ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ  иамш
 эгазипшим

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
 питии
 ЭР03И0ВЕДЕНИЯ
 КИЕВ—ОДЕССА
ГОЛОВНОЕ  ИЗДАТЕЛЬСТВО
ИЗДАТЕЛЬСКОГО  ОБЪЕДИНЕНИЯ
«ВИЩА  ШКОЛА»
1981

ББК  40.64
631.6
Ш34
 УДК  631.4:551.3+556.535.6
 Швебс  Г.  И.  Теоретические  основы  эрозиоведения  —  Киев—Одес¬
са.  Вища  школа.  Головное  изд-во,  1981.  —  224  с.  403043802020000
 В  70-е  гг.  XX  века  начало  формироваться  новое  научное  нап¬
равление  —  эрозиоведение,  рассматривающее  проблемы  водной  эро¬
зии;  оно  входит  составной  частью  в  науку  об  охране  природы  и  ра¬
циональном  использовании  природных  ресурсов  Данная  монография
и  посвящена  этому  научному  направлению.
 Монография  носит  методологический  характер,  в  ней  использо¬
вана  системная  концепция  в  сочетании  с  логико-математическим
моделированием.  Сформулированы  понятия  «геосистема»,  «эрозион¬
ная  система»  и  «природно-техническая  противоэрозионная  система»
Преимущественное  внимание  уделено  общетеоретическим  пробле¬
мам  эрозиоведения,  его  связи  с  почвоведением,  гидрологией  и  дру¬
гими  направлениями  Рассмотрены  принципы  классификации  эроди¬
рованных  почв  и  территорий.  Описаны  приемы  экспериментального
изучения  эрозии,  оценки  смываемости  почвы  и  расчета  поверхност¬
ного  смыва.  Приведен  расчет  характеристик,  необходимых  при  про¬
ектировании  противоэрозионной  мелиорации  Предложены  новые
методы  картирования  эродированной  почвы,*  факторов  водной  эро¬
зии  и  эродируемости  территорий,  а  также  новый  подход  к  оценке
эффективности  противоэрозионных  мероприятий.
 Для  специалистов  по  охране  природы,  географии,  мелиорации,
сельскому  и  водному  хозяйствам.
 Ил  17  Список  лит.:  167  назв.
 Рецензенты  доктора  сельскохозяйственных  наук  А.  Г.  Рожков
и  В.  С.  Федотов
 Редакция  гуманитарной  и  естественной  литературы  при  Одес¬
ском  государственном  университете
Зав.  редакцией  В.  А.  Цветков
 40304—103
Ш  М.211  <04)—81
 540—81. 	3802020000
 /£\  ’Издательское  объединение
42/  «Вища  школа»,  1981

Нет  никакого  сомнения  в  тоМ,
что  эрозия  представляет  собой
самую  большую  угрозу
для  человечества.
 Дорст
 ПРЕДИСЛОВИЕ
 Водная  эрозия  —  это  совокупность  процессов  разру¬
шения  почвы,  формирования  наносов  под  действием  воды
и  деградации  ландшафта  до  отложения  продуктов  раз¬
мыва  и  образования  конусов  выноса.  В  монографии  на
данную  тему  «Формирование  водной  эрозии,  стока  нано¬
сов  и  их  оценка»  [138]  автор  классифицирует  водную
эрозию  на  виды  и  проводит  логико-математический  ана¬
лиз  ее  процессов;  разработка  проблемы  отмечается  гид¬
ролого-морфологической  ориентацией.  Настоящая  моно¬
графия  раскрывает  методологию  и  технику  исследова¬
ния  эрозионных  процессов,  происходящих  на  склоне.
 Издано  уже  немало  работ  по  эрозионной  проблема¬
тике.  Они  характеризуются,  как  правило,  изучением
эрозии  в  одном  из  научных  направлений:  почвоведче¬
ском,  агрономическом,  ландшафтоведческо'м,  гидрологи¬
ческом  и  т.  д.  По  мнению  автора,  это  только  начальный
период  эрозиоведения  как  самостоятельной  научной  ди¬
сциплины.  В  монографии  сделана  попытка  объединить
данные  направления  на  общенаучной  основе,  что  позво¬
лит  яснее  понять  место  водной  эрозии  и  методов  ее  пред¬
отвращения  в  системе  природоохранных  мероприятий,
творчески  обогащать  уже  имеющиеся  приемы  борьбы  с
эрозией,  моделировать  само  явление  и  возможное  влия¬
ние  на  него  тех  или  иных  хозяйственных  мероприятий.
 Автор  выражает  сердечную  благодарность  докторам
сельскохозяйственных  наук  А.  Г.  Рожкову  и  В.  С.  Федо¬
тову,  которые  сделали  ряд  ценных  замечаний  при  подго¬
товке  монографии.
 3

ВВЕДЕНИЕ
 Голые  склоны.  Изрезанные,  будто  кривым  ножом,
края  оврагов.  Светло-бурые  пятна  на  земле,  которая
еще  недавно  была  плодородной.  Эрозия...
 Сегодня  во  всем  мире  разрушено  около  430  млн.  га
почвы.  Это  почти  в  два  раза  больше,  чем  вся  пашня  на¬
шей  страны.  В  земледельческих  областях  СССР  эроди¬
рованные  земли  составляют  30—40%  сельскохозяйствен¬
ных  угодий,  а  в  некоторых  Достигают  50—60%.
 Никакая  отдельная  служба  не  возьмется  подсчитать,
во  что  это  обходится  государству,  так  как  последствия
эрозии  затрагивают  самые  разные  стороны  человеческой
деятельности.  Урожаи,  например,  на  сильноэродирован-
ных  почвах  уменьшаются  в  два—три  раза,  а  овраги  во¬
обще  исключают  территорию  из  активного  хозяйствен¬
ного,  оборота.  Ежегодный  ущерб  от  эрозии  в  нашей  стра¬
не  только  по  сельскому  хозяйству  превышает  10  млрд,
руб.  Поэтому  принятые  XXVI  съездом  КПСС  «Основ¬
ные  направления  экономического  и  социального  разви¬
тия  СССР  на  1981—1985  годы  и  на  период  до  1990  года»
указывают  на  необходимость  «улучшать  охрану  приро¬
ды,  усилить  работу  по  сохранности  сельскохозяйствен¬
ных  угодий,  борьбу  с  эрозией  почв,  повысить  темпы  ра¬
бот  по  рекультивации  земель,  обеспечить  их  защиту  от
селей,  оползней,  обвалов,  засоления,  заболачивания,
подтопления  и  иссушения»  (Материалы  XXVI  съезда
КПСС.  —  М.:  Политиздат,  1981,  с.  183).
 Разрушение  почвы  может  происходить  в  результате
водной  эрозии  и  дефляции  (пыльных  бурь).  Общее
между  этими  процессами  лишь  то,  что  они  ухудшают,
а  подчас  и  полностью  уничтожают  плодородный  слой
почвы.  В  остальном  это  процессы  с  различными  закона¬
ми  возникновения  и  развития.  Естественное  следствие
 4

этого  —  раздельное  изучение  как  самих  процессов,  так
и  методов  противоэрозионной  и  протаводефляционной
охраны  почвы.
 Прежде  всего  отметим  междисциплинарное,  межот¬
раслевое  положение  водной  эрозии,  которая  влияет  не
только  на  сельское  хозяйство,  но  и  на  лесное;  формирует
речные  наносы;  участвует  в  заилении  прудов-и  водохра¬
нилищ;  обусловливает  деформацию  и  переформирова¬
ние  русел;  образует  современные  формы  рельефа  (овра¬
ги)  и  изменяет  древние  (балки,  долины  рек).  На  эроди¬
рованных  земЛях  ухудшается  качество  продукции  [142].
Увеличивая  вынос  взвешенных  и  растворенных  частиц
в  водный  поток,  эрозия  способствует  исчезновению  не¬
которых  водных  организмов.  Без  учета  водной  эрозии
невозможно  обойтись  при  строительстве  каналов  и  до¬
рог,  рекультивации  ландшафтов,  решении  задач  рекреа¬
ционного  использования  земель  и  даже  таких,  казалось
бы  далеких  .от  земледелия  вопросов,  как  прокладка
трубопроводов  большого  диаметра.  Дело  в  том,  что  в
целях  рационального  использования  земель  под  трубо¬
проводы  отводятся  неудобные  для  сельского  хозяйства,
сильноэродированные  овражные  участки.  Поэтому  при
проектировании  трассы  трубопроводов  надо  прогнози¬
ровать  развитие  оврагов.
 ,  «Помочь  малым  рекцм!»  —  призывают  писатели,  уче¬
ные,  любители  природы.  Для  этого  рекомендуют  обса¬
дить  их  лесом,  прекратить  сброс  неочищенных  стоков,
углубить  русла.  НЪ  не  многие  знают,  что  помочь  малым
рекам  —  это  в  первую  очередь  оградить  их  от  лавино¬
образного  потока  наносов,  образованных  водной  эрозией
на  водосборе.  Наносов,  которые  в  новых,  антропогенных
условиях  водноэрозионной  обстановки  сами  малые  реки
вынести  «на  большую  воду»  не  могут.  Эти  наносы  заили-
вЗдет  пойму,  берег,  само  русло.  Помочь  малым  рекам  —
это  в  первую  очередь  приосхановить  ускоренные  вмеша¬
тельством  человека"  эрозионные  процессы  на  водосборе.
 В  настоящее  время  накоплен  значительный  материал,
раскрывающий  различные  стороны  эрозионной  пробле¬
матики.  И  хотя  еще  недостает  многих  исходных  данных,
темпы  накопления  информации  опережают  темпы  их
систематизации.  Поэтому  для  эрозиоведения  особенно
необходимы  обобщающие  исследования,  попытка  кото¬
рых  и  предпринята  в  настоящей  работе.
 6

