Вопрос 34. Механизм образования оврагов, молодой овраг.
Овраг – активная эрозионная форма. Наиболее подвижной является его вершина, которая в результате регрессивной (пятящейся) эрозии может выйти за пределы склона, на котором возник овраг, и продвинуться далеко в пределы междуречий. Поэтому многие овраги характеризуются значительной длиной, исчисляемой сотнями метров и даже километрами. Растущая вершина оврага может иметь различный вид. Овраг часто начинается сразу отвесным уступом – вершинным перепадом – высотой 1,0-3,0 м, со всех сторон окруженным пологонаклонной к нему поверхностью. Иногда в вершинах оврагов наблюдаются нечетко выраженные в рельефе понижения, имеющие в плане эллипсовидную, округлую или (часто) округло-лопастную форму. Такие формы рельефа называют водосборными понижениями. Иногда выше вершин оврагов располагаются неглубокие (1,0-3,0 м), линейно вытянутые понижения, с задернованными пологими склонами, которые без четко выраженных бровок переходят в поверхность междуречий. Такие формы рельефа получили название ложбин. Начинаются они едва заметными в рельефе безрусельными понижениями – потяжинами. На топографических картах, даже крупномасштабных, потяжины, как правило, не находят отображения, но хорошо видны на крупномасштабных аэрофотоснимках, особенно на пашнях и участках с разреженным растительным покровом. Ложбины с привязанными к ним потяжинами в большинстве случаев являются не следствием развития оврагов, а причиной их возникновения. Овраги, заложившиеся по ранее существовавшим эрозионным формам, называются донными, вторичными или вложенными оврагами, а возникшие на склонах речных долин и развившиеся из более мелких эрозионных форм, – береговыми или первичными. С ростом оврага в длину и выработкой продольного профиля эрозионная сила стекающей воды уменьшается. Склоны оврага выполаживаются, на них появляется растительность. Расширяется дно оврага как за счет продолжающейся боковой эрозии, так и за счет отступания склонов в результате склоновых процессов. Овраг превращается в балку. Переход оврага в балку совершается не сразу на всем его протяжении. Процесс этот начинается с нижней, наиболее древней части оврага и постепенно распространяется вверх. В дно балки в дальнейшем может снова врезаться овраг. При неоднократном врезании донных оврагов на склонах балок образуются площадки-ступени, сложенные балочным аллювием, – балочные террасы. Овражный и балочный аллювий отличается низкой степенью сортировки материала. Обычно наиболее грубый материал приурочен к нижней части разреза, более тонкий – к верхней. Однако и тот и другой отсортированы плохо, песчано-суглинистый материал «засорен» щебнем и плохо окатанными валунами, слоистость грубая и не всегда четко выражена. Выносимый из оврагов и балок материал, если он не уносится рекой, откладывается в устьях, образуя конусы выноса. Материал, слагающий конусы выноса временных водотоков, называется пролювием (от лат. proluo – уношу течением). Состав пролювия зависит от характера осадков, слагающих склон, прорезаемый оврагом или балкой, стадии развития оврага и характера стока дождевых и талых вод. В целом для него характерна плохая сортировка материала, слабая окатанность обломков, уменьшение размера частиц от вершины конуса выноса к его основанию и от его осевой линии к краям.
Овраги. Это глубокие рытвины на склонах холмов и возвышенностей, в днищах балок и ложбин с крутыми склонами, часто отвесными, почти лишенными растительности. Их глубина достигает 20—40 м, ширина — от единицы до десятков и даже сотен метров, длина некоторых крупных оврагов измеряется километрами. Овраги образуются в результате глубинной эрозии — размыва рыхлых пород бурным стоком дождевых или талых вод. Они смывают верхние, наиболее плодородные горизонты почв. Образование оврага начинается с небольшой узкой промоины или борозды, которая может быстро углубиться и удлиниться после нескольких больших ливней. Известны случаи, когда за год овраги удлинялись на 40—50 и даже 100—150 м. В среднем же вершины большинства оврагов продвигаются на 1—3 м в год. В некоторых районах оврагов так много, они так близко располагаются друг к другу, что обра-зуетсй труднопроходимое смешение резких и узких гребней и разделяющих их глубоких врезов и небольших ущелий. Такой рельеф называется бедлендом или дурными землями.
Наиболее густа сеть оврагов в степных и лесостепных равнинных областях. Оврагами изъедены склоны возвышенностей и холмов, речные террасы и борта долин на Украине и в Центрально-Черноземных областях на Русской равнине, в прериях Великих равнин США и т. д. Овраги образуются и в других ландшафтно-географических зонах. В тундре, например, порой достаточно трактору или вездеходу прорезать мохово-травянисто-кустарниковый растительный покров, как наружу выступает почвенная вода; она не может впитаться в скованный мерзлотой грунт и вынуждена стекать по поверхности почвы, размывая ее и образуя рытвины и овраги.
Образование оврага начинается с небольшой узкой промоины или борозды (а), которая быстро углубляется и удлиняется после нескольких больших ливней (б).
В зонах лесов умеренного и тропического поясов при сведении древесной растительности также возникают глубокие и быстро растущие овраги.
