Russian Federation
employee
Russian Federation
employee
Russian Federation
Russian Federation
GRNTI 87.29 Антропогенное воздействие на ландшафт. Охрана и оптимизация ландшафта
V rabote predlozhen metod opredeleniya napravleniya dvizheniya vodnogo potoka na agrolandshafte sklonovyh zemel'. Ustanovleny principial'nye osobennosti gidravliki sklonovogo stoka. Gidravlicheskie poteri vodotoka na preodolenie soprotivleniy podstilayuschey poverhnosti, erozionnye processy i transportirovanie chastic sostavlyayuschih nanosy predstavleny v vide gidrodinamicheskoy harakteristiki vodnogo potoka. Polucheny zavisimosti dlya opredeleniya skorosti izmeneniya koefficienta gidravlicheskoy sherohovatosti dlya lyuboy stokoformiruyuschey poverhnosti. Razrabotano ustroystvo dlya izucheniya processa formirovaniya mikrorusla na podstilayuschey poverhnosti, pozvolyayuschee izuchit' process formirovaniya mikrorusla i tochno izmeryat' glubinu i shirinu potoka mikrorusla. Po rezul'tatam polevyh issledovaniy ustanovleno, chto maksimal'naya shirina mikrorusla dostigla 8,1 sm, a glubina – 3,4 sm, a v processe vzaimodeystviya vodnogo potoka i pochvy s zadannymi harakteristikami menyalos' polozhenie nizhney tochki mikrorusla, vsledstvie vozniknoveniya kolebaniy vodotoka i ego meandrirovaniya, amplituda kolebaniy menyalas' v predelah ot 1,86 sm do 2,12 sm, i sostavila maksimum 2,6 sm. Takim obrazom, poluchennye parametry pozvolyayut prognozirovat' sklonovuyu eroziyu i razrabatyvat' effektivnye meropriyatiya po sokrascheniyu sklonovogo stoka atmosfernyh osadkov.
gidrodinamicheskaya harakteristika, vodnyy potok, sklonovye agrolandshafty, uklony gidravlicheskih poter', mikroruslo, sklonovaya eroziya.
При решении фундаментальных и прикладных гидрологических проблем управления водным потоком на склоновых землях особенно острым является вопрос о проектировании и оценке эффективности противоэрозионных технологий [4,8]. Сложную научную задачу представляет собой определение направления движения водного потока на агроландшафте склоновых земель от параметров водного потока.
Используемые в настоящее время подходы для определения направления движения для склонового водотока не в полной мере удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к процессам взаимодействия потока воды с подстилающей поверхностью [5]. Основные причины заключаются в использовании эмпирических и полуэмпирических формул, применение которых ограничено пределами тех опытов, на которых они основаны [1,6]; определении переноса частиц на основании описательных (а не количественных) характеристик водотока и микрорусла; непрерывном изменении различных параметров потока и русла [10].
Условия, материалы и методы исследований. Воздействие внешних и внутренних сил сопротивлений на движущую среду, которые обеспечивают ускорение или торможение водного потока, можно представить в виде уравнения баланса действительного уклона и суммы уклонов гидравлических потерь при движении водного потока по стокоформирующей поверхности. С некоторым приближением без учета инфильтрации влаги в почву, вследствие продолжительности процесса, запишем уравнение в упрощенной безразмерной форме [2]: где i – уклон подстилающей поверхности склона; Σiλ– сумма уклонов гидравлических потерь при движении водного потока по стокоформирующей поверхности; iφ – уклон гидравлических потерь на трение; iψ – уклон гидравлических потерь на размыв подстилающей поверхности склона; iδ – уклон гидравлических потерь на преодоление растительных элементов ; iγ – уклон гидравлических потерь на преодоление волнистости поверхности; ij– уклон гидравлических потерь на преодоление инерции потока; is – уклон гидравлических потерь на взвешивание твердых частиц; ic – уклон гидравлических потерь на преодоление стокоформирующей поверхности.
Для анализа параметров водотоков можно, опираясь на уравнение (1), использовать графическое изображение зависимости изменения уклонов гидравлических потерь водного потока от скорости его движения, которое называют гидродинамической характеристикой стокоформирующей поверхности.