1. 	Э  РОЗ  ИОВ  ЕДЕНИЕ
 КАК  НАУЧНОЕ  НАПРАВЛЕНИЕ
 1.1. 	ВОДНАЯ  ЭРОЗИЯ  И  РАЦИОНАЛЬНОЕ
 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ЗЕМЕЛЬНЫХ  РЕСУРСОВ
 Эксплуатируя  земельные  ресурсы,  как  и  другие  при¬
родные  комплексы,  мы  стараемся  получить  максималь¬
ную  прибыль;  причем  мы  заботимся  о  возобновлении
ресурсов,  но  подходим  к  этому  узко,  без  учета  природ¬
ной  системы  в  целом.  Концепция  природопользования
существует  пока  в  виде  общих  суждений,  не'  конкрет¬
ных,  не  формализованных,  истинность  которых  чаще
всего  не  доказывается,  а  утверждается.  «Та  же  пробле¬
ма  эрозии  земли  поднимает  бездну  вопросов,  —  пишет
М.  Белавин.  —  Никакая  отрасль  науки  в  одиночку  не
может  дать  на  них  полного  ответа.  На  основе  охвата,
как  любят  теперь  говорить,  комплексного  и  станут  вы¬
рабатываться  планы  рационального  преобразования  це¬
лых  регионов  земли..  Пока  такой  основы  нет,  а  проблема
есть.  Может  быть,  поэтому  мы  часто  затрагиваем  не
сущность  естественных  процессов,  а  только  их  проявле¬
ние  (выделено  нами.  —  Г.  ЯЛ).  Совершаем  как  бы  на¬
беги  на  природу,  и  она  отбрасывает  нас,  перечеркивая
труд,  средства,  время»  [11,  26].
 Одностороннее  преобразование  природы,  без  учета  ее
обратных  воздействий,  представляет  собой  проявление
метафизического  ртношения  общества  к  природе  [8].  В
тех  случаях,  когда  сущность  преобразования  определя¬
ется  только  запросами  общества,  формируемая  систе¬
ма  становится  однофаКторной.  Она  теряет  органическую
связь  с  природными  компонентами,  не  образует  с  ними
единства  и  проявляет-  себя  как  чуждое  наслоение.  Слу¬
чается  это  всегда,  когда  антропогенные  преобразования
(в  частности,  хозяйственное  использование  природных
ресурсов)  утрачивают  связь  с  природным  началом  —
ландшафтом.  Рациональное  использование  всякого  при¬
 6

родного  ресурса  должно  предусматривать  диалектиче¬
ский  характер  обоюдонаправленного  воздействия  обще¬
ства  и  природы,  что  обусловливает  черты  природных
геосистем  у  социально-технических  объектов,  в  том  чис¬
ле  объектов  с  противоэрозионной  защитой.
 В  ходе  эксплуатации  земельных  ресурсов  нарушает¬
ся  компонентное  и  территориальное  равновесие.  Для  по¬
лучения  полезной  продукции  это  до  некоторой  степени
допустимо.  Но  нельзя  забывать  о  «фундаменте»,  не  вхо¬
дящем  в  понятие  ресурсы.  Предлагают  выделить
эксплуатационные  ресурсы  и  обеспечивающие  ресурсы
[115]  и  создавать  систему  воспроизводства  как  для  тех,
так  и  для  других.  Это  трудно  реализовать  на  практике
из-за  низкого  уровня  развития  науки  об  охране  приро¬
ды  и  негибкости  производственной  цепочки,  обеспечи¬
вающей  эксплуатацию  природных  ресурсов.
 В  настоящее  время  уже  нельзя  решать  проблему  ра¬
ционального  использования  земельных  ресурсов  и  борь¬
бы  с  эрозией  почвы  без  связи  с  использованием  водных
ресурсов,  охраной  флоры  и  фауны,  рекреацией  и  др.  С
другой  стороны,  производственному  подразделению,  экс¬
плуатирующему  земельные  ресурсы,  трудно  (да  и  неког¬
да)  решать  самостоятельно  все  возникающие  вопросы.
Это  вызывает  необходимость  рассмотрения  не  только
научных,  но  и  организационных  мероприятий  по  созда¬
нию  мониторинга  .  окружающей  среды  [30].  Монито¬
ринг  —  это  система  наблюдений  за  окружающей  средой
с  целью  сознательного  управления  ею.  По  мнению  ака¬
демика  И.  П.  Герасимова  [30],  мониторинг  должен  со¬
стоять  из  трех  ступеней  (блоков):  санитарно-гигиениче¬
ского,  природно-хозяйственного  и  биосферного.  Рассмат¬
риваемые  нами  вопросы  эрозиоведения  являются  цент¬
ральными  для  природно-хозяйственного  (геосистемного)
мониторинга.
 Некоторые  звенья  санитарно-гигиенического  монито¬
ринга  уже  действуют  (санитарное,  защиты  растений  и
др.).  Как  нам  кажется,  для  создания  второй  ступени
мониторинга  необходимо  объединить  «ведомственные
науки»  и  системы  опытных  станций  в  единое  целое.  Про¬
цесс  этот  не  может  быть  осуществлен  .сразу,  большое
дело  состоит  из  множества  мелких  —  именно  таким
представляется  нам  предложение  по  организации  служ¬
бы  эрозиоведения.  Без  второй  ступени,  как  считает
 7

И.  П.  Герасимов,  не  может  быть  развернута  третья  —
биосферный  мониторинг,  обеспечивающий  наблюдение,
контроль  и  прогноз  возможных  изменений  биосферы  в
целом  как  среды  обитания  человечества.
 В  нашей  стране  впервые  в  истории  человечества  был
намечен  принципиально  новый  подход  к  сельскому  хо¬
зяйству  —  только  как  к  способу  обеспечения  людей
продуктами  питания,  но  и  под  ’углом  зрения  охраны  ок¬
ружающей  среды.  «...Мы  должны  рассматривать  сель¬
ское  хозяйство  как  огромный,  постоянно  действующий
механизм  охраны,  культивирования  ’живых  природных
богатств,  —  сказал  на  XXV  съезде  КПСС  товарищ
Л.  И.  Брежнев.  —  И  природа  воздаст  нам  сторицею»*.
Реализация  этих  начертаний  —  задача  большой  государ¬
ственной  важности,  и  проблема  эрозии  входит  в  нее
составной  частью.
 1.2. 	СУЩНОСТЬ  ВОДНОЙ  ЭРОЗИИ
 Естественным  элементом  развития  науки  являются
периоды  обновления  научных  направлений  —  переходы
к  новым  парадигмам.  В  эрозиоведении  такой  подход
подготовлен  трудами  советских  и  зарубежных  ученых,
в  первую  очередь  А.  С  Козменко,  Д.  Л.  Армандом,
Н.  И.  Маккавеевым,  С.  С.  Соболевым,  М.  Н.  Заслав¬
ским,  Ц.  Е  Мирцхулавой,  X.  Уишмейером.
 Становление  эрозиоведения  неразрывно  связано  с
обсуждением  того,  что  понимать  под  термином  эрозия.
На  определенном  этапе  развития  этого  научного  направ¬
ления  разные  процессы,  ухудшающие  продуктивность
почвы  или  способствующие  разрушению  ее  поверхности,
начали  без  достаточных  на  то  оснований  называть  эро¬
зией:  биологическая  эрозия,  ледниковая  эрозия,  фитоген¬
ная  эрозия  и  т.  д.  Еще  хуже,  что  слово  эрозия  стали
относить  то  к  водной  эрозии,  тсцк  дефляции.
 Такое  многообразное  толкование  перешло  к  нам  от
западноевропейских  географов.  Они  употребляли  термин
эрозионные  процессы  как  синоним  денудационных  про¬
цессов.  По  сообщению  И.  С.  Щукина  [145],  у  француз¬
ских  географов  термин  система  эрозии  охватывает  всю
 *  Материалы  XXV  съезда  КПСС  —  М  :  Политиздат,  1976,
с.  53.
 8

