабочей поверхности к горизонтальной поверхности и соотношения эысоты потока к его ширине Измерение расхода воды, движущейся по баллистической кривой, и расхода воды, движущейся тонким слоем, при заданном расходе позволили установить, что движение жидкости тонким слоем (типот расход наблюдается всегда на перфорированных шероховатых поверхностях и резко начинает уменьшаться до минимальных значений при начале течении жидкости по баллистической кривой. Изучение течения жидкости по гладкой несмачиваемой (рабочая поверхность покрывалась тонким слоем парафина) и смачиваемой рабочих поверхностей показали, что величина имеет минимальные значения, и тем не менее течение тонким слоем происходит даже при достаточно больших заданных расходах воды Q, (большие значения, чем Qe = 140 см3/с лабораторная установка не позволяла получить).

В пятой главе приведены предложения по совершенствованию методики проектирования противоовражных технологий, технических средств и сооружений.

Функция, отражающая смыв почвы со всей водосборной площади за i = l,T лет ротации севооборота и трансформированных участков, может быть записана в следующем виде:

Ö. = L I (30)

где z = I,г - число полей севооборота и трансформированных участков;-площадь z-re поля севооборота или трансформированного участка.

Анализ функции (30) показывает, что к регулируемым параметрам по подбору почвозащитных технологий следует отнести у/, коэффициент шероховатости и изборожденности интенсивность стока , а к нерегулируемым уклон i и длину L склона и интенсивность атмосферных осадков. В диссертационной работе сформулированы линейные ограничения-неравенства но площади

земельных угодий, по обеспечению пропорциональности между структурой севооборотов и противоэрозионными агротехническими мероприятиями, по поддержанию положительного баланса гумуса в почве, по плану производства продукции, условию не отрицательности переменных, условию по целесообразной площади осуществления отдельных противоэрозионных технологических операций. Показано, что проектируемый участок (В^^г может быть оптимизирован исходя из известных

Однако, как показали наши исследования по формированию стока на сходящихся склонах, особую опасность в проявлении эрозионных процессов представляет волна стока, возникающая в сечении между верхней и нижней частями потока. Для учета «волнового эффекта» нами предлагается:

(31)

(32)

(33)

Формулы (31), (32) и (33) могут быть приняты в качестве поправочных коэффициентов к существующим формулам для расчета гидротехнических сооружений и для уточнения расчета при проектировании противэрозионных технологий и конструировании рабочих органов почвозащитных машин и орудий. В связи с вышеизложенным предложено проводить противоэрозионные мероприятия на расстоянии не более, чем от линии водораздела.

В диссертационной работе приведены рекомендуемые оврагозакрепитель-ные гидротехнические сооружения и рекомендации при проведении противо-эрозионных мероприятий на пашне с учетом «волнового эффекта».

В работе также предложены технические решения для борьбы с овражной эрозией, защищенные авторским свидетельством и патентом на изобретения.

Применение на водосборной площади разработанных на основе ПЭС про-тивоовражных технологий (лесные полосы с гидротехническими валами и канавами) и технических средств позволяет снизить среднегодовой смыв почвы более чем в 9 раз и уменьшить рост вершины оврага более чем в 5 раз.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В качестве критерия оценки эрозионной стойкости почвогрунтов принят потенциал эрозионной стойкости (ПЭС), представляющий собой энергию, затраченную на разрушение и вынос единицы массы почвы в конкретных условиях ее залегания. Показано, что представление пространственной изменчивости

ПЭС в виде карты в изолиниях является совокупностью эквипотенциальных поверхностей. Установлено, что скорость изменения ПЭС на склоновых овражно-балочных поверхностях выражается скалярным произведением градиента ПЭС на единичный вектор г направления стока эффективных атмосферных осадков. Изучением направления деформации подстилающей поверхности методом точечного источника установлено влияние §гас1 у/ на направление деформации: при скоростях стока и„ > 0,7...0,8 м/с направление деформации практически совпадает с направлением стока а при скоростях с направле-

нием £га<! у .

2. Предложена математическая модель прогноза овражной эрозии, включающей:

- направление, скорость, расход и продолжительность стока атмосферных

ССыДКСУ)

- деформация и скорость деформации подстилающей поверхности;

- прогноз скорости роста вершины оврага, объема и площади оврага.

Предложено условно разделять водосборную поверхность на элементарные

стокоформирующие поверхности (начиная от водораздельной линии до водоприемника—оврага, балки, речки и т.д.), ограниченных вдоль склона соседними Г^а* -линиями. Установлено, что на сходящихся склонах количественная концентрация потока ()г становится достаточной для размыва временного русла и образования новых оврагов. Максимальный расход 0,,тах на сходящихся склонах наблюдается в сечениях, удаленных от водораздела на расстоянии, равном длине добегания волны стока («волновой эффект»). Поэтому оценку эрозионной устойчивости склона и СЕргжно-бало'ЩОЙ сети предложено производить по максимальному расходу и проектировать противоэрозионные мероприя-

тия на расстоянии не более чем (0,6...0,7)Ь- от линии водораздела.

Предложены зависимости для определения скорости роста вершины оврага, достоверность (чувствительность) которых подтверждена рядом опубликованных данных. Установлено, что свободно падающая струя (баллистический расход образует воронку размыва, а струйка воды (типот расход £?„,), стекающая тонким слоем по поверхности обрыва, подмывает и эрозионно разрушает материнскую подстилающую породу, имеющую у/= 0,12...0,71 Дж/кг (для почвенного покрова не только за продолжительность хода эффективных атмосферных осадков, а за полную продолжительность стока.

