Оценка величины потерь почвы в тальвегах ручьёв, сформированных ливневыми осадками в развальных бороздах на распахиваемых склонах: применение спутниковых снимков, ГИС и радиоцезиевого метода

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2019-2-25-217-231

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Л.Н. Трофимец

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, институт естественных наук и биотехнологии, кафедра географии,
ул. Комсомольская, д. 95, 302026, Орёл, Россия,
E-mail: trofimetc_l_n@mail.ru

Е.А. Паниди

Санкт-Петербургский государственный университет, институт наук о Земле, кафедра картографии и геоинформатики,
10 линия ВО, д. 33, 199178, Санкт-Петербург, Россия,
E-mail: panidi@ya.ru
E-mail: e.panidi@spbu.ru

Н.Н. Чаадаева

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, институт естественных наук и биотехнологии, кафедра географии,
ул. Комсомольская, д. 95, 302026, Орёл, Россия,
E-mail: n_chaadaeva@list.ru

Е.А. Санкова

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, институт естественных наук и биотехнологии, кафедра географии,
ул. Комсомольская, д. 95, 302026, Орёл, Россия,
E-mail: alena7orel@yandex.ru

Т.Л. Иванёха

Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Орловский»,
ул. Молодежная, д. 7, 302502, Орловский район, поселок Стрелецкий, Россия,
E-mail: ivaneha.taras@gmail.com

А.И. Петелько

Новосильская ЗАГЛОС,
улица Семашко, 2а, 303035, Мценск, Россия,
E-mail: zaglos@mail.ru

Аннотация

В работе представлены результаты исследования процесса формирования эрозионной сети природно-антропогенного происхождения на распахиваемом склоне в бассейне верхней Оки (Орловская область). На примере 2014 года показано, что интенсивные осадки (суточная сумма которых сравнима со средней многолетней месячной суммой), выпавшие в период, когда поле не было защищено растительностью (в конце июня и сентября 2014 года), сформировали ручейковую сеть, пространственная организация которой своим происхождением обязана развальным бороздам. Обнаружить этот факт помог спутниковый снимок от 7 июля 2014 года. Измерение активности цезия-137 чернобыльского происхождения в почве тальвегов древних ложбин стока и тальвегов ручьёв, сформированных ливневыми дождями лета-осени 2014 года в развальных бороздах, сделало возможным оценку зависимостей активности цезия-137 от морфометрических параметров рельефа, рассчитанных средствами ГИС (площади сбора и профильной кривизны рельефа) как для древних ложбин стока, так для ручьёв. В результате сравнительного анализа было обнаружено, что на склоне северной экспозиции смыв почвы в ручьях, сформированных в развальных бороздах, превышает смыв почвы в древних ложбинах стока более чем на 20 % (вплоть до 50 %) при сопоставимых значениях площади сбора. Смыв почвы в ручьях можно прогнозировать по полученным зависимостям для ложбин стока (при условии введения соответствующих повышающих коэффициентов), если имеются спутниковые снимки июня-сентября и срочные данные по атмосферным осадкам. Смыв почвы в колеях от техники (при принятии допустимой погрешности оценки смыва почвы в 20 %) можно рассчитывать по уравнениям, полученным для межложбинных поверхностей. Там, где ручьи пересекают древние ложбины стока, расчёт смыва почвы должен осуществляться по зависимостям, полученным для древних ложбин стока.

Ключ. слова

спутниковые снимки, удельная активность цезия-137, ложбины, развальные борозды, ГИС.