экзогенную  часть  географический  процессов.  К  францу¬
зам  такое  широкое  толкование  пришло,  очевидно,  от
американцев  и  англичан,  которые  приняли  предложение
Г.  Дильберта  (1887)  понимать  под  эрозией  непосредст¬
венное  действие  разных  геологических  агентов:  ветра,
льда,  воды.
 Насущные  потребности  практики,  связанные  с  проек¬
тированием  систем  рационального  использования  земель,
требуют  дифференциации  и  конкретизации  термина  эро¬
зия.  Кроме  того,  не  ясно,  для  чего  нужны  термины-си¬
нонимы  эрозия  и  денудация.  В  докладе  на  X  Междуна¬
родном  конгрессе  почвоведов,  сделанном  президентом
МОП  В.  А.  Ковдой  '[52],  достаточно  четко  были  разгра¬
ничены  понятия  водная  эрозия  и  дефляция,  которая  на¬
зывалась  еще  пыльными  бурями  (но  не  ветровой  эрози¬
ей).
 В  отечественной  научной  литературе,  в  отличие  от
западноевропейской,  под  эрозией  понимается  только  ка¬
кая-то  часть  денудационного  процесса.  Однако  какая
это  часть?  М.  Н.  Заславский  предлагает  для  расшиф¬
ровки  содержания  терминов  исходить  из  «логической
связи  их  группировок  в  зависимости  от  энергетического
фактора»  [44,  142].  Для  претворения  такого  принципа
в  жизнь  необходимо  дать  определение  процессов,  исходя
из  этого  «энергетического  фактора».
 С  нашей  точки  зрения,  под.  водной  эрозией  следует
понимать  часть  денудационных  процессов,  которая  про¬
исходит  под  влиянием  водных  масс  и  определяется  за¬
конами  их  движения.  В  то  же  время  нецелесообразно
считать  эрозией  процессы,  хотя  и  происходящие  при  на¬
личии  воды,  но  определяющиеся  другими  явлениями:
оплывинами,  оползнями  и  -т.  п.  Под  эрозией  понимают
процесс  разрушения  почв  и  грунтов.  Однако  этот  про¬
цесс  разрушения  не  может  протекать  без  перемещения
разрушенных  частиц,  что  всегда  сопровождается  их  пе-
реотложением  [71,  132].
 Таким  образом,  под  водной  эрозией  следует  понимать
часть  процесса  денудации,  которая  состоит  из  разруше¬
ния,  перемещения  и  отложения  частиц  почвы  и  пород
под  действием  дождя  и  стекающих  по  земной  поверх¬
ности  водных  потоков  и  определяется  законами  движе¬
ния  этих  потоков,  зависящими  от  их  водности  и  харак¬
теристик  подстилающей  поверхности.
 9

1.3.  ВИДЫ  ВОДНОЙ  ЭРОЗИИ
 Классификация  —  важнейший  элемент  всякой  нау¬
ки.  «...Общая  классификация  изучаемых  предметов  яв¬
ляется  обычно  центральной  теоретической  проблемой.
История  разработки  классификации  и  ее  современное
состояние  служит  наилучшим  материалом  для  сужде¬
ния  о  теоретической  прогрессивности  и  методической
плодотворности  представлений,  составляющих  основу
науки»  [10,  77].  Для  эрозиоведения,  изучающего  раз¬
нообразные  процессы  от  разбрызгивания  почвы  до  рус¬
ловой  эрозии,  классификация  приобретает  особое  зна¬
чение.  Эрозия  образуется  в  результате  совместного  про¬
текания  трех  сопутствующих  друг  другу  процессов:  раз-'
рушения  почв  и  грунтов  —  эрозия  структуры,  перемеще¬
ния  частиц  —  транспорт  и  отложения  частиц  —  аккуму¬
ляция.  Эрозия  структуры  проявляется  в  разрушении
межагрегатных  связей  и  протекает  на  фоне  выщелачива¬
ния.  Взаимосвязь  эрозии  структуры  и  самой  водной  эро¬
зии  примерно  такая  же,  как  между  выветриванием  и
денудацией.  К  эрозии  структуры  следует  отнести  также
истирание  и  раздробление  почвенных  агрегатов  и  эле¬
ментарных  частиц  при  движении  их  в  водном  потоке.
Транспорт  наносов  есть  главный  элемент  всего  явления
водной  эрозии.  Процесс  аккумуляции  может  рассмат¬
риваться  не  только  как  естественное  периодическое  или  -
систематическое  опускание  частиц  на  дно,  но  и  как  ре¬
зультат  кольматации.
 Всего  нами  выделяется  пять  видов  и  одиннадцать
подвидов  водной  эрозии  (рис.  1.1).  Данная  классифи¬
кация  развивает  идеи,  заложенные  В.  Пенком:  «все  про¬
цессы  сноса  преобразуются  из  плоскостных  в  линейные
и,  наконец,  в  направленные»  [91,  162],  а  также
И.  С.  Щукиным  и  Н.  И.  Маккавеевым,  которые  рассмат¬
ривали  эрозию  и  аккумуляцию  как  тесно  связанные  про¬
цессы,  формирующие  геоморфологические  комплексы  (а
закономерности  эрозии,  по  их  высказываниям,  вытека¬
ют  из  законов  гидравлики).
 Рассмотрим  структуру  водноэрозионного  процесса
(рис.  1.1.).
 Эрозия  разбрызгивания  образуется  при  преобла¬
дании  одностороннего  перемещения  частиц  вдоль
 10

склона  брызгами  капель  дождя,  падающих  на  увлаж¬
ненную  поверхность  почвы.
 Поверхностная  эрозия  подразделяется  на  поверх-
ностно-мелкос'груйчатый  и  ливневый  поверхностные
смывы.  Поверхностно-мелкоструйчатый  смыв  проис¬
ходит  при  образовании  поверхностного  стока  в  мик¬
роструях  с  глубиной,  соизмеримой  с  крупностью  пе¬
ремещаемых  частиц  и  имеющих  направление,  часто
не  совпадающее  с  направлением  максимального
уклона,  в  условиях  ламинарного  и  переходного  водно¬
го  потока.  Ливневый  поверхностный  смыв  возникает
в  тех  же  условиях,  что  и  поверхностно-мелкоструйча-
тый:  при  дополнительной  турбулентности,  создавае¬
мой  падающими  каплями.
 Рис  1  1  Структура  водноэрозионного  процесса.
 Струйчатая  эрозия  включает  струйчатый  .и  ливне¬
вый  струйчатый'  размывы.  Струйчатый  размыв  про¬
 11

является  в  струйх  (ручьях)  поверхностного  стока,
преимущественно  совпадающих  с  направлением  мак¬
симального  уклона  при  наличии  турбулентного  режи¬
ма,  отсутствии  постоянно  выраженного  распределе¬
ния  скорости  по  глубине  и  появлении  бурного  тече¬
ния.  Ливневый  струйчатый  размыв  возникает  в  тех
же  условиях,  что  и  струйчатый,  при  наличии  допол¬
нительной  турбулентности  при  ливневых  осадках,
влияние  которых  убывает  с  ростом  глубины  потока.
 Овражная  эрозия  подразделяется  на  линейный,
ступенчатый  и  многоступенчатый  овражные  размы¬
вы  Линейный  овражный  размыв  происходит  в  линей¬
ных  углублениях  при  активном  (плавно  затухающем
от  вершины)  развитии  продольного  профиля  под  дей¬
ствием  турбулентного  потока  при  бурном  его  течении.
Одноступенчатый  овражный  размыв  имеет  место  в
понижениях  с  перепадом  уклона,  где  образуется  вер¬
шина  оврага,  развивающаяся  под  действием  эрозии.
Начальное  очертание  продольного  профиля  форми¬
руется  размывающим  действием  падающей  струи  в
вершине  оврага.  Многоступенчатый  овражный  раз¬
мыв,  в  отличие  от  одноступенчатого,  развивается
дискретно  в  местах  расположения  ступеней  (водопа¬
дов),  зарождающихся  в  приустьевой  части,  достигаю¬
щих  наибольшего  развития  в  средней  части  и  отми¬
рающих  у  вершин.
 Русловая  эрозия  включает  пойменно-русловый
процесс,  несвязный  селевой  процесс  (поток),  связный
селевой  процесс  (поток).  Пойменно-русловый  процесс
заключается  в  преимущественном  перемещении  и  пе-
реотложении  наносов  в  потоках,  имеющих  выражен¬
ное  русло,  однотипно  развивающееся  на  значитель¬
ных  участках.  Определяется  динамикой  руслового
потока  и  эрозионными  процессами  на  водосборе,  пой¬
ме  и  русле  вышерасположенного  участка  реки.  Не¬
связный  селевой  процесс  (поток)  —  образуется  в  ус¬
ловиях  избыточного  поступления  в  водный  поток
разнофракционных  продуктов  выветривания.  Транс¬
портирующей  средой  становится  не  чистая  вода,  а  тя¬
желая  суспензия.  При  этом  происходит  изменение
свойств  потока,  его  структуры  и  общей  наносонесу-
щей  способности.  Одним  из  проявлений  изменившей¬
ся  структуры  потока  является  его  волнообразный