1. Baryshnikov N.B. Formulas and methods for calculation of bed-load consumption. / N.B. Baryshnikov, Yu.A. Demidova, A.O. Pagin, A.B. Sokolov // [Formuly i metody dlya rascheta raskhodov donnykh nanosov]. // Uchenye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta. Nauchno-teoreticheskiy zhurnal. - Scientific notes of Russian State Hydrometeorological University. Scientific and theoretical journal. – SPb.: izd. RGGMU, 2009. – P. 16-23. – Available at: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/11-2.pdf.
2. Vasilev S.A. Substantiation of constructive-technological parameters of profilographs for control of reclamation technologies on slope agrolandscapes. [Obosnovanie konstruktivno-tekhnologicheskikh parametrov profilografov dlya kontrolya meliorativnykh tekhnologiy na sklonovykh agrolandshaftakh]. / S.A. Vasilev // Nauchnyy zhurnal Rossiyskogo NII problem melioratsii. - Scientific journal of Russian Research Institute of Problems of Land Reclamation. – 2016. – №4(20). – P. 79–93. – Available at: http://www.rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec358-field6.pdf.
3. Vasilev S.A. The results of experimental studies of hydrophysical and erosive properties of soils on the territory of the “Trud” collective farm in the Batyrevo district of the Chuvash Republic. [Rezultaty eksperimentalnykh issledovaniy gidrofizicheskikh i erozionnykh svoystv pochv na territorii SKhPK “Trud” Batyrevskogo rayona Chuvashskoy Respubliki. // Vestnik Chuvashskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta imeni I.Ya. Yakovleva. – The Herald of Chuvash State Pedagogical University named after I.Ya. Yakovleva. – 2013. – Issue 4(80), Ch.2. – P. 39 – 45.
4. Larionov G.A. Vliyanie nanosov na erodiruyuschuyu sposobnost melkovodnykh potokov. / N.G. Dobrovolskaya, Z.P. Kiryukhina, L.F. Litvin // Eroziya pochv i ruslovye protsessy. (Effect of bed-load on the erodibility of shallow water flows. // Erosion of soils and channel processes). - M., 2003. Issue 14. - P. 34-45. – Available at: http://makkaveev-lab. narod.ru/SEFP-14.pdf.
5. Makkaveev N.I. Ruslo reki i eroziya v ee basseyne. [River’s bed and erosion in its basin]. / N.I. Makkaveev. - M.: Geograficheskiy fakultet MGU, 2003, P. 355. - ISBN 5-89575-063-Kh.
6. Maksimov I.I. Prognoz erozionnykh protsessov, tekhnika i tekhnologiya dlya obrabotki sklonovykh zemel: diss. dokt. tekhn. nauk. (Forecast of erosion processes, techniques and technology for the treatment of sloping lands: dissertation of Doctor of Technical Sciences). / I.I. Maksimov. - Cheboksary, 1996. – P. 325.
7. Maksimov I.I. Modeling the river’s bed development in the underlying surface of slope agrolandscapes. [Modelirovanie razvitiya rusla v podstilayuschey poverkhnosti sklonovykh agrolandshaftov]. / I.I. Maksimov, V.I. Maksimov, S.A. Vasilev, V.V. Alekseev // Pochvovedenie. – Soil science. – 2016. – №4. – P. 514–519.
8. Mirtskhulava Ts.E. Osnovy fiziki i mekhaniki erozii rusel. [Fundamentals of the physics and mechanics of the erosion of river beds]. / Ts.E. Mirtskhulava. - L.: Gidrometeoizdat, 1988. – P. 303.
9. Patent 2292539 RF. Sposob opredeleniya gidravlicheskikh poter na trenie. (Patent 2292539 of the Russian Federation. Method for determining hydraulic losses due to friction). / I.I. Maksimov, S.A. Vasilev, V.I. Maksimov - Published 27.01.2007, Bulletin № 3.
10. Shvebs, G.I. Teoreticheskie osnovy eroziovedeniya. [Theoretical foundations of erosion]. / G.I. Shvebs. – Kiev; Odessa: Vishcha shkola, 1981. – P. 219.
