Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Докучаевский.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
06.05.2019
Размер:
235.52 Кб
Скачать

Глава III

Изучение эрозионных процессов и борьба с ними

В период от реформы 1861 г. До октябрьской

Революции 1917 г.

Реформа 1861 г. Развитие эрозионных процессов и их изучение

Реформа 1861 г., ликвидировавшая крепостное право, отмена подушной подати и замена ее земельными налогами, развитие капитализма и обезземеливание крестьян черноземной полосы, частые неурожаи, голод в деревне, обмеление рек, бурное развитие эрозионных процессов на самых ценных землях страны, черноземах,— все это способствовало повышению интереса отдельных ученых, научных обществ, практических деятелей, земств и правительственных учреждений к природным условиям страны и, в частности, к черным бурям, оврагам, пескам, смыву почв.

В конце прошлого столетия, кроме известных Нижегородской и Полтавской земских экспедиций В.В. Докучаева по оценке почв, давших исключительно много для познания процессов эрозии, были снаряжены большие комплексные правительственные экспедиции: экспедиция, снаряженная Лесным департаментом, под руководством В.В. Докучаева, экспедиция А.А. Тилло для исследования источников главнейших рек Европейской России и др., были начаты общественные работы по обводнению юго-восточной России под руководством генерала М.Н. Анненкова и др.

Эти экспедиции, а также исследования отдельных ученых дали богатейшие материалы к познанию процессов эрозии.

В этом кратком обзоре трудно рассмотреть подробно хотя бы все главнейшие работы в хронологическом порядке (как это сделано для предыдущих периодов, где работ было меньше). Поэтому работы сгруппированы по основным вопросам и рассматриваются очень кратко, так как в последующих главах к некоторым из них еще придется возвращаться.

Этот период связан с классическими работами основателя русской школы генетического почвоведения В.В. Докучаева, его учеников и современников.

27

Изучение овражной эрозии. Докучаев и его ученики. Костычев. Леваковский. Никитин. Павлов

В.В. Докучаев (фиг. 1) в статье «Овраги и их значение» (1877), в магистерской диссертации «Способы образования речных долин Европейской России» (1878), а затем в докторской диссертации «Русский чернозем» (1883) и нижегородских работах (1882—1884) установил ряд закономерностей в развитии процессов эрозии.

Рассматривая факторы оврагообразования в Европейской России, Докучаев выделяет два основных: рыхлость наших поверхностных горных пород и большую глубину речных долин, т. е. низкое положение местных базисов эрозии: «...а раз проходят среди наклонных равнин такие глубокие речные русла — пишет Докучаев — это обстоятельство не могло не способствовать образованию и распространению таких же значительных оврагов, и притом тем энергичней, чем больше была эта разница» (1878, стр. 58).

«Всякий овраг,— пишет В.В. Докучаев (1877, б, 1878),— если только по нем продолжают достаточное количество времени стекать весенние и дождевые воды, должен со временем неизбежно дать более широкую балку: известно ведь, что ни реки, ни каналы, вследствие всем известных причин, не могут итти долго по прямому направлению, если только берега их не укреплены искусственным образом. Если такое стремление свойственно воде, текущей уже по готовому руслу, то, понятно, оно должно проявляться в гораздо более значительной степени в оврагах, где препятствий текущей воде встречается всегда значительно больше; понятно также, что необходимым последствием этого должно быть: а) расширение оврага до величины, совершенно не нужной для стока его вод: овражный ручей, извиваясь по широкому ложу, естественно, будет реже подходить к бокам оврага и служить причиной обвалов; б) уровнение его дна и большая возможность его стенам сделаться менее крутыми и скорей, при всех равных условиях, покрыться дерном и лесом,— словом, в результате деятельности оврагов может и должно быть только одно — это балка...» «…Балка есть не что иное, как только вторичная ступень оврага…; реки являются только дальнейшей, третьей стадией развития оврагов» (1878, стр. 77-78).