характер.  Связный  селевой  процесс  (поток)  —  пред¬
ставляет  собой  вязко-пластичную  среду,  состоящую
из  продуктов  выветривания,  в  которой  основная  мас¬
са  воды  связана  силами  молекулярного  притяжения
и  окружает  твердые  частички  в  виде  гидратных  пле¬
нок  либо  механически  защемлена  каркасными  струк¬
турами  внутри  селевой  массы  [118].
 1.4. 	ПОНЯТИЕ  ЭРОЗИОВЕДЕНИЯ
 Водная  эрозия  —  это  процесс  разрушения  почвы
и  пород  под  действием  водных  потоков.  Однако  было  бы
неверным  свести  все  к  взаимодействию  воды,  почвы  и
пород.  Эрозия  —  сложный  физико-географический  про¬
цесс,  последствия  которого  проявляются.,  не  только  в
частных  нарушениях,  но  и  в  перерождении  (деграда¬
ции)  целых  природных  комплексов.  По  данным  ФАО,
эрозия  является  главной  причиной  деградации  почв,  если
не  считать  деградацию  почв  за  счет  застроек,  коммуни¬
каций  и  пр.  {53].  Поэтому  эрозионная  проблематика
начинает  оформляться  в  эрозиоведение  —  относительно
самостоятельное  научное  направление,  рассматриваю¬
щее  водную  эрозию  как  процесс,  его  последствия  для  ок¬
ружающей  среды  и  хозяйственной  деятельности  и  спо¬
собы  их  предотвращения.
 Постановка  вопроса  об  эрозиоведении  как  о  самосто¬
ятельном  направлении  есть  проявление  одного  из  диа¬
лектических  законов  развития  науки,  заключающегося
в  дифференциации  (специализации)  научных  направле¬
ний  и  одновременно  —  в  интеграции  научных  знаний.
Для  решения  эрозионных  проблем  необходимо  исполь¬
зовать  научные  знания,  относящиеся  к  различным  науч¬
ным  дисциплинам.  Однако  простая  сумма  знаний  и  ме¬
тодов,  взятая  из  различных  областей  науки  еще  не  соз¬
дает  научного  направления.  Научное  направление  при¬
обретает  право  на  жизнь,  когда  имеет  присущий  только
ему  объект  исследования,  располагает  специфическими
методами  его  познания  и  ставит  задачи,  которые  не  ре¬
шаются  ни  одним  другим  научным  направлением.  Таким
требованиям  отвечает  эрозиоведение  в  приведенной
трактовке  этого  термина.
 Эрозиоведение  примыкает  к  циклу  географических
и  почвоведческих  наук.  Это  предопределяется  близостью
 13

объекта  Исследования.  В  то  Же  время  если  для  геогра¬
фии  основным  является  сравнительно-географический,  а
для  почвоведения  —  естественно-исторический  методы
исследований,  то  для  эрозноведения  —  динамико-морфо¬
логический.  В  этом  плане  эрозиоведение  примыкает  к
инженерной  геоморфологии  и  гидрологии  суши,  что  вы¬
текает  из  самого  определения  водной  эрозии.  Именно
гидрология  (гидравлика,  гидромеханика,  динамика  по¬
токов)  изучает  законы  формирования  и  движения  вод¬
ных  потоков,  определяющие  процессы  разрушения,  пе¬
ремещения  и  отложения  частиц*.  Специализация  научно¬
го  направления  по  водной  эрозии  формируется  одновре¬
менно  с  интеграцией  ряда  дисциплин  в  научное  направ¬
ление  более  широкого  типа  —  экологик/  (охрану  окру¬
жающей  среды).  Эрозиоведение  является,  безусловно,
важной  частью  этого  направления.
 Все  науки  о  земле  можно  условно  разделить  на  два
типа:  изучающие  преимущественно  субстрат  и  изучаю¬
щие  преимущественно  функционирование.  Первые  воз¬
никли  раньше  .(география,  почвоведение,  геология).  Их
можно  отнести  к  фундаментальным  наукам  о  земле.
Развитие  этих  наук  шло  по  равным  направлениям,  в  ча¬
стности  по  направлению  раскрытия  законов  функциони¬
рования,  появлению  новых  научных  дисциплин:  напри¬
мер,  гидрологии,  метеорологии  и  т.  д.  Эрозиоведение
можно  отнести  к  этой  группе.научных  дисциплин.
 Эрозиоведение  изучает  эрозионный  процесс  и  его
последствия,  т.  е.  раскрывает  функционирование  и  только
через  него  субстрат.  Хотя  описание  функционирования
для  эрозноведения  очень  важно,  главным  будет  установ¬
ление  оптимальных  взаимоотношений  в  системе  человек—
вода—почва.  Экология  тоже  формируется  не  как  наука
о  субстрате,  а  как  наука  о  системах  управления,  о  сис¬
темах  оптимальных  взаимоотношений  человека  и  био¬
сферы.
 В  настоящее  врёмя  эрозиоведение  по  формальным
признакам  и  по  исторически  сложившимся  взаимосвя¬
зям  относится  к  циклу  почвоведческих  наук.  По  мере
формирования  экологии  и  в  первую  очередь  создания
производственной  надстройки  экологического  профиля,
эрозиоведение,  наряду  с  другими  вновь  формирующими¬
ся  научными  направлениями,  создаст  эмпирический  фун¬
дамент  науки  об  охране  окружающей  среды.  Конечно,
 14

При  этом  связь  эроз'иоведения  с  почвоведением  как  фун¬
даментальной  наукой  не  должна  ослабевать.
 То,  что  учение  об  эрозии  возникает  в  связи  с  разно¬
образными  потребностями  науки  и  практики,  формирует
его  различные  аспекты.  Ресурсный  аспект  определяется
тем,  что  водная  эрозия  —  основной  процесс,  разрушаю¬
щий  почву  как  ресурс.  Геоморфологический  аспект  сфор¬
мировался  на  основе  познания  современного  рельефооб¬
разующего  процесса,  главный  фактор  которого  —  вод¬
ная  эрозия.  Гидрологический  аспект,  являющийся  свя¬
зующей  нитью  между  двумя  предыдущими  и  любыми
другими,  заключается  в  нанософормирующем  значении
водной  эрозии.  Именно  этот  процесс  образует  наносы,
которые  формируют,  в  свою  очередь,  отложения  на  скло¬
нах,  в  прудах,  водохранилищах,  поймах,  шельфах.  На¬
стоящая  монография  посвящена  преимущественно  ре¬
сурсному,  в  меньшей  мере  геоморфологическому  аспек¬
там.  По  гидрологическому  аспекту  здесь  используются
лишь  полученные  ранее  [138]  выводы.

2. 	МЕТОДОЛОГИЯ
 2.1. 	ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ  И  ЭМПИРИЧЕСКИЙ
УРОВНИ  ПОЗНАНИЯ  ПРИРОДНОЙ  СРЕДЫ
 Эрозиоведение  —  новое  научное  направление,  и
поэтому  для  него  особо  актуален  методологический  ас¬
пект.  Общенаучной  методологией,  определяющей  пози¬
цию  исследователя,  является  материалистическая  диа¬
лектика.  Процесс  познания  имеет  ступени,  связанные
между  собой  и  закономерно  вытекающие  друг  из  друга.
«От  живого  созерцания,  —  учит  Ленин,.—  к  абстрактно¬
му  мышлению  и  от  него  к  практике  —  таков  диалекти¬
ческий  путь  познания  истины,  познания  объективной  ре¬
альности».*
 Одно  из  основных  положений  теории  познания  гла¬
сит,  что  чувственное  отражение  человека  функциониру¬
ет  в  единстве  с  мышлением.  Мысль  должна  проникать
в  структуру  чувственных  форм  отражения;  не  может
быть  «чистой»  чувственности,,  свободной  от  «точки  зре¬
ния».  Исторически  эмпирический  путь  предшествует  тео¬
ретическому,  и  эрозиоведение  —  наглядный  пример  это¬
го.  К  эмпирическому  уровню  познания  природной  сре¬
ды  относятся  приемы  и  методы,  непосредственно  связан¬
ные  с  накоплением,  фиксацией,  группировкой  и  обобще¬
нием  исходного  материала.  Теоретический  уровень  ха¬
рактеризуется  уже  той  или  иной  степенью  опосредован-
нрсти.  Он  обеспечивает  создание  научной  теории  как
логически  организованного  знания.
 Один  из  традиционных  эмпирических  способов  по¬
знания  природной  среды  —  сравнение  (например,  срав¬
нительно-географический  метод).  С  выдвижением  прин¬
ципа  эргодичности  (пространственно-временной  экстра-
 ♦Ленин  В.  И.  Поли.  собр.  соч.,  т.  29,  с.  152—153.
 16