Предложены расчетные формулы для определения длины, площади и объема оврага в завершающей стадии его развития, основанные на экспериментально определяемой величине - потенциале эрозионной стойкости почвогрунтов

3. Предложено планировать противоовражные технологии с учетом «волнового эффекта» от водораздельной линии до подножия склона, от вершины оврага до его устья. На основе предложенной математической модели прогноза овражной эрозии разработана методика проектирования противоовражных технологий с учетом «волнового эффекта». Установлено, что целевой функцией, оптимизирующей применение различных почвозащитных технологий, является минимизация суммарного объема смываемой почвы со всей водосборной пло-

щади за прогнозный период полной ротации севооборота и трансформированных участков под лесомелиоративные и гидротехнические сооружения. Сформулированная задача при линейных ограничениях-неравенствах приведена к задаче линейного программирования и решена симплекс-методом.

4. Рассмотрено влияние «волнового эффекта» на противоэрозионные технологии, проводимые на пашне, конструктивные параметры рабочих органов почвозащитных машин и орудий, а также на оврагозакрепительные гидротехнические сооружения. Установлено, что «волновой эффект» существенно снижает противоэрозионную эффективность на величину коэффициентов Предложены технические решения для борьбы с овражной эрозией, защищенные авторским свидетельством СССР и патентом РФ на изобретение.

5. Применение на водосборной площади разработанных на основе ПЭС противоовражных технологий (лесные полосы с гидротехническими валами и канавами) и технических средств позволяет снизить среднегодовой смыв почвы более чем в 9 раз и уменьшить рост вершины оврага более чем в 5 раз.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет о НИР/Чувашский СХИ; Н. рук. работы Максимов И.И. (исп. Сироткин В.М., Ак-вильянов А.П., Максимов В.И. и др.).- ДСП. Чебоксары, 1994. - 89 с.

2. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет о НИР/Чувашский ГСХА; Н. рук. работы Максимов И.И. (исп. Сироткин В.М., Аквильянов Л.П., Максимов В.И. и др.).- ДСП. Чебоксары, 1995. - 70 с.

3. Максимов В.И. Устройство для борьбы с овражной эрозией //Земельный фонд Чувашской Республики и его современное состояние, Чебоксары, 1995, С.50-51.

4. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет о НИР/Чувашский ГСХЛ; Н. рук. работы Максимов И.И. (исп. Сироткин В.М., Аквильянов А.П., Максимов В.И. и др.).- ДСП. Чебоксары, 1996. - 83 с.

5. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет о НИР/Чувашский ГСХА; Н. рук. работы Максимов И.И. (исп. Сироткин В.М., Аквильянов А.П., Максимов В.И. и др.).- ДСП. Чебоксары, 1997. - 134 с.

6. Максимов В.И. Математическая формулировка задачи прогноза овражной эрозии // Труды Чувашской ГСХА, т. 12, вып. 3, - Чебоксары: ЧГСХА, 1997, С. 52-54.

7. Максимов И.И., Максимов В.И. Скорость стока и расход воды в замыкающем створе водосборной площади //Совершенствование и развитие мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Материалы 10-й научно-практической конференции вузов Поволжья и Предуралья.-Чебоксары, 1998., С.54-57.

8. Максимов В.И., Максимов И.И. Эрозионная стойкость стокоформирую-щей и овражно-балочной поверхности //Экология и сельскохозяйственная тех-

ника. Материалы докладов С.-Петербург-Павловск: СЗНИИМЭСХ, 1998, С. 8587.

9. Максимов В.И. К вопросу прогноза овражной эрозии // Проблемы использования ресурсов агропромышленного производства / Материалы региональной научно-практической конференции (24 — 25 октября 1997 г. г. Чебоксары) Чебоксары. 1998, С. 101-102.

10. Максимов И.И., Максимов В.И. Определение направления стока атмосферных осадков на склонах //Экология и сельскохозяйственная техника. Т. 2. Экологические аспекты технологий производства продукции растениеводства и животноводства: Материалы 2-ой научно-практической конференции СПб: СЗНИИМЭСХ,2000, С. 160-163.

И.Максимов И.И., Максимов В.И. Методика приближенного описания стокоформирующей поверхности W-сплайном //Труды Чувашской ГСХА; т. 14, -Чебоксары: ЧГСХА,2000, С.45-48.

12.Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет о НИР/Чувашский ГСХА; Н. рук. работы Максимов И.И. (исп. Сироткин В.М., Аквильянов А.П., Максимов В.И. и др.).- ДСП. Чебоксары, 2000. - 74 с.

13. А.с.№1738109 СССР. Устройство для борьбы с овражной эрозией /Максимов И.И. и Максимов В.И. Опубл. в Б.И. №21,1990.

14. Патент №2041577 РФ. Устройство для борьбы с овражной эрозией /Максимов В.И. и Максимов И.И. Опубл. в Б.И. №23,1995.

15. Патент №2129268 РФ. Способ определения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях /Максимов И.И., Сироткин В.М., Максимов В.И. и др. Опубл. в Б.И. №11,1999.

Подписано в печать 2.3.04.04 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная.. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 86 . Полиграфический отдел ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 29 Лицензия ПЛД№ 27-36.

'3 116 30

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Факторы, влияющие на интенсивность овражной эрозии.

1.2. Методы прогноза овражной эрозии.

1.3. Способы проектирования противоовражных технологий.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОГНОЗА ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Эрозионная стойкость стокоформирующей овражно-балочной поверхности.

2.3. Направление, скорость, расход и продолжительность стока атмосферных осадков.

2.3.1. Определение направления стока атмосферных осадков.

2.3.2. Скорость стока и расход воды в замыкающем створе водосборной площади.

2.3.3. Продолжительность стока атмосферных осадков.