Во многих случаях овраги развиваются, минуя первую стадию — стадию промоины или рытвины. В.В. Докучаев (1877, б) совершенно правильно указывал, что один из наиболее распространенных способов начала оврагов «есть, конечно, тот, когда маленькие бороздки или просто трещины в земле появляются в нижнем обрыве данного склона, там, где он обрезывается, например, рекой; отсюда уже борозда, удлиняясь своей вершиной и в то же время все более и более расширяясь, хотя иногда и медленно, но всегда упорно продвигается к вершине соседнего ската».

Наконец, возможно образование оврагов в результате суффозионных явлений,1 которые мыслимы только в редких случаях и только в тех местностях России, где подпочвой служит гипс, соль или известняковые породы» (В.В. Докучаев, 1877, б).

Много для познания процессов овражной эрозии дала Докучаевская Нижегородская экспедиция (см. С. Соболев, 1947).

А.Р. Ферхмин и В.В. Докучаев (1884) установили, что в Княгининском уезде, вследствие влияния экспозиции, овраги асимметричны: «...одна стенка их более или менее полога и часто покрыта густым дер-

ном, кустарником или деревьями, между тем как другая обыкновенно почти отвесная, голая и во многих местах размыта свежими водомоинами. Характерно, что в таких случаях отвесная стенка всегда обращена на юг, где она подвержена действию солнечных лучей,— другая же, находясь в тени, не так быстро высыхает, а потому не так скоро трескается и обваливается, давая возможность укрепиться траве, которая затем уже окончательно защищает склон от дальнейшего размывания» (1884, стр. 73).

Н.М. Сибирцев отметил, что в Арзамасском уезде в рухляках овраги быстро растут, имеют крутые высокие стенки и не заплывают; напротив, в области кварцевых и глинистых песков овраги осыпаются, часто заносятся и выравниваются; только там, где пески перемежаются с глинистыми породами, овраги быстро растут (1884, стр. 111).

Ф.Ю. Левинсон-Лессинг (1888), обследовавший Васильсурский уезд, развил дальше вопрос о значении геологического строения в формировании оврагов. «Что касается формы оврага,— пишет Левинсон-Лессинг — то можно лишь сказать, что крутизна его стенок является функцией литологического характера и состава слагающих его пород. Юрские овраги отличаются от пестро-рухляковых незначительной глубиной. Овраги в пестрых рухляках в свою очередь также довольно разнообразны. Там, где обнажаются твердые породы,— песчаники, конгломераты,— овраги обыкновенно узки и глубоки и отличаются крутизной стенок, спускающихся иногда почти перпендикулярно…; среди песков или вообще сыпучих пород, наклон стенок обусловлен углом осыпания песка; стенки пестрых мергелей вообще не очень круты и благодаря чередованию в них твердых и мягких слоев часто являются ступенчатыми; наконец, если овраг пролегает среди смешанных пород, то и характер его стенок является смешанным; они то пологи, то перпендикулярны, причем из-под песков часто террасовидно нависают громадные глыбы песчаника или конгломерата» (1885, стр. 106).

В.П. Амалицкий (1885, стр. 113), изучавший почвы и геологию Горбатовского уезда, отметил, что направление оврагов обусловливается общим падением местности, а форма оврага — углом этого падения. В выработке продольного профиля оврага Амалицкий различал три стадии. В первой стадии дно оврага представляет «крутой скат от высших точек плато к нижележащей местности». Аккумуляции осадков на дне оврага не происходит, так как «сильная (скат дна крут) струя воды уносит их вниз и отлагает в виде песчаной полосы только у устья оврага или даже дальше — на ровной поверхности той низменности (пойма, долина), куда впадает овраг». Во второй стадии развития «благодаря увеличившемуся протяжению оврага дно его из крутого становится более пологим», поэтому вода стекает медленнее, чем в первой стадии, и отлагает в русле осадки. Вертикальные стенки оврага осыпаются, овраг расширяется, но вершина оврага еще растет и представ­ляет «обрывистый овраг». Третья стадия развития начинается, когда выполнение русла оврага осадками дошло до вершины, которая обратилась в широкую котловину с задернованными пологими склонами и плоским дном.