йолядии)  сравнительный  метод  получил  выход  к  реше¬
нию  явлений,  развивающихся  во  времёни.  Основной
прием  данного  метода  —  установление  тождественности
элементов  изучаемых  объектов.  В  ряде  случаев  вполне
допустима  гипотеза  о  том,  что  одинаковый  набор  пара¬
метров  для  разных  объектов  может  свидетельствовать
и  об  одинаковом  пути  их  развития.  Так,  аналогия  в
структуре  смытых  почв  и  характере  оврагов  может  слу¬
жить  основанием  для  заключения  об  однотипности  про¬
текающих  процессов.  А.  Д.  Арманд  [5],  анализируя
этот  аспект  с  позиций  «закона  накопления  опыта»
Р.  Эшби,  приходит  к  выводу,  что  модель,  описывающая
группу  систем,  для  которых  задано  лишь  тождество  эле¬
ментов,  может  служить  для  анализа  поведения  заданно¬
го  типа  систем  в  будущем,  но  не  для  восстановления  их
развития  в  прошлом.
 Сравнительный  метод,  применяемый  как  единствен¬
ный  способ  познания,  может  приводить  к  ложным  вы¬
водам  о  неравнозначности  природных  процессов.  Это
связано  с  тем,  что  сопоставляемые  природные  системы
бывают  в  разных  фазах  цикла  развития  (например,  для
склонов,  примыкающих  к  коренному  берегу  реки,  эро¬
зионные  циклы  могут  быть  обусловлены  движением
меандр  и  связанных  с  этим  периодических  изменений
местных  базисов  эрозии).  Таким  образом,  сравнитель¬
ный  метод  исследований  требует  введения  ряда^  огра¬
ничений*
 Одним  из  практических  приемов,  облегчающих  исполь¬
зование  сравнительного  метода  для  изучения  изменяю¬
щихся  во  времени  систем,  является  выбор  индикатора
развития  [5].  Это  «сквозная»  характеристика,  присут¬
ствующая  во  всех  вариантах  наблюдения  системы,  кото¬
рую  можно  считать  надежным  показателем  ее  разви¬
тия.
 Для  эрозионных  систем  разного  уровня  сложности  ин¬
дикатором  развития  могут  быть  разные  показатели.  Для
эрозионноопасной  территории  в  пределах  водосбора  —
водный  режим  и  сток  наносов,  в  пределах,  склона  —
структура  почвенного  покрова,  для  оврага  —  соотноше¬
ние  морфометрических  показателей  размыва.
 Эмпирический  путь  познания  необходим,  но  не  доста¬
точен  для  построения  теории.  В  то  же  время  «...нет
ничего  более  практичного,  чем  хорошая  теория»  —  от¬
 17

метил  на  XXV  съезде  КПСС  товарищ  Л.  И.  Брежнев.*
Теория  как  система  идей,  обобщающих  опыт  и  отражаю¬
щих  объективные  закономерности  явления,  может  со¬
ставить  основу  рационального  использования  природных
ресурсов  эрозионноопасных  территорий.
 Теоретический  путь  познания  —=•  многоступенчатый
процесс,  использующий  такие  специфические  формы
мышления  как  абстрагирование,  генерализация,  идеали¬
зация,  анализ  и  синтез,  формализация,  моделирование
и  др.  Теоретическое  осмысление  всегда  начинается  с
конкретизации  проблемы  и  выдвижения  идеи  для  ее
реализации.  Одна  из  форм  теоретического  уровня  позна¬
ния  —  гипотеза  (осмысливание  фактов  с  целью  перехо¬
да  от  них  к  закону).
 Теория  эрозиоведения  как  составная  часть  теории
природной  среды  только  начинает  разрабатываться.  Со¬
вершенно’  очевидно,  что  она  будет  опираться  на  общие
закономерности  развития  биосферы  и  таких  ее  элемен¬
тов,  как  ландшафт.  Можно  полагать,  что  ее  рабочим
аппаратом  станет  системный  анализ  и  математическое
моделирование,  а  ядром  —  четкое,  количественно  выра¬
женное  представление  о  закономерностях  водноэрозион¬
ного  процесса.
 Создание  теории  природоведческих  наук  часто  захо¬
дит  в  тупик  из-за  неверного  толкования  общих  вопро¬
сов  теории  познания,  которая  учит,  что  хотя  теория  и
опирается  на  результаты  эмпирических  наблюдений,  од¬
нако  она  становится  таковой  только  в  результате  про¬
никновения  в  объективную  действительность  с  помощью
абстрактного  мышления.  Успехи  изучения  закономерно¬
стей  водноэрозионных  процессов  в  значительной  мере
зависят  от  успехов  в  сборе  первичной  информации  и
постановки  экспериментального  изучения  явлений.  Хо¬
рошо  известно,  что  развитие  теории  зависит  от  накоп¬
ления  знаний.  В  то  же  время  последующий  сбор  инфор¬
мации  и  активный  эксперимент  должны  основываться  на
новейших  достижениях  теории.  В  этом  плане  экспери¬
ментальные  исследования  водной  эрозии  не  всегда  со¬
ответствуют  уже  существующему  представлению  о  ней.
 *  Материалы  XXV  съезда  КПСС.  —  М.:  Политиздат,  1976,
с.  48.
 18

Процесс  водной  эрозии  по  своей  природе  не  является
жестко  детерминированным,  из-за  сложности  он  не  под¬
чиняется  законам  прямых  связей,  а  благодаря  изменчи¬
вости  (большому  коэффициенту  вариации)  требует  для
оценки  и  познания,  значительного  и  репрезентативного
ряда  наблюдений.  Этот  вопрос  имеет  особое  значение.
Дело  в  том,  что  в  настоящее  время  нередки  серьезные
выводы  и  обобщения,  сделанные  по  материалам  наблю¬
дений  за  2—3  года.  В  то  время  как  даже  при  непрерыв¬
ных  наблюдениях  в  8—9  лет  ошибка,  например,  средней
многолетней  величины  смыва  составляет  не  менее  75%,
а  при  наблюдениях  в  5—7  лет  для  проверки  эффектив¬
ности  некоторых  противоэрозионных  мероприятий  —  мо¬
жет  достигать  100%.
 В  настоящее  время  практически  невозможно  преоб¬
разовать  имеющиеся  отрывочные  наблюдения  в  единый
временной  или  пространственный  ряд.  А  без  такого  еди¬
ного  ряда  нельзя  сделать  нужные  количественные  вы¬
воды.-В  этом  отношении  очень  показательны  экспери¬
ментальные  исследования  протквоэрозиолной  эффектив¬
ности  поперечной  пахоты.  По  некоторым  данным  попе¬
речная  пахота  уменьшает  смыв  почвы  до  10  и  более
раз,  а  по  другим  —  увеличивает  его,  способствуя  допол¬
нительному  образованию  овражных  размывов.  Столь
противоречивые  выводы  связаны  с  небольшой  продол¬
жительностью  непрерывных  наблюдений,  а  также  с  тем,
что  исследования  проводились  разными  методами:  по
наблюдению  на  стоковых  площадках,  в  естественных  ус¬
ловиях  методом  водороин  и  искусственным  дождевани¬
ем.  В  то  же  время  ни  один  из  этих  методов  не  приво¬
дит  к  окончательному  выводу.  Каждый  из  них  раскры¬
вает  только  часть  процесса  или  отдельный  его  элемент.
Окончательный  вывод  можно  сделать  лишь  с  учетом
общей  модели  формирования  смыва  почв,  отражающей
роль  всех  основных  природных  и  антропогенных  фак¬
торов.
 В  настоящее  время  нет  единого  мнения  о  количест¬
венном  влиянии  такого  важного  фактора,  как  рельеф.
В  то  же  время,  не  располагая  общей  закономерностью
влияния  рельефа  на  эрозию,  нельзя  сопоставить  экспе¬
рименты  по  изучению  влияния  растительного  покрова
на  величину  смыва,  проведенные  даже^в  одинаковых  ус¬
ловиях,  но  при  разных  величинах  уклона.  Оказывается,
 19

что  относительная  роль  противоэрозионного  эффекта
растительности  (а  также  вида  обработки  почвы  и  др.)  не
может  быть  оценена  без  приведения  (пересчета)  резуль¬
татов  эксперимента  к  единому  уклону  и  длине  склона.
 Еще  более  грубые  ошибки  допускаются  при  экспери¬
ментальном  изучении  смыва  и  противоэрозионной  эф¬
фективности  мероприятий  с  помощью  искусственного
дождевания.  Многолетний  опыт  применения  данного
метода  показал  как  большие  его  возможности,  так  и
существенные  ограничения,  обнаруживаемые  при  сопо¬
ставлении  модели  естественного  процесса  и  его  экспе¬
риментального  воспроизведения  с  помощью  дождевания.
Причем,  ошибки  бывают  самые  неожиданные.  Так,  из-за
недооценки  энергетического  воздействия  осадков  на  про¬
цесс  смыва  по  результатам  искусственного  дождевания
иногда  получают  совершенно  невероятные  выводы  о  ро¬
ли  укл.она  и  длины  склона  на  смыв  почвы  и  поверхност¬
ный  сток.
 2.2. 	МОДЕЛИ  И  МОДЕЛИРОВАНИЕ
 В  последнее  время  эрозиоведение  все  шире  исполь¬
зует  разнообразные  методы  моделирования:  от  простых
(карты  смытых  почв)  до  математических  и  физических
(материальных)  моделей.  Намечаются  пути  построения
оптимизационных  моделей.
 Модель  —  условный  образ  объекта  исследований,
сконструированный  так,  чтобы  отобразить  черты  объек¬
та,  существенные  для  поставленной  цели.  Модель  не  мо¬
жет  быть  во  всем  подобна  оригиналу.  Адекватность  —-
степень  отображения  объекта  —  может  решаться  лишь
относительно  определенной  цели.  Таким  образом,  моде¬
лирование  представляет  собой  изучение  объекта  по  его
модели-заместителю,  которая  обладает  изучаемыми
(нужными  для  данной  задачи)’  свойствами  объекта
[2;  50;  62].
 Для  того,  чтобы  модель  выполняла  функцию  замес¬
тителя,  необходимы  определенные  интересующие  иссле¬
дователя  отношения  подобия  между  элементами  ориги¬
нала  и  модели.  Например,  когда  имеют  дело  с  карто¬
графической  моделью,  вопрос  ограничивается  геометри¬
ческим  подобием.  При  моделировании  же  канала  поль¬
зуются  правилами  гидравлического  подобия.
 20