2.4. Деформация и скорость деформации подстилающей поверхности.

2.5. Скорость роста вершины оврага.

2.6. О форме развития оврага. Объем, площадь.

2.7. Алгоритм расчета овражной эрозии. Выводы по главе.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Объект и задачи исследований.

3.2. Лабораторное устройство для моделирования и изучения направления деформации подстилающей поверхности методом точечного источника.

3.3. Методика и устройство для измерения потенциала эрозионной стойкости почвогрунтов в полевых условиях.

3.4. Методика и устройство для определения гидрофизических свойств в полевых условиях.

3.5. Лабораторное устройство для моделирования и изучения течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты лабораторных исследований по изучению направления деформации подстилающей поверхности методом точечного источника.

4.2. Результаты полевых исследований по определению потенциала эрозионной стойкости почв.

4.3. Результаты экспериментальных исследований по определению гидрофизических свойств почв.

4.4. Результаты лабораторных исследований по изучению течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва.

4.5. Выводы по главе.

5. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОТИВООВРАЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И СООРУЖЕНИЙ.

5.1. Методика проектирования противоовражных технологий.

5.2. Предложения по совершенствованию противоовражных технических средств.

5.3. Технико-экономическая оценка противоовражной мелиорации.

5.4. Выводы по главе.

Эрозия почв отрицательно влияет практически на все отрасли сельскохозяйственного производства: сокращаются площади, удобные для сельскохозяйственного использования; снижается производительность работы сельскохозяйственной техники на склонах, расчлененных промоинами и оврагами; ухудшается экологическая обстановка; заиливаются малые реки и водоемы; снижается продуктивность сельского хозяйства.

Водной эрозии почв подвержено более 45% пахотных земель Российской Федерации, в том числе 81,3% земель Чувашской Республики. В результате действия эрозионных процессов на территории России площади эродированных земель ежегодно возрастают до 400.500 тыс. га, десятки тысяч гектаров пашни разрушаются оврагами. По данным [86] общая площадь оврагов составляет более 2,5 млн. га. Если средние многолетние скорости роста оврагов в земледельческих областях центра России составляют 1,0. 1,5 м/год, то максимальные скорости оврагов на территории Чувашии, Татарстана, Саратовской и Пермской областях и Алтайского края достигли 15.25 м/год [86]. По данным Госкомзема Чувашской Республики самыми эродированными районами являются: Аликовский, Козловский, Моргушский, Чебоксарский, Урмарскцй, Цивильский, Ядринский.

Для решения задачи защиты почв от овражной эрозии существенную помощь может оказать достаточно точный прогноз эрозионных процессов. К настоящему времени разработано множество методов прогноза почвенной эрозии, однако далеко не все из них обеспечивают необходимую точность расчета, особенно овражной эрозии.

Эффективной и наглядной формой представления результатов расчета овражной эрозии, прежде всего определение направления и скорости роста вершин действующих и вновь образуемых оврагов, является топографическая карта местности в изолиниях расчетной прогнозируемой величины. Применение современных технических средств позволяет автоматизировать построение карт- различного назначения. Однако построение прогнозных эрозионных карт встречает ряд трудностей:

1) проблематичность выбора прогнозируемых величин, адекватно характеризующих процесс овражной эрозии;

2) несовершенство применяемых математических моделей расчета овражной эрозии;

3) достаточно большая сложность самого процесса овражной эрозии, обусловленного влиянием на него многочисленных факторов;

4) неполный объем исходной статистической информации.

Цель исследований. Изыскание способов и технических средств для предотвращения овражной эрозии.

Объекты исследований. Почвы склоновых и овражно-балочных земель и взаимодействие их с водным потоком; технологические и технические средства защиты почв от водной эрозии.

Методы исследований. Математическое и физическое моделирование, прикладная геостатистика, гидродинамика, земледельческая механика.

Научная новизна. Применение комплексного подхода к разработке математической модели прогноза - овражной эрозии и методики проектирования противоовражных технологий и технических средств на склоновых и овражно-балочных землях.

В качестве интегрального критерия оценки эрозионной стойкости почвогрунтов принят «потенциал эрозионной стойкости» (ПЭС), представляющий собой энергию, затраченную на разрушение и вынос единицы массы почвы в конкретных условиях ее залегания.

Разработаны следующие математические модели: направления, скорости, расхода и продолжительности стока атмосферных осадков; деформации и скорости деформации подстилающей поверхности; прогноза скорости роста вершины оврага, объема и площади оврага.

Разработаны: способ, устройство и методика определения ПЭС в полевых условиях; устройство для моделирования и изучения направления деформации подстилающей поверхности методом точечного источника; устройство для моделирования и изучения течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва.

Разработаны предложения по совершенствованию противоовражных технических средств.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Практическую ценность работы составляют: способ, устройство и методика определения ПЭС в полевых условиях; устройства для моделирования и изучения направления деформации подстилающей поверхности и течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва; предложения по совершенствованию противоовражных технических средств.

Материалы исследований и техническая документация на устройство для определения ПЭС в полевых условиях, пермиметр, устройства для моделирования и изучения направления деформации подстилающей поверхности и течения жидкости тонким слоем по стенке обрыва и предложения по совершенствованию противоовражных технических средств переданы Государственному Комитету Чувашской Республики по земельным ресурсам и землеустройству (1994, 1995, 1996, 1997, 2000 гг.).

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждена на: научных конференциях профессорско-преподавательского состава Чувашской ГСХА в 1998-2000 гг. (г.Чебоксары); научно-технических советах Госкомзема Чувашской Республики в 1994-1997 гг и 2000 г. (г. Чебоксары), Чувашской республиканской конференции по земельным ресурсам и землеустройству в 1995 г. (г.Чебоксары), Международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственная техника» в 1998 и 2000 гг (Санкт-Петербург - Павловск).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 15 научных работ, в том числе 2 патента РФ и 1 авторское свидетельство СССР.