П.А. Костычев (1886) разработал дальше теорию развития вершины оврага, учитывая большую устойчивость против эрозии верхних почвенных горизонтов, обогащенных органическим веществом и скрепленных к тому же корнями растений, и малую устойчивость подпочвы П.А. Костычев писал, что в овраге «размывание вершины происходит вследствие того, что вода, притекающая к верховью оврага, если не вся, то по крайней мере частью стекает по стенке, а не льется в виде

29

производит собственно размывание. Верхние слои земли, связанные корнями и содержащие органические вещества, которые со своей стороны сильно связывают зернистые частицы, обыкновенно не размываются; нижние слои, особенно содержащие в значительном количестве песок, напротив, размываются несравненно легче, и поэтому весной, при действии воды верховье оврага является как бы подкопанным, но вода вследствие прилипания все-таки льется в значительном количестве по такой подкопанной стенке и подтачивает ее дальше, пока, наконец, верхний слой почвы обрушится вниз от собственной тяжести. Затем то же действие идет дальше и дальше». Наблюдения В.В. Докучаева, его учеников и современников (особенно — П.А. Костычева), проведенные в прошлом столетии, оказались справедливыми не только для территории Европейской части СССР, но и для США. Это подтвердилось исследованиями Айрленда, Шарпа и др. (1939).1

И. Леваковский (1890) сформулировал ряд условий, необходимых для образования, оврагов: «...первое место занимает известная крутизна склонов, при которой стекающие воды приобретают скорость и силу, достаточные для быстрого разрушения больших масс горных пород. Это видно из того, что овраги врезываются, главным образом, в высокие склоны долин и балок. Вообще можно сказать, что чем значительнее высота и крутизна склонов, тем овраги глубже, а при известных условиях и длиннее» (И. Леваковский, 1890, стр. 45).

И. Леваковский детально осветил значение массы стекающей воды: «...для образования оврага необходимо, чтобы масса воды, стекающая по известной полосе, была значительна. Единичные небольшие струйки воды, направляющиеся одна параллельно другой даже по самым крутым склонам, производят на них только узкие и мелкие рытвины, настоящие же овраги являются только там, где склон образует хотя бы самую небольшую лощину, по которой протекает количество воды, собирающееся с прилегающей площади, необходимое для произведения достаточно сильного размыва». Естественные лощины, как правильно отмечает И. Леваковский, могут заменяться искусственными углублениями: «...примерами могут служить канавы вдоль наших грунтовых дорог, оканчивающиеся нередко на крутых склонах оврагами». И. Леваковский установил, что масса стекающей воды может восполнять недостаток крутизны склона: «...известно — пишет он — что при одном и том же уклоне скорость течения воды усиливается при увеличении ее массы. Вследствие этого овраги образуются иногда на довольно отлогом дне балок, благодаря тому, что по ним проносится большая масса снеговой и дождевой воды, восполняющая собою недостаток крутизны» (там же, стр. 46).

И. Леваковский подметил, что разлетающиеся брызги водопада в вершине оврага смачивают, размягчают и разрушают основание обрыва овражной вершины, чем способствуют обвалам и росту оврага (стр. 50); им же установлено, что «ширина могущих образоваться склонов старого оврага зависит от первоначальной глубины его», что, в свою очередь, «с увеличением ширины образующегося склона возрастает и масса атмосферной воды, которая стекает по нему и производит смывание, вызывающее собою еще большую отлогость» (стр. 55).

Еще ранее И. Леваковский описывал смыв чернозема на правом берегу р. Дона близ ст. Цымлянской (1871, стр. 28).