При  исследовании  с  помощью  модели  можно  разли¬
чить  два  этапа:  первый,  когда  модель  является  предме¬
том  исследования  (отработка  свойств  адекватности),
вторая  —  когда  становится  орудием  исследования.  В
настоящее  время  существуют  несколько  способов  клас¬
сификации  моделей  Применительно,  к  моделированию
природной  среды  удобно  воспользоваться  двумя  основ¬
ными  принципами:  способом  построения  модели  и  ме¬
тодом  выражения  отношения  подобия.  Исходя  из  этого,
все  модели  разделим  на  два  класса  в  зависимости  от
способа  построения:  физические  и  концептуальные.
 Физические  в  зависимости  от  способа  выражения  от¬
ношений  подобия  бывают:  А.1.  Физические  генерализо¬
ванные,  или  масштабные  (предназначены  для  компакт¬
ного  выражения  информации,  например  макет).  А.2.  Фи¬
зические  идеализированные,  представляющие  собой  мо¬
дификацию  оригинала,  которая,  будучи  воплощена  в
элементах  однородного  или  разнородного  субстрата,  по¬
строена  в  соответствии  с  определенными  правилами.  Та¬
кие  правила  всегда  основаны  на  теоретических  выво¬
дах.  Идеализированная  модель  имеет  в  качестве  прооб¬
раза'  лишб  некоторые  свойства  реального  объекта.  На¬
пример:  гидравлическая  модель,  построенная  на  основе
критериев  Рейнольдса  или  Фруда;  искусственное  Дожде¬
вание.
 Аналогично  концептуальные  модели  подразделяются
в  зависимости  от  способа  выражения  отношения  подо¬
бия:  Б.1.  Концептуальные  неформализованные^  (фото¬
графия  в  определенном  диапазоне  спектра,  блок-дна-*
грамма).  Б.  2.  Концептуальные  формализованные  —  зна¬
ковые,  картографические,  логико-математические  и  др.
Логико-математические  подразделяются,  в  свою  очередь,
на  детерминированные,  стохастические  и  детерминиро-
ванно-вероятностные.
 Модели  типа  А.1  и  Б.1  иногда  объединяют  в  одну
группу  портретных  моделей,  а  типа  Б.2  подразделяют
на  статические  (модели  строения)  и  динамические  (мо¬
дели  функционирования).
 Та  или  иная  модель  всегда  имеет  определенное  на¬
значение.  С  этой  точки  зрения  удобно  подразделить  все
модели  на  4  вида:  1.  Имитационные  —  имитирующие
конкретное  свойство  объекта.  Частный  случай  (подвид)
таких  моделей  —  имитационно-оценочные  (модели  реак¬
 21

ции  системы  при  заданном  изменении  одного  или  огра¬
ниченного,  неполного  числа  однотипных  показателей).
Например,  математическое  выражение'смыва  от  основ¬
ных  природных  факторов  —  имитационная  математиче¬
ская  модель,  а  только  от  уклона  (или  уклона  и  длины
склона)  —  имитационно-оценочная.  2.  Классификацион¬
ные  —  это  системы  распределения  чего-либо  по  группам.
Они  могут  рассматриваться  вне  системообразующего  от¬
ношения,  лишь  под  углом  зрения  их  сходства  или  раз¬
личия  по  заданному  признаку  (классификация  смытых
почв).  3.  Оптимизационные,  или  нормативные  —  это  мо¬
дели  оптимального  или  нормативного  состояния  системы.
В  них  состояние  системы  исследуется  в  допустимых  (или
заданных)  пределах  изменения  параметров,  элементов,
связей  и  т.  п.  Значение  оптимизационных  моделей  резко
возрастает  в  связи  с  «социальным  заказом»  по  разработ¬
ке  оптимального  использования  природных  ресурсов.
Далее  (см.  п.  2.6)  рассмотрена  оптимизационная  модель
рационального  использования  земельных  ресурсов  эро¬
зионноопасных  территорий.  4.  Оценочные  модели  —  это
особая  форма  упорядочения  информации,  которая  при¬
звана  передавать  количественно  выраженное  отношение
(прямое,  опосредованное)  отдельного  человека,  социаль¬
ной  группы  к  степени  выраженности  элементов  системы,
а  также  определять  степень  пригодности,  благоприят¬
ности,  достоинства.
 Один  из  видов  моделирования  —  исследование  по
аналогии.  Аналогия  как  умозаключение  о  сходстве  пред¬
полагает  относительное  (неполное)  тождество  компонен¬
тов  и  отношений  сравниваемых  объектов.  Наряду  с  яв¬
ными,  различают  гипотетические  (предположительные)
аналогии,  которые  всегда  опираются  на  определенный
уровень  научных  представлений.  Например,  предположе¬
ние  об  аналогии  эрозионноопасных  участков  территории
без  специально  проведенных  исследований,  исходя  лишь
из  общегеографических  сведений.  Кроме  этого,  различа¬
ют  и  другие  виды  аналогий  [101]:  групповая  —  анало-,
гия  систем,  относящаяся  к  одной  и  той  же  группе;  го-
.  моморфная  —  взаимное  однозначное  и  неоднозначное
соответствие  всех  существенных  признаков;  изоморф¬
ная  —  однозначное  соответствие  элементов  и  сходство
отношений  между  ними.  При  групповой  аналогии  необ¬
ходимо  установить  принадлежность,  например,  оврага,
 22

размоины,  оползня,  склона  к  группе  однотипных,  чаще
всего  регионально  ограниченных  объектов.'
 Подобие  —  частный  случай  аналогии  с  повышенными
требованиями  сходства,  т.  е.  это  «сходство,  доведенное
до  пропорциональности  изменений»  101,  25].  Строгое
подобие  требует,  чтобы  существовало  геометрическое
подобие  (пропорциональность  форм  и  размеров),  кине¬
матическое  (пропорциональность  скорости,  ускорения  и
совпадения  направлений),  дйнамикеское  (пропорцио¬
нальность  движения  и  сил),  механическое  (пропорцио¬
нальность  отношений  между  массами)  и  т.  д.  На  прак¬
тике  чаще  пользуются  приближенным  подобием.
 Рассмотрим  данные  виды  моделирования  примени¬
тельно  к  решению  конкретных  эрозиоведческих  задач.
 Физическое  масштабное  моделирование  водной  эро¬
зии  обычно  сочетается  с  физическим  идеализированным.
Сюда  относится  моделирование  с  помощью  искусствен¬
ного  дождевания  и  напуска  воды.  Примером  физическо¬
го  идеализированного  моделирования  являются  методы
определения  эрозионной  устойчивости  почв,  разработан¬
ные  Г.  В.  Бастраковым  [9].
 В  настоящее  время  ищут  пути  физического  модели¬
рования  овражных  процессов.  Однако  пока  только  на¬
щупываются  те  правила,  с  помощью  которых  можно  'по¬
лучить  объективную  информацию.  Отсутствие  критериев
подобия  (морфолого-гидравлических),  аналогичных  гид¬
равлическим  критериям  моделирования,  очевидно,  не
должно  тормозить  эти  работы.  Учитывая  опыт  моделиро¬
вания  русловых  процессов,  можно  полагать,  что  данное
направление  перспективно  для  решения  ряда  практиче¬
ских  задач.
 Концептуальные  неформализованные  модели  имеют
широкое  распространение  в  эрозиоведении.  Иногда  под
моделью  понимают  словесное  описание  процесса  (каче¬
ственные  модели).  Они  тоже  могут  быть  отнесены  к  кон¬
цептуальным  неформализованным  моделям.  Такие  ка¬
чественные  модели  имеют,  на  наш  взгляд,  важное  зна¬
чение  как  предварительный  этап  более  строгого  формали¬
зованного  и  физического  идеализированного  моделиро¬
вания.
 Большой  интерес,  особенно  для  теоретических  разде¬
лов  эрозиоведения,  представляют  концептуальные  фор¬
мализованные  и  в  первую  очередь  математические  моде¬
 23