Список литературы

  1. Голосов В.Н. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах освоенных равнин. М.: ГЕОС, 2006. 296 с.
  2. Жидкин А.П., Голосов В.Н., Светличный А.А., Пяткова А.В. Количественная оценка перераспределения наносов на пахотных склонах на основе использования полевых методов и математических моделей. Геоморфология, 2015. № 2. С. 41–53. DOI: 10.15356/0435-4281-2015-2-41-53.
  3. Лаврусевич А.А. Научно-методические основы изучения и оценки лёссового псевдокарста в условиях техногенеза. Дисс. на соиск. учёной степ. д. г-м. наук. М.: Всерос. науч.-исслед. ин-т минерал. сырья им. Н.М. Федоровского, 2013. 256 с.
  4. Линник В.Г. Ландшафтная дифференциация техногенных радионуклидов: геоинформационные системы и модели. Дисс. на соиск. учёной степ. д. г. наук. М.: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 2008. 305 с.
  5. Маркелов М.В. Современные эрозионно-аккумулятивные процессы в верхних звеньях гидрографической сети лесной и лесостепной зон. Автореферат канд. дисс. Москва: Институт географии ран, 2004. 26 с.
  6. Тимофеев Д.А. Геоморфологические и палеогеографические аспекты проблемы эрозии почв. Размышления о фундаментальных проблемах геоморфологии. Избранные труды. М.: Медиа-ПРЕСС, 2011. С. 298–304.
  7. Трофимец Л.Н., Паниди Е.А. Методические подходы к применению радиоцезиевого метода при изучении смыва и аккумуляции на пахотных склонах, осложненных ложбинным мезо- и микрорельефом. Проблемы региональной экологии, 2014. № 4. С. 147–152.
  8. Трофимец Л.Н., Паниди Е.А. Методы геоморфометрии, дистанционного зондирования и ГИС при изучении распределения радионуклида 40к в почве распахиваемых склонов, осложнённых ложбинной сетью. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Материалы Междунар. конф. Протвино, 2016. Т. 22. Ч. 1. С. 183–189. DOI: 10.24057/2414-9179-2016-1-22-183-189.
  9. Трофимец Л.Н., Паниди Е.А., Иванёха Т.Л., Петелько А.И. Оценка эрозионной активности ложбинного комплекса распахиваемых склонов. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Материалы Междунар. конф. М.: Издательство МГУ, 2017. Т. 23. Ч. 1. С. 323–332. DOI: 10.24057/2414-9179-2017-1-23-323-332.
  10. Шарый П.А. Оценка взаимосвязей рельеф-почва-растения с использованием новых методов в геоморфометрии. Автореферат канд. дис. Тольятти: Институт экологии Волжского бассейна РАН, 2005. 25 с.
  11. Costa-Cabral M.C., Burges S.J. Digital Elevation Model Networks (DEMON): a model of flow over hillslopes for computation of contributing and dispersal areas. Water Resources Research, 1994. V. 30. Iss. 6. P. 1681–1692. DOI: 10.1029/93WR03512.
  12. Evans L.S. General geomorfometry, derivatives of altitude, and descriptive statistics. Spatial analysis in geomorphology. London: Methuen & Co. Ltd., 1972. P. 17–90.
  13. Ferro V., Di Stefano C., Giordano G., Rizzo S. Sediment delivery processes and spatial distribution of caesium-137 in a small Sicial basin. Hydrological Processes, 1998. № 12 (5). Р. 701–711.
  14. Fulajtar E. Assessment of soil erosion on arable land using 137Cs measurements: a case study from Jaslovske Bohunice, Slovakia. Soil and Tillage Research, 2003. № 69 (1–2). P. 139–152.
  15. Owens Ph.N., Walling D.E. Spatial variability of Caesium-137 inventories at reference sites: an example from two contrasting sites in England and Zimbabwe. Applied Radiation and Isotopes, 1996. V. 47. Iss. 7. P. 699–707.

Для цитирования: Трофимец Л.Н., Паниди Е.А., Чаадаева Н.Н., Санкова Е.А., Иванёха Т.Л., Петелько А.И. Оценка величины потерь почвы в тальвегах ручьёв природно-антропогенного происхождения, сформированных ливневыми осадками на распахиваемых склонах: применение спутниковых снимков, ГИС и радиоцезиевого метода ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 2. С. 217–231. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-217-231

For citation: Trofietz L.N., Panidi E.A., Chaadaeva N.N., Sankova E.A., Ivaneha T.L., Petelko A.I. Estimation of soil loss in the thalwegs of natural-anthropogenic streams generated by heavy rainfall on arable slopes: application of satellite imagery, GIS and radiocaesium method InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: Moscow University Press, 2019. V. 25. Part 2. P. 217–231. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-217-231 (In Russian)