В.И. Ефремов (1890), основываясь на наблюдениях Леваковского, выделил различные типы балок: «лощины» с простыми пологими склонами, незаметно сливающиеся с окружающей равниной, и балки со сложными склонами, имеющими в нижней части перелом. Крутизна простых склонов и верхней пологой части сложных склонов обычно не превосходит 3°, крутизна же сложных склонов ниже перелома в среднем равна 18°, достигая в отдельных случаях 34°. Ефремов подробно рассматривает значение оползней в образовании оврагов.

С.Н. Никитин, руководивший работами гидрогеологического отдела Экспедиции для исследования источников главнейших рек Европейской России А.А. Тилло, внес много нового в изучение генезиса оврагов и их географического распространения.

С.Н. Никитин (см. также В. Дейч, 1894, стр. 5) выделил три основных типа оврагов: 1) приуроченные к вершинам долин и логов, выходящие за пределы этих долин и разрушающие пашни; 2) приуроченные к берегам балок и долин, растущие перпендикулярно к главному руслу и разрушающие частью сенокосы и пастбища, частью пашни; 3) вторичные овраги, прорезающие днища балок, долин, изрезывающие поемные луга, портящие сенокосы и огороды (1895, стр. 68—69). Несколько позже С. Кизеньков (1902) объединил первые два типа оврагов под названием первичных, оставив за третьим типом название вторичных оврагов (см. также Э.Э. Керн, 1925, стр. 9).

А.С. Козменко, руководивший работами Тульской гидрологической экспедиции, еще позже предложил называть первый тип оврагов — концевыми промоинами (1909, стр. 38), второй тип оврагов — береговыми промоинами и рвами (1913, стр. 26), а третий тип оврагов не вторичными, а донными размывами или водотоками '(1913, стр. 20).

С.Н. Никитин (1895—1905) совместно с лесоводственным отделом Экспедиции А.А. Тилло (А.И. Романов) составил первые карты распространения растущих оврагов в истоках главнейших рек Европейской России. На этих картах красными линиями различной толщины показаны «размоины и растущие овраги». На картах хорошо различаются все три основных типа оврагов — первичные, вершинные и береговые и вторичные — донные овраги. Карты действующих оврагов приложены к отчетам лесоводственного отдела Экспедиции А.А. Тилло (А.И. Романов, 1903, и др.).

В. Масальский (1897) показал, какое большое значение для образования оврагов имеет пахота вдоль склонов, при которой «плужные борозды, межники, канавы и вообще всякого рода углубления, проведенные вдоль ската, при таянии снега и сильных дождях являются водосборными каналами, по которым стремятся потоки воды, производящие усиленное размывание и разрушение почвы». Особенное значение в образовании оврагов В. Масальский придавал межам мелких крестьянских наделов, концентрирующим потоки талых и ливневых вод и играющим роль коллекторов. «Сплошь и рядом — указывает В. Масальский — можно наблюдать на крестьянской земле, что полоса от полосы отделяется не межою, а вершиной оврага».

Правильность выводов В. Масальского была подтверждена А.А. Тельфером (1901, стр. 5) и А.С. Козменко (1938).

И.В. Мушкетов (1905), вслед за В.В. Докучаевым (1877) и И. Леваковским (1890), еще раз отметил значение для образования оврагов глубины местных базисов эрозии. «Каждая долина — пишет Мушкетов — определяет по отношению к оврагу базис эрозии; следовательно, чем больше относительная высота страны над прорезающими ее долинами, тем глубже могут развиваться и овраги. Абсолютная высота ме-

31

ста при слабых относительных высотах не может быть каким-либо определяющим условием для развития оврагов» (стр. 40).

С.Н. Никитин (1895) и А.П. Павлов (1898) установили ряд типов оврагов в зависимости от их геологического строения и формы продольного и поперечных профилей. Исследования указанных авторов, в особенности С.Н. Никитина, показали, что в ряде районов овражность тесно связана с развитием «лёссового яруса» и террасовых лёссовидных суглинков. Овраги, по С.Н. Никитину, развиваются в верховьях р. Оки «пропорционально образованию лёссового яруса» (С.Н. Никитин, 1895, стр. 67).