ли.  Математику  в  эрозиоведении,  так  же,  как  и  в  других
естественных  науках,  необходимо  рассматривать  не  толь¬
ко  как  аппарат  обработки  результатов  измерений,  но  и
как  формализованный  язык  науки,  повзоляющий  стро¬
ить  модели  и  получать  с  их  помощью  такую  информа-.
цию,  которую  невозможно  извлечь  из  изучаемой  реаль¬
ности  иным  образом.  Систематизируя  приемы  математи¬
ческого  моделирования  в  эрозиоведении,  целесообразно
проанализировать  уже  накопленный  опыт  в  смежных,
науках.  Этот  анализ  можно  провести  с  выделением  че¬
тырех  последовательных  этапов  математизации:  а)  пер¬
вичной  обработки  материалов  наблюдений,  б)  выявления
простейших  эмпирических  зависимостей  с  использовани¬
ем  математического  аппарата,,  в)  логико-математическо¬
го  моделирования,  г)  построения  априорных  математи¬
ческих  моделей  различного  назначения.
 Первичная  обработка  материалов  наблюдений  —  это
простейшие  статистические  методы  упорядочения  инфор¬
мации.  В  эрозиоведении,  как  и  в  некоторых  других  ес¬
тественных  науках,  для  этой  цели  еще  недостаточно  ис¬
пользуются  кривые  распределения  и  их  аналитические
выражения  для  отражения  структуры  (строения)  иссле¬
дуемой  реальности.  Интересные  попытки  классификации
эродированных  земель  с  применением  кривых  распреде¬
ления  [ПО],  к  сожалению,  не  нашли  дальнейшего  раз¬
вития.  При  изучении  эрозии  меньше,  чем,  например,  при
ббнитировке  почв,  используют  различные  методы  упоря¬
дочения  первичной  информации  (факторный  и  регрес¬
сионный  анализ  и  др.).
 Первоначально  с  помощью  простейших  эмпирических
зависимостей,  полученных  в  результате  обработки  дан¬
ных  наблюдений,  описывали  влияние  на  смыв  почвы  ка¬
кого-либо  одного  признака  (например,  уклона),  т.  е.  по¬
лучали  имитационно-оценочную  модель.  Аналитическая
форма  выражения  исследуемых  связей  имеет  значитель¬
ные  преимущества  перед  табличными  и  графическими
формами:  она  более  емка,  более  наглядна,  легко  со¬
поставима  и,  что  самое  главное,  дает  возможность  про¬
водить  расчет  с  определенной  степенью  достоверности
Однако  нельзя  забывать  и  то,  что  такие  зависимости  —
это  лишь  способ  (форма,  язык)  передачи  результатов
наблюдений,  достоверность  этого  способа  целиком  за¬
висит  от  надежности  постановки  экспериментов  и  пони¬
 24

мания  исследователем  самого  процесса,  его  физики.  Ес-.
ли  процесс  (или  структура)  еще  не  понят  или  понят  не¬
верно,  то  математизация  может  усугубить  ошибочность
толкования  реальности.  Такие  зависимости  называют
эмпирическими,  или  статистическими  моделями.
 Наиболее  совершенное  отражение  данного  этапа  ма¬
тематизации  видно  в  уравнении  почвенной  эрозии  США
(уравнение  Уишмейера),  которое  получено  в  результате
простейшей  статистической  обработки  материалов  на¬
блюдений  на  стоковых  площадках.  Здесь  же  наиболее
полно  видны  и  недостатки  такого  направления:  отсутст¬
вие  какого-либо  обоснования  структуры  аналитического
выражения,  формально-статистический  подход  в  опре¬
делении  его  параметров  (см.  п.  3.5).
 Под  логико-математической  моделью  будем  понимать
аналитическое  выражение  (или  их  систему),  представля¬
ющую  собой  алгоритм,  описывающий  реальность  с
целью  демонстративности  или  проведения  исчислений
(имитационные  модели).  В  основе  логико-математиче¬
ской  модели  должна  лежать  логическая  схема,  разра¬
ботанная  при  помощи  физического  анализа.  Эти  моде¬
ли,  в  зависимости  от  строгости  физических  предпосылок
и  математического  вывода,  называют  иногда  полуэмпи-
рическими,  или  теоретическими.
 Одним-  из  первых  исследователей,  который  получил
такую  модель  для  поверхностного  смыва  почвы,  был
Я.  В.  Корнев  [60].  Его  работа  представляет  собой  по¬
пытку  применить  схемы  движения  русловых  наносов
для  изучения  смыва  почвы.  Аналогичный  прием  с  ис¬
пользованием  более  современных  концепций  предложен
автором  в  1958  г.  [139}.  Без  учета  этих  работ  гидроме¬
ханическая  схема  описания  процесса  поверхностно-скло¬
новой  водной  эрозии  использована  также  В.  В.  Звонко¬
вым  [47]  и  в  последнее  время  Ц.  Е.  Мирцхулавой
(см.  п.  3  5).
 Иная  логическая  структура  модели  положена  в  ос¬
нову  формулы  поверхностного  смыва,  предложенной  ав-_
тором  в  1974  г.  [138].  Исходя  из  практических  сообра¬
жений,  последовательная  система  элементарных  процес¬
сов  от  входного  импульса  (осадки)  до  замыкающего
сигнала  (величина  смыва)  для  эталонных  условий  заме¬
нена  одним  блоком,  т.  е.  применены  элементы  системно¬
го  метода.  Аналитическая  структура  вводимого  блока
 25

отражает  логику  процесса,  но  не  претендует  на  раскры¬
тие  его  механизма.
 Под  априорными  моделями  будем  понимать  матема¬
тические  модели,  полученные,  исходя  из  посылки,  опи¬
рающейся  на  интуитивные  соображения  о  природе  изу¬
чаемой  реальности  (дедуктивный  метод)  и  предназна¬
ченные  для  объяснения  конкретного  явления  или  реше¬
ния  поставленной  задачи.  Примером  может  служить  оп¬
тимизационная  модель  рационального  использования
земельных  ресурсов  эрозионноопасных  районов  (см.
п.  2.6).
 Часто  поднимается  вопрос  об  отсутствии  полной
адекватности  математической  модели  и  такого  сложного
природного  процесса,  как  эрозия.  Безусловно,  это  так.
Но  если  создать  математическую  модель,  адекватную
во  всем  природному  процессу,  то  с  ее  помощью  можно
было  бы  познать  столько  же,  сколько  и  без  нее:  слож¬
ность  ее  оказалась  бы  непреодолимым  препятствием  в
реализации  цели.  Например,  физики  до  .сих  пор  не  поз¬
нали  до  конца  строения  атома,  однако  это  не  мешает,
используя  приближенную  модель,  расщеплять  его.
 2.3. 	УЧЕНИЕ  О  ЛАНДШАФТЕ  —
 ФУНДАМЕНТ  ЭРОЗИОВЕДЕНИЯ
 Эрозиоведение  имеет  дело  с  антропогенным  ланд¬
шафтом,  т.  е.  природно-производственным  комплексом,
равновесие  в  котором  поддерживается  человеком  [94;
102].  Антропогенный  ландшафт  создается  на  природной
основе  естественного  ландшафта.  Все  это  показывает
значение  для  эрозиоведения  учения  о  ландшафте  вооб¬
ще  и  антропогенном  ландшафте  в  частности.
 Специалисты  в  области  эрозии  всегда  придержива¬
лись  комплексного  подхода.  Под  комплексностью  под¬
разумевалось  совместное  рассмотрение  различных  усло¬
вий  и  факторов  смыва  и  размыва.  Для  отдельного  скло¬
на  или  поля  землепользования  такая  методика  достаточ¬
но  полно  отражает  исходную  обстановку.  Если  же  поста¬
вим  вопрос  несколько  шире  и  не  будем  ограничиваться
лишь  склоном  или  полем,  то  такое  понимание  комплекс¬
ности  на  данном  этапе  будет  уже  недостаточным.
 В  условиях  небольшого  участка  территории  (поля
севооборота)  доступно  осуществить  идею  комплексности
 26

последовательным  наложением  элементарных  природных
образов  (условий):  типа  и  смытости  почвы,  характера
подпочвы,  рельефа,  метеорологических  особенностей*  й
т.  д.  При  рассмотрении  эрозионных  процессов  в  бассейне
даже  очень  небольшого  водотока,  балки  приходится  опе¬
рировать  не  элементарными,  а  сложными  природными
образами  (структурами),  детали  которых  трудно  удер¬
жать  в  поле  зрения  [82;  84].
 Другая  сторона  данного  вопроса  заключается  в  том,
что  «соединение»  компонентов  в  природный-комплекс
позволяет  полнее  оценить  свойства  и  особенности,  при¬
сущие  не  каждому  в  отдельности  компоненту,  а  именно
их  сочетанию.  При  этом  способ  «соединения»  компонен¬
тов  порождает  новые  качества,  не  содержавшиеся  в  их
сумме  [33].  Таким  образом,  при  изучении  эрозии  и  ор¬
ганизации  противоэрозионной  системы  необходимо  не
только  опираться  на  совместный  анализ  отдельных  при¬
родных  компонентов,  но  и  учитывать  структуру  самих
геокомплексов  разного  ранга  [49].
 Разработанные  и  апробированные  на  практике  от¬
дельные  противоэрозионные  приемы  и  их  системы  всегда
приходится  распространять  на  смежные  территории,
т.  е.  проводить  пространственную  экстраполяцию  резуль¬
татов  исследования.  К  сожалению,  такая  экстраполяция
осуществляется  часто  весьма  примитивно,  без  учета  не
только  территориальной  изменчивости  геокомплексов,  но
даже  простого  сочетания  компонентов.
 Известно,  что  принцип  комплексности  при  ландшафт¬
ном  подходе,  ландшафтном  районировании  предусмат¬
ривает,  чтобы  принимались  во  внимание  территориаль¬
ные  различия  не  одного  или  нескольких  ведущих  компо¬
нентов,  а  всей  их  совокупности,  куда  входят  литологиче¬
ское  строение,  климат,  воды,  растительность,  животный
мир  [76].  Принцип  комплексности  предусматривает  под¬
ход  к  оценке  любого  компонента  ландшафта  как  к  од¬
ному  из  слагаемых  более  сложного  единства  —  геокомп¬
лекса.  Однако  ландшафтный  подход  основывается  не
только  на  приципе  комплексности:  столь  же  важно  учи¬
тывать  принципы  территориальной  общности,  генетиче¬
ский  и  относительной  однородности  [109].
 Известно,  что  низшая  генетически  обособленная  еди¬
ница  физико-географического  районирования  —  ланд¬
шафт  (физико-географический  район).  Более  дробные,
 27