На защиту выносятся:

- математическая модель прогноза овражной эрозии;

- алгоритм расчета овражной эрозии;

- методика проектирования противоовражных технологий и технических средств;

- предложения по совершенствованию противоовражных технологий и технических средств;

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В качестве критерия оценки эрозионной стойкости почвогрунтов принят потенциал эрозионной стойкости (ПЭС), представляющий собой энергию, затраченную на разрушение и вынос единицы массы почвы в конкретных условиях ее залегания. Показано, что представление пространственной изменчивости ПЭС в виде карты в изолиниях является совокупностью эквипотенциальных поверхностей. Установлено, что скорость изменения ПЭС на склоновых и овражно-балочных поверхностях выражается скалярным произведением градиента ПЭС на единичный вектор г направления стока эффективных атмосферных осадков. Изучением направления деформации подстилающей поверхности методом точечного источника установлено влияние grad у/ на направление деформации: при скоростях стока ив > 0,7.0,8 м/с направление деформации практически совпадает с направлением стока г, а при скоростях ив < 0,3.0,4 м/с с направлением grad у/ .

2. Предложена математическая модель прогноза овражной эрозии, включающей:

- направление, скорость, расход и продолжительность стока атмосферных осадков;

- деформация и скорость деформации подстилающей поверхности;

- прогноз скорости роста вершины оврага, объема и площади оврага.

Предложено условно разделять водосборную поверхность на элементарные стокоформирующие поверхности (начиная от водораздельной линии до водоприемника - оврага, балки, речки и т.д.), ограниченных вдоль склона соседними rgrad - линиями. Установлено, что на сходящихся склонах количественная концентрация потока QT становится достаточной для размыва временного русла и образования новых оврагов. Максимальный расход QTmax на сходящихся склонах наблюдается в сечениях, удаленных от водораздела на расстоянии, равном длине добегания волны стока («волновой эффект»). Поэтому оценку эрозионной устойчивости склона и овражно-балочной сети предложено производить по максимальному расходу Qzmax и проектировать противоэрозионные мероприятия на расстоянии не более чем (0,6.0,7) L от линии водораздела.

Предложены зависимости для определения скорости роста вершины оврага, достоверность (чувствительность) которых подтверждена рядом опубликованных данных. Установлено, что свободно падающая струя (баллистический расход Qe) образует воронку размыва, а струйка воды (типот расход Qm), стекающая тонким слоем по поверхности обрыва, подмывает и эрозионно разрушает материнскую подстилающую породу, имеющую у/ = 0,12.0,71 Дж/кг (для почвенного покрова у/= 1,0.2,5 Дж/кг), не только за продолжительность хода эффективных атмосферных осадков, но и за полную продолжительность стока.

Предложены расчетные формулы для определения длины, площади и объема оврага в завершающей стадии его развития, основанные на экспериментально определяемой величине — потенциале эрозионной стойкости поч-вогрунтов у/.

3. Предложено планировать противоовражные технологии с учетом «волнового эффекта» от водораздельной линии до подножия склона, от вершины оврага до его устья. На основе предложенной математической модели прогноза овражной эрозии разработана методика проектирования противоовражных технологий с учетом «волнового эффекта». Установлено, что целевой функцией, оптимизирующей применение различных почвозащитных технологий, является минимизация суммарного объема смываемой почвы со всей водосборной площади за прогнозный период полной ротации севооборота и трансформированных участков под лесомелиоративные и гидротехнические сооружения. Сформулированная задача при линейных ограничениях-неравенствах приведена к задаче линейного программирования и решена симплекс-методом.

4. Рассмотрено влияние «волнового эффекта» на противоэрозион-ные технологии, проводимые на пашне, конструктивные параметры рабочих органов почвозащитных машин и орудий, а также на оврагозакрепительные гидротехнические сооружения. Установлено, что «волновой эффект» существенно снижает противоэрозионную эффективность на величину коэффициентов кн, kg и кц. Предложены технические решения для борьбы с овражной эрозией, защищенные авторским свидетельством СССР и патентом РФ на изобретение.

5. Применение на водосборной площади разработанных на основе ПЭС противоовражных технологий (лесные полосы с гидротехническими валами и канавами) и технических средств позволяет снизить среднегодовой смыв почвы более чем 9 раз и уменьшить рост вершины оврага более чем 5 раз.

1. А.с. № 1738109 СССР. Устройство для борьбы с овражной эрозией / Максимов И.И., Максимов В.И. - Опубл. 07.06.92, Бюл. №21.

2. Арманд Д.Л. Антропогенные эрозионные процессы // Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней. М.:АН СССР, 1956, С. 7-37.

3. Ахмадов Х.А. Использование некоторых морфологических характеристик оврагов в Яванской долине для разработки предложений по мерам борьбы с оврагообразованием / Тр. Тадж. НИИ почновед., 1986, вып. 23, С. 163-171.

4. Бабкин М.М., Грушевский М.С. Расчет трансформации дождевых паводков на малых водосборов приморья с помощью линейных моделей // Вопросы математического моделирования гидрологических процессов. Труды ГГИ, вып. 211 Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - С. 60 - 87.

5. Безрукова Н.А. Морфология полей фронтальных осадков // Метеорология и гидрология. 1991. - М 10. - С. 11 - 19.

6. Беляев В.А. Борьба с водной эрозией почв в Нечерноземной зоне. — М.: Россельхозиздат, 1976. — 158 с.

7. Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока. / Труды ОГМИ, вып. 4, Одесса, 1949, С. 39-175.

8. Бобровицкая Н.Н. Графоаналитическая модель формирования стока наносов с распаханных склонов // Труды 5 Всесоюзного гидрологического съезда, т. 10. Русловые процессы и наносы, кн. 2. Л., 1986. - С. 126 - 134.

9. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. М.: Стройиздат, 1972,648 с.

10. Богуцкий А.Б., Волошин П.К. Палеокриогенез как фактор развития эрозионных процессов в лессово-почвенных сериях плейстоцента // Эрозио-ведение: теория, эксперим., практ.: Тез. докл. Веер. Науч.конф., Москва, 2628 дек., 1991.-М.-С. 22-23.

11. Борисоник З.Б. и др. Особенности формирования и трансформации запасов влаги в обыкновенных черноземах Украины в зимний период // Почвоведение. 1989. - № 8. - С. 47 - 57.

12. Брюханов В.А. Эрозионно-аккумулятивные процессы в бассейне Большой Речки (Алтай) // Эрозиоведение: теория, эксперимент., практ.: Тез. докл. Веер, науч.конф., Москва, 26-28 дек., 1991. -М. С. 27-27.

13. Будыко М.И. Климат и жизнь. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 472с.

14. Бутаков Г.П., Дедков А.П. Эрозия временных русловых потоков в умеренном поясе Европы в плейстоцене и голоцене // Геоморфология. — 1999. -№1.-С. 47-52.

15. Бутаков Г.П. Овражная эрозия как фактор деградации речной сети на востоке Русской равнины // Причины и механизм пересыхания малых рек. -Казань, 1996. С. 63-72.

16. Великанов М.А. Динамика русловых потоков. т. 1, - М.: Гостех-издат, 1954. - 323 е.; т. 2, - М.: Гостехиздат, 1955. - 323 с.

17. Владимиров A.M. Гидрологические расчеты. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990, 366 с.

18. Вознесенский А.С Арцруни А.Б. Влияние физико-химических свойств почв на поверхностный смыв // Борьба с эрозией почв СССР. М.-Л.:Изд.АН СССР, 193 8.- С. 131 -153.

19. Волощук М.Д. Почвозащитные основы мелиорации земель, пораженных оврагами / Тез. докл. 8 Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 14-18 авг., 1989. Кн. 5. Комис. 6. Новосибирск, 1989. - 257 с.

20. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высш. школа, 1978. - 447 с.

21. Гайворон Т.Д. Факторы оврагообразования и изрезанность оврагами территории СССР // Сельскохозяйственное использование заовражных земель. М.: Агропромиздат, 1989. - С. 5 - 15.

22. Гольдфайн И.А. Векторный анализ и теория поля. М.: Наука, 1968.- 128 с.

23. Гончаров В.Н. Основы динамики русловых потоков. — JL: Гидро-метеоиздат. 1954. 452 с.

24. Горейко В.А. Овражно-балочные системы Верхнеднепровского региона и их прикладное картографирование и современные проблемы географии и картографии почв: Матер, (тез.) Всес. конф., 24-26 сент. 1991 /ВАСХНИЛ. М., 1992.-С. 123-124.

25. Гришанин К.В. Теория руслового процесса. М.: Изд-во Транспорт, 1972. - 216 с.

26. Гройсман П.Я., Кокнаева В.В. О влиянии процесса урбанизации на оценки глобального потепления // Метеорология и гидрология. 1991. № 9.-С. 5-11.

27. Грушевский М.С. О математическом моделировании процесса формирования речного стока // Вопросы математического моделирования гидрологических процессов. Труды ГГИ, вып. 211 Л.: Гидрометеоиздат, 1973.-С. 3-59.

28. Гуссак В.Б. Изучение процессов смыва и эрозии в лотке // Почвоведение. № 1. - 1945. - С. 27- 39.

29. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1969, 734 с.

30. Де Бор К. Практическое руководство по сплайнам. Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1985.- 304 с.

31. Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на земле. -Казань.: Изд-во Казанского университета, 1984, 264 с.

32. Добровольская Н.Г. и др. Прогноз эрозии почв в Калининской об-ласти//Земледелие.-1989.-№ 12. С. 40-42.

33. Дроздов О.А., Григорьева А.С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.157 с.

34. Дьяков В.Н. Агролесомелиорация заовраженных земель // Сельскохозяйственное использование заовраженных земель . — М.: Агропромиз-дат, 1989,-С. 64-98.

35. Дудкин П.А. Скорости течения воды по поверхности водосбора и методы их изучения /1 Метеорология и гидрология. 1937. - 1 9. - С. 50 -57.

36. Ермолаев О.П. Эрозия в бассейновых геосистемах Казань: Изд-во «УНИПРЕСС» - 2002. - 264 с.

37. Завьялов Ю.С., Квасов Б.И.', Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. Л. - М.: Наука, Гл. ред. ф.-м. лит-ры, 1980. - 352 с.

38. Завьялов Ю.С., Леус В.А., Скороспелое В.А. Сплайны в инженерной геометрии. М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

39. Заславский М.Н. Эрозия почв. М.: Мысль, 1978. - 245 с.

40. Зорина Е.Ф. Оценка и картографирование оврагоопасных земель. Интенсивность оврагообразования и пораженность земель оврагами. // Актуальные вопросы эрозиоведения / Под ред. А.Н. Каштанова. М.: Колос, -1984. - С. 98-108.

41. Зорина Е.Ф. и др. Методы комплексного исследования овражной эрозии // Земледелие. 1989. - № 7. С. 76-77.

42. Зыков И.Г., Ивонин В.М., Духнов В.К. Защита склонов от эрозии. М.: Россельхозиздат, 1985. - 64 с.