Гидрологические исследования Тульской губернии, проведенные Тульским земством на территории, водосборов рек Зуши, Плавы и Труды под руководством А.С. Козменко, дали материалы для познания процессов овражной эрозии в пределах центральной части Средне-Русской возвышенности. По своим методам исследования в отношении процессов эрозии работы Тульской гидрологической экспедиции были прямым продолжением (но в сокращенном объеме) работ гидрогеологического отряда (С.Н. Никитин) Экспедиции по изучению источников главнейших рек.

В результате работ Тульской экспедиции была составлена «Карта размыва водосборов рек Зуши, Плавы и Труды в пределах Тульской губернии» (1912). На этой карте для изображения оврагов применена более детальная легенда. Береговые овраги («размывы береговые») разделены на 5 классов по их объему (5, 20, 100, 200 и более 600 куб. саж.). Донные овраги («размывы дна лощин») разделены на 5 классов по площади поперечного сечения. Растущие овраги показаны на карте красным цветом, задернованные — зеленым цветом. Кроме того, на карте показаны: смывы почвы (местами), уступы в руслах оврагов, подмывы берегов, заносы дна лощин и пр.

Руководитель экспедиции А.С. Козменко подтвердил ряд установленных ранее закономерностей. Так, например, А.С. Козменко еще раз подчеркнул важное значение для развития оврагов глубины местных базисов эрозии. «Первым и наиболее важным условием донного размыва является величина разности высот водоразделов и дна прилегающих лощин — пишет А.С. Козменко.— Чем эта разность больше, тем, при прочих равных условиях, размыв сильнее» (1913, стр. 24). «Главным условием большего или меньшего размыва берегов является общая величина разности высот водоразделов и дна прилегающих лощин и величина уклона водосбора» (1913, стр. 29).

А.С. Козменко обратил внимание на почвенный покров, как показатель былого гидрологического режима района. Лесные почвы показывают, что в бассейне долго существовали леса. С вырубкой лесов усилился поверхностный сток и связанная с ним эрозия. Поэтому в районах с лесными почвами, ныне распаханными, больше оврагов. А.С. Козменко вслед за В.В. Докучаевым останавливается на влиянии экспозиции склонов на образование береговых оврагов. «При прочих равных условиях — пишет он — наибольшее развитие промоин наблюдается на берегах с южным и западным склоном» (1913, стр. 29). Разбирая влияние самых различных факторов на образование оврагов, А.С. Козменко все же главнейшим фактором считает глубину местных базисов эрозии. «Все... факторы — пишет А.С. Козменко — только тогда могут оказать свое влияние, когда налицо будет главный фактор размыва — большая величина разности высот водоразделов и лощин и большой уклон водосбора; если этот фактор находится в минимуме (что будет в районах с весьма пологим уклоном поверхности), то ника-

32

кая распашка берегов, ни проведение дорог, ни срывание дерна, ни даже вырубка леса и пр. не вызовут даже сколько-нибудь заметной промоины в берегах, и, наоборот,— в районах с наибольшим уклоном водосбора, с наибольшей разностью высот водоразделов и прилегающих лощин, при благоприятном для размыва направлении склона (особенно же в районах с развитием почв лесного типа) — все вышеперечисленные второстепенные факторы, даже выраженные в слабой степени, могут вызвать образование грандиозных промоин и рвов» (1913, стр. 31).

Ф. Симон (1913) для правобережья р. Волги (Симбирская губ.) установил три стадии развития оврагов. В первой стадии овраг имеет ступенчатый продольный профиль русла вследствие наличия ряда невысоких ступеней — перепадов; во второй стадии овраг углубляется, формируется высокий обрыв — в вершине, но овраг не имеет отвершков; в третьей стадии овраг образует сеть отвершков, и обрывы у вершин постепенно уменьшают свою высоту.