Овражная эрозия наносит огромный ущерб, разрушая дороги, сокращая площади сельскохозяйственных земель. Причины овражной эрозии кроются главным образом в неразумном ведении хозяйства — распашке крутых склонов, уничтожении лесов. Учеными разработана система противоэрозионных мероприятий, с успехом применяемая для ограждения почвы полей от разрушения.
По подсчетам ученых, за последнее столетие оврагами, а также выдуванием почв ветром (ветровой эрозией) на земном шаре уничтожена почва на площади около 2 млрд. га. Это площадь, почти равная территории СССР, — это 15% всей суши, или 27% сельскохозяйственных земель планеты!
Особенно сильно от водной и ветровой эрозии почв пострадали в 20—30-е годы нашего столетия Великие равнины США. Несмотря на предостережения ученых, бурно развивающееся освоение земель, при котором полностью игнорировались основы противоэрозионной защиты почв, привело к бедствию. Вот как описывает эту катастрофу известный советский географ Д. Л. Арманд: «В 1934 г. сложились неблагоприятные погодные условия. После ливней исключительной силы, вызвавших небывалый смыв почвы и рост оврагов, наступила засуха, породившая пыльные бури. Почва распаханных прерий поднялась в воздух. На миллионах гектаров она была выдута вместе с посевами; даже в городах люди гибли от удушья. Только тогда была создана Служба охраны почв, началась кропотливая тяжелая работа по восстановлению пострадавших земель и введению предупредительных мер на уцелевших. Но эрозия и дефляция (выдувание) уже успели превратить в бросовые земли 20 млн. га пашни, на 60 млн. га плодородие резко снизилось, на 40 млн. га пашни и 43 млн. га прочих угодий эрозия находится в начальной стадии. Еще недавно в американской печати отмечалось, что из 156 млн. га, занятых Великой равниной, 56 млн. га представляют «пыльную чашу, пригодную только для травосеяния».
Овражная эрозия наносит огромный ущерб, разрушая дороги, сокращая площади сельскохозяйственных земель. Особенно сильной эрозии подверглись в 20—30-е годы многие территории США.
Форма донных оврагов разнообразна как в поперечном профиле, так и в плане. На территории Тульской области, согласно классификации агролесомелиоратора и географа А. С. Козменко (1913), встречаются следующие их типы: а) овраги прямолинейного или трапециевидного очертания в поперечном профиле и прямолинейные в плане. Они образуются на дне балок с небольшой площадью водосбора; б) овраги ветвистые, встречающиеся редко и только в балках с широким дном; в) вложенные овраги образуются в тех случаях, когда в дне главного водотока появляется вторичное русло; г) овраги треугольного поперечного сечения развиваются в балках, имеющих крутое дно. В происхождении донных оврагов принимают активное участие два фактора — природный и антропогенный (хозяйственная деятельность человека). К числу природных факторов в первую очередь следует отнести величину базиса эрозии, т. е. разность высот между прилегающим водоразделом и дном примыкающих к нему долинно-балочных систем. Чем больше базис эрозии, тем размыв при прочих равных условиях сильнее. Вторым фактором донного размыва выступает почвенный покров. Известно, что серые лесные почвы больше подвержены эрозии, чем черноземы. Третьим фактором является уменьшение лесистости водосбора. Уничтожение лесов усиливает водный сток и тем самым увеличивает вероятность донного размыва. Часто причиной возникновения донных оврагов оказывается неразумная хозяйственная деятельность человека. В этом случае антропогенный фактор начинает «подталкивать» образование донного размыва в первую очередь в тех местах, где уже имеются предпосылки его естественного развития. Активизирует донный размыв прежде всего проведение канав по дну; распашка дна балок с большой водосборной площадью; проложение дорог по дну балок; возведение плотин без укрепленных водосливов в балках с большой водосборной площадью. Склоновые овраги отличаются значительной глубиной. Длина их достигает нескольких сотен метров, а местами до 1 —1,5 км. В тех местах, где они размывают плотные слои девонских или карбоновых известняков, овраги заметно сужаются (2,5—3 м), а склоны их отвесно обрываются к днищу, по которому беспорядочно разбросаны глыбы потемневшего от времени камня. Различают несколько вариантов склонового размыва: 1) промоины небольших размеров, вытянувшиеся в виде узкого (0,5—0,3 м) углубления по всему склону балки; 2) У-образыые овраги больших размеров, протянувшиеся поперек склона; 3) овраги большой (до 5—6 м и более) глубины и ширины (4—8 м); 4) зрелые У-образной формы склоновые овраги с крутизной склонов 30—40° и шириной по верху 10—12 м. Интенсивность склонового размыва зависит от: 1) базиса эрозии, 2) положения склонов (наиболее благоприятные условия для развития оврагов создаются па склонах южных и западных экспозиций) и 3) лесистости водосбора. Лесные площади реже подвергаются размыву. Распашка склонов и проведение межевых борозд, кюветов, грунтовых дорог на склонах долинно-балочной сети увеличивает скорость эрозии.
В описанном генетическом ряду: эрозионная борозда—рытвина—овраг—балка—речная долина — вовсе не обязателен переход одних форм в другие или возникновение одних форм из других. Выше уже говорилось, что не каждая эрозионная борозда превращается в рытвину и не каждая рытвина — в овраг. Овраг еще в период энергичной глубинной эрозии