43. Иванова А.А., Румянцев В.А., Делеур М.С. Математическое моделирование процесса снеготаяния для расчета гидрографов половодья // Вопросы математического моделирования гидрологических процессов. Труды ГГИ, вып. 211-J1.: Гидрометеоиздат, 1973.-С. 105-111.

44. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет по НИР (в 2-х томах) / Чувашский СХИ; Н. руководитель работы Максимов И.И., ДСП., Чебоксары, 1994. - 89 с.

45. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет по НИР (в 2-х томах) / Чувашская ГСХА; Н. руководитель работы Максимов И.И., ДСП., Чебоксары, 1995. - 70 с.

46. Изучение, прогнозирование и разработка рекомендаций по борьбе с эрозионными процессами на территории Чувашской Республики: Отчет по НИР / Чувашская ГСХА; Н. Руководитель работы Максимов И.И., ДСП., -Чебоксары, 2000. 131 с.

47. Караушев А.В. Речная гидравлика. JL: Речиздат, 1969. - 416 с.

48. Каташ И.Г., Прохорова С.Д. Возможные потери площадей сельскохозяйственных земель при развитии процесса овражной эрозии // Эрозио-ведение: теория, эксперимент., практ.: .: Тез. докл. Веер. Науч.конф., Москва, 26-28 дек., 1991. М. - С. 19-20.

49. Киселева О.А. Оптимизация методов картографирования и прогнозирования оврагообразования // Комплексное использование овражно-балочных земель УССР. Киев, 1989. - С. 36-40.

50. Колейка Я., Печ Дж. Оценка цифровой обработки сканерных спутниковых данных для исследования эрозионного повреждения почв (Чехословакии) // География и природные ресурсы. 1991. - №3 - С. 161-167.

51. Комаров В.Д. Исследование водопроницаемости мерзлой почвы // Метеорология и гидрология. 1957. - Т 2. - С. 10 - 18.

52. Комаров В.Д. Лабораторные исследования водопроницаемости мерзлой почвы // Труды ЦИПа, 1957, вып. 54. С. 3 - 42.

53. Кондратьев С.А. Гидродинамическое моделирование водноэрози-онных процессов на склонах и малых водосборах // Труды 5 Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 10. Русловые процессы и наносы, кн. 2. - Л., 1986, С. 134- 141.

54. Кормщиков А.Д. Механизация обработки почвы на склонах. — Чебоксары: Чувашское кн.изд-во, 1981. — 128 с.

55. Косов Б.Ф. Овражная эрозия в условиях земледельческого освоения территории // Эрозионные процессы. М.: Мысль, 1984. — 125 с.

56. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозиздат, 1960.750 с.

57. Кузницын М.А. Лес и овражная эрозия / Аграрная наука достиж. и перспективы: Тез. докл. научн. конф., - Киров, 1994. - С. 90 - 91.

58. Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова. Л.: Гидроме-теоиздат, 1961.- 345 с.

59. Кулик В.Я. Физика инфильтрации воды в мерзлую почву // Метеорология и гидрология. 1977. - № 1. - С. 70 - 75.

60. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв. М.: Изд-во МГУ, 1993.200 с.

61. Магомедова А.В. Прогноз эрозионных процессов и транспорта наносов: дисс. д.т.н. Махачкала, 1982. - 426 с.

62. Маккавеев В.М., Коновалов И.М., Гидравлика. М.-Л.: Речиздат, 1940.- 644 с.

63. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955.-346 с.

64. Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. М.:Изд-во МГУ, 1986.- 264 с.

65. Макаров В.З. Ландшафтно-экологические проблемы сельскохозяйственных угодий Нижнего Поволжья // Экологические проблемы сельского и водного хозяйства Поволжья: .: Тез. докл. науч.-практ. конф., Саратов, 22-24 сент., 1992.-Саратов, 1992.- С. 10-11.

66. Максимов В.И. Математическая формулировка задачи прогноза овражной эрозии. / Труды Чувашской ГСХА. Т. XII, Вып. 3, Чебоксары: ЧГСХА, 1997, С. 52-54.

67. Максимов В.И. К вопросу прогноза овражной эрозии / Проблема использования ресурсов агропромышленного производства. Материалы региональной научно-практической конференции (24-25 октября 1997 г. Чебоксары) Чебоксары, 1998, С. 101 - 102.

68. Максимов И.И. Прогноз эрозионных процессов, техника и технология для обработки склоновых земель: Дисс. . д.т.н. Чебоксары, 1996. -359с.

69. Максимов И.И., Максимов В.И. Эрозионная стойкость стокоформирующей и овражно-балочной поверхности. / Экология и сельскохозяйственная техника // Сборник тезисов докладов. — Спб.: СЗНИИМЭСХ, 1998, С. 85-87.

70. Майоров Ю.И., Соложенко В.М. Методика определения экономической эффективности противоэрозионных мероприятий на овражно-балочных землях / Сельскохозяйственное использование заовраженных земель. М.: Агропромиздат, 1989, 196 с.

71. Малов А.А. Разработка математических моделей прогноза эрозионных процессов и проектирование противоэрозионных технологий на склоновых землях: Дисс. к.т.н. Чебоксары, 2000. - 179 с.

72. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Ч. 1. М.: 1998, 219 е., Ч. 2. М.: 1998. 251 с.

73. Методические указания по проектированию систем почвозащитного земледелия для районов распространения водной и водно-ветровой эрозии почв Европейской территории страны. Утверждены НТС Госагропрома СССР 29.10.86. -М.: Агропромиздат, 1986, 50 с.

