2. Геологічна дія води
Загальна кількість води на Землі надзвичайно велика – 2,46 млн. км 3, 58 % її припадає на поверхневі, а 42 %- на підземні води. Проте кількість прісної води не дуже значна – всього 2 %. Тільки рослини щорічно споживають біля 11 тис. км3 прісної води, із них безпосередньо втрачається на процес фотосинтезу біля 9,5 км3.
Більша частина води зосереджена в океанах . Випаровуючись із поверхні, вона переноситься вітром в газоподібному стані ( хмари ), до материків і випадає в формі опадів ( дощу і снігу ). Стікаючи у вигляді струмків , річок і підземних вод, вона знову попадає в океан, завершуючи свой кругообіг в природі.
ВОДНА ЕРОЗІЯ. Руйнівна дія текучої талої і дощової води на грунт і підстилаючі породи називається – в о д н о ю е р о з і є ю.
Розрізняють нормальну ( геологічну ) і прискорену ( руйнівну ) ерозію.
Нормальна, або геологічна, ерозія проходить повільно на покритій природною рослинністю земній поверхні. Поступова втрата органічних речовин верхнього шару грунту поповнюється в ході грунтотворчого процесу, тому практично нормальна ерозія не приносить шкоди.
Прискорена ерозія відбувається на площах з розчленованим рельєфом, тобто із схилом більше 10, де частково або повністю знищена деревна і трав’яна рослинність. До прискореної ерозії призводять також оранка схилів і суцільна вирубка лісу на ділянках із нахилом більше 50 .
Прискорена водна ерозія поділяється на площинну і лінійну ( я р у ж н у). Площинна ерозія – це змивання верхніх шарів грунту. Дрібні струмки талої і дощової води стікаючи по поверхні поля утворюють неглибокі розмиви, часто не помітні на око. При обробітку грунту ці розмиви зарівнюються. Наступною весною або після дощів, стікаючи вода прокладає нові шляхи, утворюються промивини і улоговинки, які знову зникають при оранці і культивації. В результаті відбувається поступове змивання найбільш родючого верхнього горизонту, зменшення його потужності і формування делювіальних відкладів біля підніжжя схилів. (Лат. Deluere-змиваня).
Грунти, що підлягають дії прискореної ерозії, називаються еродованими . Академіком С.С.Соболевим розроблена класифікація еродованих грунтів за ступенем змивання, яка широко застосовується при великомасштабному грунтовому картуванні. Виділені мало-, середньо-, сильно і дуже сильно змиті грунти. До слабозмитих віднесено грунти, у яких змито не більше половини гумусового горизонту. У середньозмитих грунтів гумусовий горизонт змитий більше ніж наполовину або повністю. В сильнозмитих грунтах частково зберігся тільки підгумусовий (перехідний) малородючий горизонт. У дуже сильно змитих грунтів весь грунтовий шар змитий, на поверхні оголена материнська порода – в якій відсутні процеси грунтотворення.
Прискорена площинна ерозія приводить до значного зменшення родючості грунтів: на слабозмитих грунтах урожай зернових приблизно в 2, а на середньозмитих в 4 рази менший в порівнянні з незмитими.
Боротьба з площинним змивом грунту проводиться комплексно за допомогою системи агротехнічних і лісомеліоративних заходів. Для попередження і боротьби з водною ерозією використовують зяблеву оранку поперек схилу, грунтопоглиблення, перехресний посів, борознування і обваловування зябу. Значну роль при регулюванні стоку відіграють водорегулюючі і полезахисні лісові смуги шириною 20м і більше, в залежності від довжини і крутизни схилу. Лісові смуги, правильно розміщені на схилі, можуть повністю перехоплювати поверхневий стік по схилу, переводячи його у внутрігрнутовий.
Лінійна ерозія пов’язана з площинною і викликає формування ярів. Ярами називають крутосхилі улоговинки і промивини, утворені сильними потоками талих і дощових вод, які не можуть бути вирівняні звичайним наступним обробітком грунту. Яри розрізняються своїми розмірами і формою, змінюючись в залежності від клімату, рослинності, рельєфу, щільності гірських порід, віку, глибин базису ерозії, площі водозбору і стадії розвитку.
При концентрації поверхневого стоку талих і дощових вод в уголовинах – природніх або утворених в результаті неправильного обробітку грунту відбувається утворення промоїн глибиною 30-50 см, які неможливо зарівняти звичайною оранкою. Це і є початкова (перша) стадія розвитку яру. Вона найбільш інтенсивно розвивається на розоораних площах. Друга стадія починається з утворення у вершині промоїни перепаду, або обриву (Мал. 8). На цій стадії яр швидко росте назустріч потоку води, так як відбувається підмив і обвалення грунту в вершині, поглиблення дна яру і його розширення за рахунок осипання відкосів. Третя стадія супроводжується подальшим поглибленням русла до місцевого базису ерозії, гирло яру досягає дна балки, берега річки, струмка, тобто рівня того місця, в яке впадає яр. В ході третьої стадії яр виробляє головним чином профіль дна свого русла. До закінчення третьої стадії вода стікає по дну яру, не утворюючи помітних розмивів. Четверта стадія розвитку яру-стадія затухання. До цього часу повністю зупиняється розмив дна, згладжується обрив вершини. Схили яру набувають кута природнього відкосу, тобто не відбувається осипаня схилів. Поступово вершина і схили заростають трав’янистою і деревною рослинністю, і яр перетворюється в балку. Всі чотири стадії розвитку ерозії можна спостерігати на довгих ярах.
Мал. 8 Стадії розвитку яру:
а-зміна повздовжнього профілю: І - утворення промоїни, А-А, Б-Б- поперечні профілі: ІІ-формування вершинного перепаду, ІІІ - вироблення профілю рівноваги яру, IV- яр: б-перепад (вершина яру), 1 - напрямок руху води: 2-напрямок росту яру: 3-глиба грунтових горизонтів, що підмивається: 4-розмита материнська порода: А,В,С-грунтові горизонти.
Місця відкладання принесених водою частинок в гирловій частині яру чи балки називають - к о н у с а м и в и н о с у , так як вони мають форму конусу, що утворюється в період інтенсивного росту ярів із яружного пролювію (лат. Proluo-зношу течією), гірських порід, що розмиваються, а при затуханні яружної ерозії - із делювію мулуватих гумусованих частинок, змитих із прилягаючих полів. Частіше всього в конусі виносу формуються змішані пролювіально-делювіальні відклади.
Глибина ярів і балок залежить від глибини місцевих базисів ерозії. Базисом ерозії називають рівень чи горизонтальну поверхню, нижче якої вода не проводить розмиваючої дії. Це частіше всього різні пониження в рельєфі, днища старих балок, долини річок і рівень води в місцевих водоймах і річках. Глибина базису ерозії визначається різницею між найвищою точкою даного вододілу і базисом ерозії, вона може коливатися від десятка до сотні метрів. Збільшення базису викликає появу вторинних ярів по дну балок.
При боротьбі з ярами головне місце займає заліснення - лісомеліорація. Щоб запобігти росту ярів, створюють водорегулюючі, прияружні і прибалочні смуги, заліснюють відкоси діючих ярів кореневідприсковими деревними і чагарниковими породами, по дну висаджують верби і тополі для того, щоб зменшити швидкість води, затримати частинки, що рухаються.
Крім того, застосовуються спеціальні гідротехнічні споруди, які регулюють рух води в вершині ярів і по їх дну.
Ерозія грунтів у горах викликає утворення селей.
Сель – це грязекам’янисті потоки, що виникають в гірських умовах при швидкому таненні снігу і льодовиків в літній період, випаданні дощових опадів в районах з рихлим складом розсипів гірських схилів. Бурхливий потік води, що сформувався із скаламученим дрібноземом, дрібним і крупним камінням з великою швидкістю рухається вниз по схилах ламаючи дерева, руйнуючи дороги, населені пункти. При виході в долину потік розширюється, утворюючи конус виносу пролювіальних відкладів, заносячи цінні сільськогосподарські угіддя. Боротьба із селевими потоками має бути направлена головним чином на запобігання їх виникнення. Основне значення мають охорона лісів, регулювання стоку гідротехнічними спорудами, правильне використання пасовищ, терасування і заліснення схилів.