74. Механизация защиты почв от водной эрозии в Нечерноземной полосе. Под ред. А.Т. Вагина. Л.: Колос, 1977, 272 с.

75. Мирзобаев Д., Якутилов М,Р. Оврагообразование и пути освоения заовражных земель в Таджикистане / Сб. науч. тр. НИИ почвовед., 1987, вып. 24, С. 92-102.

76. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза вод ной эрозии. М.: Колос, 1970. - 240 с.

77. Мирцхулава Ц.Е. Основы физики и механики эрозии русел. Л.: Гидрометеоиздат, 1988.- 303 с.

78. Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. Л.: Гидрометеонэ-дат, 1979.- 407 с.

79. Мясоедов С.С. Борьба с оврагами. М.: Россельхозиздат, 1984,88 с.

80. Мясоедов С.С. Противоэрозионные' гидротехнические сооружения // Сельскохозяйственное использование заовраженных земель . — М.: Агро-промиздат, 1989, С. 98 - 110.

81. Навоян Х.А. Примеры гидравлических расчетов водопропускных сооружений. Киев: Буд1вельник, 1975. - 147 с.

82. Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. — М.: Изд-во АПЭК, 1992. 176 с.

83. Павлов А.П. О рельефе равнин и его изменениях под влиянием работы подземных и поверхностных вод 1/ Землеведение, кн. 3-4 (под ред. Д.Н. Анучкина). М.: 1899, - С. 91 - 147.

84. Патент РФ № 2041577. Устройство для борьбы с овражной эрозией / Максимов В.И., Максимов И.И. Опубл. 20.08.95, Бюл. № 23.

85. Патент № 2078331 РФ. Пермиметр / Сироткин В.М., Максимов И.И., Сироткин В.В, Аквильянов А.П. Опубл. 27.04.97, Бюл. № 12.

86. Петров Г.А. Движение жидкости с изменением расхода вдоль пути. M.-JL: Стройиздат, 1951. - 200 с. •

87. Протодьяконов М.М. Теория стока поверхностных вод. M.-JL: Гострансиздат, 1932. - 198 с.

88. Путилин А.Ф. Ландшафтные особенности заовраженных земель Западной Сибири // Тез. докл. 8 Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 1418 авг., 1989. Кн. 5. Комис. 6. Новосибирск, 1989. - 297 с.

89. Пушкаренко В.П. и др. Особенности формирования оврагов в при-горьях Средней Азии и проблемы инженерно-геологического обоснованияборьбы с линейной эрозией // Сб. науч. тр. Ин-та почововед. и агрохимии АН УзСССР, 1986, № 29 С. 94-99.

90. Рейнер М. Деформация и течение (введение в реологию) Перевод с англ. -М.: Гостехнаучиздат, 1963,381 с.

91. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. М.: Колос, 1981. - 199 с.

92. Рожков А.Г., Горина Н.Д. Интенсивность роста оврагов и разрушения пашни в современный период / Сельскохозяйственное использование заовраженных земель. М.: Агропромиздат, 1989, С. 16-33.

93. Рожков А.Г., Бахирев Г.Н., Горин В.Б. Интенсивность роста оврагов в Центрально-Черноземной зоне // Почвоведение. 1993, - № 4. - С.84-88.

94. Рыбакова Н.А. Водопроницаемость мерзлых почв под насаждениями лесной зоны // Почвоведение. 1989. -№ 8. - С. 116 - 122.

95. Рысин И.И. Овражная эрозия в Удмуртии. Ижевск: Изд-во Уд-муртск. ун-та. — 1998. 274 с.

96. Рябов Е.И. Дороже золота // Земледелие. 1988. - № 9. - с. 25 - 29; 1988.-№ И.-С. 27-31.

97. Система ведения сельского хозяйства в Чувашской АССР. — Чебоксары, 1988.-184 с.

98. Снег. Справочник 1 Под ред. Д.М. Грея и Д.Х. Мэйла. JL: Гид-рометеоиздат, 1986. - 751 с.

99. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской области СССР и борьба с ними, т.1, М.: АН СССР, 1948. 307 с, т.2, М.: АН СССР, 1960. - 248 с.

100. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Д.: Гидрометеоиз-дат, 1976.- 254 с.

101. Сухановский Ю.П. Разработка имитационных моделей водной эрозии почв // Почвозащитная технология полива и повышение надежности противопаводковой защиты Сб. науч. тр. - 1990, Пущино. - С. 100- 102.

102. Сысуев В.А., Мухамадьяров Ф.Ф. Методы повышения агробио-энергетической эффективности растениеводства. — Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2001216 с.

103. Трегубов П.С. и др. Эрозия почв и борьба с ней в районах с преобладанием стока талых вод /1 Эрозия почв и борьба с ней / Под ред. В.Д. Панникова. М.: Колос, 1980. - С. 97 - 125.

104. Чудновский А.Ф. Физика теплообмена в почве. JI.-M.: ОГИЗ Гос-техиздат, 1948, 220 с.

105. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии, стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии). Л.:Гидрометеоиздат, 1974.-183с.

106. Швебс Г.И. и др. Расчет склоновых наносов и овражной эрозии для обоснования противоэрозионных мелиораций // Труды 5 Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 10. Русловые процессы и наносы, кн. 2. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - С. 141 - 148.

107. Шикломанов И.А., Линз Г. Влияние изменений климата на гидрологию и водное хозяйство // Метеорология и гидрология. 1991. - № 4. - С. 51-66.

108. Шиятный Е.И. и др. Особенности возникновения и развития линейных форм размыва почвенного покрова на территории Северного Казахстана // Науч. — техн. бюл. ВНИИ зерн. х-ва.- 1988. — № 69. С. 3-13.

109. Шукле Л. Реологические проблемы механики грунтов. Сокр. пер. с англ. Изд. 2-е, М.: Стройиздат, 1976. - 485 с.

110. Фильчаков П.Ф. Справочник по высшей математике. Киев: Нау-ковадумка, 1973.- 743 с.

111. Фирсенков В.М. Деятельность человека и рельеф (на примере Курской модельной области) // Геоморфология. 1982. № 3. - С. 7 - 12.

112. Филип Дж., Р. Теория инфильтрации // Изотермическое передвижение воды в зоне аэрации / Под ред. С.Ф. Аверьянова . JL: Гидрометеоиз-дат, 1972.-С. 6-17.

113. Цыкин Е.Н. Опыт исследования водопроницаемости мерзлых почв в Заволжье // Сельскохозяйственная эрозия и новые методы ее из учения. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - С. 162 - 178.

114. Эрозия почвы / Пер. с англ. и предисловие М.Ф. Пушкарева. М.: Колос, 1984.-415 с.

115. Юневич Д.П. О скоростях стекания воды по поверхности тонким слоем в различных естественных условиях // Метеорология и гидрология.-1937.-№9.-С. 58-62.

116. Barnhardt Michael L. Recent gully,activity Meeman Shelby State Park, southwest Tennessee //I. Tenn. Acad. Sci. - 1988. - 63, № 3, S. 61 - 64.

117. Baver L.D. Some soil factors affecting erosion // Agricultural Engineering, 1933, vol. 14, № 2, p. 51 - 52.

118. Beer C.E., Iohnson H.P. Factors in gully growth in the deep loess area of Western Iowa // Trans. Am. Soc. Agric. Engrs, 1963, v. 6, p. 237-240.

119. Bennett H.H. Some comparisons of the proerties of humid tropical and temperate American soils // Soil Science 1926, v. 21, № 5, p. 349-374.

120. De Oliveira M.A.T. Erosion disconformities and gullu morphology: a threedimensional approach // Catena. 1989, - 16, №4-5. p. 413-423.

121. Disfani M. Najafi. Utility of spatial piltering techniques for detecting soil erosion on Zandsat Thematic Mapper Images of Iran //IGARSS 89: Remote

122. Sens.: Econ. Tool Ninefies (and) Can. Symp. Remote Seus.;Vancouver, Iuly 1014, 1989. Vol. 4-New York 1989, S. 2002-2005.

123. Effect of soil properties on ephemeral gully erosion / Zhu I.C., et. Al.1. Л'

124. Amer. Soc. Agron. Annu. Meet. Madison, 1991, S. 345.

125. Foster G.R. et. Al. User requirements: USDA -water erosion prediction project (WEPP) // Amer. Soc. Of agric. Engineers, 1987, p. 6, Paper № 872539.

126. Franti T.G. et. Al. Modeling the mechanical effects of incorporated residue on rill erosion // Ame. Soc. Of agric. Engineers, 1987, Paper № 87-2010, p. 15.

127. Gardner W.R. Some Steady-State Solutions of the Unsaturated Moisture Flow Equation with Application to Evaporation from a Water Table // Soilft Sci., 1958, v. 85, № 4, p. 228 - 232.

128. Griffen M.L. et. Al. Estimating soil loss topographically nonuiform field and form units // Soil and Water Conserv., 1988, 43, № 4, p. 326 - 331.

129. Hirschi Michael C. et. Al. KYERMO a physically based research erosion model. Part 2. Model sensitivity analysis and testing // Trans. ASEA, -1988, v. 31.№ 3, p.814 -820.

130. Johnson R.R. Putting soil movement into perspective // Product. Agr., 1988,1,1, p. 5-12.

131. Lutz V.F. The physicochemical properties of soils effecting erosion // Missouri Agr. Exp. Spa. Research, Bui., 1931, № 212, p. 5-45.

132. Meyer G.I., Schoeneberger P.I., Huddleston I.H. Sediment yields from roadsides: an application of the universal soil loss equation // Soil and Water Conserv. 1975, v. 30, p. 289-291.

133. Mutchler C.K., Carter C.E. Soil erodibility variation during the year

134. J II Trans. ASAE, Joseph, Mich., 1983, 26, 4. p. 1102 1104.

135. Piest R.F., Bradford J.M. and Wyatt G.M. Soil erosion and sediment transport from gullies // J. Hydraulics Div., Am., Soc. Civil Engrs. 1975, 101 (HY1), p. 65-80.

136. Saupe G. Die Erosivitat die Niederschlage im Suden der DDR ein Beitrag zur guantitativen Prognose der Bodenerosion // Arch. Naturschulz Land-schaftsforsch., 1985, 25, 3, S. 155 - 169.

137. Thompson I.R. Quantitatife effect of watershed variables on rane of gully head advancement // Trans. Am. Soc. Agric. Engrs, - 1964, v. 7, p. 54-55.

138. United States Soil Conservation Service. Procedures for Determining Rates of Land Damage, Land Depreciation, and Volume of Sediment Produced by Gully Erosion // Technical Release, 1966, № 32, United States Department of Agriculture, Washington, D.C.

139. Van Liew M.W., Saxton K.E. Dinamic Simulation of Sediment Discharge from Agricaltural Watersheds // Trans. ASEA, 1984, v. 27. № 4, p. 1087 -1093.

140. Wall G.J., Dicksinson W.T., Rudra R.P., Coote D.R. Seasonal soil erodibility variation in southwestern Ontario // Can. J. Soil Sci., 1988, 68, №2, p. 417-424.

141. Wischmeier W.H., Smith D.D. Predicting Rainfall erosion Losses // Agriculture Handbook, 1978, № 537, United States Department of Agriculture, Washington, D.C.