чем  ландшафт,  природные  комплексы  являются  струк¬
турно-морфологическими  единицами,  непосредственно  об¬
разующими  ландшафт  (местность,  урочище,  фация).
Ландшафт  вмещает  в  себя  все  компоненты  и  черты
строения  географической  среды.  Промежуточные  едини¬
цы  между  фацией  и  ландшафтом  представляют  собой
закономерные  сочетания  комплексов  более  низкого  так¬
сономического  ряда,  достаточно  хорошо  обособленные  в
природе.
 Взаимосвязь  и  взаимообусловленность  всех  компо¬
нентов  ландшафтных  комплексов  позволяет  применять
частный  способ  познания  особенностей  одного  из  компо¬
нентов  или  звена  (эрозионный  процесс)  через  анализ
ландшафта  в  целом.  Этот  прием  вместе  с  методом  веду¬
щего  фактора  называют  иногда  ландшафтной  индикаци¬
ей  [77].  В  настоящее  время  прием  применяется  в  эро-
здоведении  при  выявленных  регионально-ландшафтных
взаимосвязях.  Опыт  наших  исследований  на  Украине  и
в  Молдавии  показал,  например,  что  однотипные  процес¬
сы  овражной  эрозии  соответствуют  близким  типам  ланд¬
шафтов.
 Во  мно^х  естественных  науках  (гидрологии,  геоло¬
гии,  почвоведении)  успешно  развивается  метод  аналога,
использование  которого  возможно  в  том  случае,  если
располагают  методикой  подбора  аналога.-  Данный  воп¬
рос  требует  своего  детального  изучения,  но  совершенно
очевидно,  что  основой  использования  его  в  эрозиоведе-
нии  должен  стать  метод  подбора  ландшафтов-аналогов.
Этот  метод  имеет  большое  практическое  значение  и
заключается  в  том,  что  хозяйственные  рекомендации  по
противоэрозионной  мелиорацид,  разработанные  для  од¬
ного  из  ландшафтов,  могут  быть  перенесены  на  ланд¬
шафты-аналоги  без  сколько-нибудь  существенной  кор¬
ректировки.
 Карты  физико-географических  районов,  областей  и
провинций  имеют  большое  значение  для  научного  обос¬
нования  внутризонального  дифференцированного  подхо¬
да  к  разработке  противоэрозионных  мероприятий,  ра¬
ционального  размещения  оптимальных  с  эрозионной
точки  зрения  типов  землепользования.
 Эрозионным  процессам  свойственна  географическая
зональность.  Комплексный  анализ  факторов  водной
эрозии  и  условий  их  проявления  (интенсивности  смыва,
 28

оврагообразования,  стока  наносов)  в  различных  природ¬
ных  зонах  [117]  позволил  автору  наметить  пояс  макси¬
мальной  эрозии  [139].  Оказалось,  что  он  располагается
в  лесостепной  зоне  и  северной  подзоне  степи  с  максиму¬
мом  на  границе  между  ними  [139].
 В  дальнейшем  к  аналогичному  выводу  с  некоторой
сдвижкой  максимума  в  сторону  лесостепи  пришли
К.  Н.  Лисицина  [68],  а  также  А.  П.  Дядков  и  В.  И.  Моз-
жерин  [40],  которые  допускают,  что  в  доагрокультурный
период  картина  была  противоположной,  т.  е.  в  лесостеп¬
ной  зоне  располагался  пояс  не  максимальной,  д  мини¬
мальной  эрозии.  Это  обстоятельство  имеет  большое  зна¬
чение  при  изучении  парагенетических  эрозионных  свя¬
зей.
 2.4. 	СИСТЕМНОЕ  ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
ПРИРОДНОЙ  СРЕДЫ
 2.4.1. 	Понятия  и  определения
 На  современном  этапе  развития  науки  о  природе
происходит  переход  от  изучения  отдельных  элементов  к
изучению  их  в  совокупности,  во  взаимодействии.  Для  та¬
ких  исследований  создается  методологическая  концеп¬
ция  —системный  подход.  Основу  этой  концепции  со¬
ставляет  учение  о  системах.
 Под  системой  часто  понимают  упорядоченную  сово¬
купность  элементов,  находящихся  во  взаимодействии.
При  этом  взаимодействие,  взаимозависимость  принима¬
ется  как  диагностическое  свойство  системы.  Такое  опре¬
деление  удобно  для  содержательного  истолкования  ре¬
альности,  но  оно  слишком  широкое,  чтобы  иметь  какую-
либо  ценность  при  моделировании,  особенно  логико¬
математическом.
 Система  как  абстракция,  предназначенная  для  ре¬
шения  конкретных  задач,  представляет  собой  упрощение
реального  мира,  которое,  не  искажая  его,  делает  более
доступным  для  исследования.  С  этих  познавательных
позиций  Под  системой  следует  понимать  целостное  мно¬
жество  элементов,  связанных  между  собой  по  определен¬
ному  признаку.  Сам  признак  выбирается,  исходя  из  цели
исследования.
 29

В  ландшафтоведении  геосистема  отождествляется
иногда  с  понятием,  близким  к  геокомплексу.  Можно  с
уверенностью  сказать,  что  геокомплекс  (природнб-терри-
ториальный  комплекс)  —  это  реальная  система,  но  при
абстрагировании,  в  зависимости  от  цели  исследования,
на  основе  этой  реальной  системы  можно  построить  ряд
концептуальных,  изоморфных  определенным  свойствам
реальной  системы.  Любой  природный  объект,  любая
часть  ландшафта  обладает  неограниченным  множеством
свойств,  а  элементы,  его  слагающие,—множеством  отно¬
шений.  Для  изучения  объекта  (  в  зависимости  от  целей
решаемой  заДачи)  необходимо  формировать  систему
из  данного  множества  элементов  по  определенному  при¬
знаку.  При  этом  каждый  элемент  выступает  как  абст¬
рактная  модель  реального  природного  объекта.
 Таким  образом,  «полезными»  с  позиций  познания
являются  не  столько  описанные  реальные  системы,
сколько  системы,  абстрагированные  от  реальности,  т.  е.
выделенные  из  окружающей  среды  (реальной  действи¬
тельности)  с  помощью  каких-то  критериев,  выраженных
в  дефинициях  функции  цели.  После  того,  как  система
выделена  (сконструирована),  внимание  исследователя
акцентируется  на  изучение  ее  свойств,  которые  могут
быть  как-то  оценены  или  измерены.
 Простое  описание  свойств,  их  содержательное  истол¬
кование  —  обязательный,  но  чаще  всего  недостаточный
этап.  Цель  системных  исследований  —  выявление  мно¬
жества  из  реальной  системы  и  установление  функцио¬
нальных  взаимосвязей  между  элементами  этого  множест¬
ва  для  того,  чтобы  объяснить  и  прогнозировать  состоя¬
ние  множества,  а  также  конструировать  его  модифика¬
ции.
 На  современном  уровне  теория  систем  —  это  эмпири¬
ческий  метод,  использующий  философские  концепции
для  объяснения  наблюдаемого  поведения.  Дополнение
теории  систем  методами  логико-математического  моде¬
лирования  превращает  системный  анализ  в  мощный  ин¬
струментарий  количественного  отображения  и  способов
воздействия  на  изучаемый  объект.  Системный  подход  —
это  методологическая  основа  рассмотрения  совокупности
как  единого  целого  с  учетом  деятельности  всех  ее  под¬
систем.  Он  предполагает  изучение  взаимосвязей  и  функ¬
ционирования  как  отдельных  частей,  так  и  всей  системы
 30

в  целом  с  выявлением  ее  специфических  (эмерджент-
ных)  свойств.'
 Для  эрозиоведения  системный  подход  —  это  в  пер¬
вую  очередь  признание  неотъемлемости  эрозии  от  обще¬
географического  процесса  (внешней  среды),  выделение
при  этом  специфических  признаков,  объединяющих  при¬
родные  компоненты  в  эрозионную  систему,  и,  наконец,
в  четкой  производственной  направленности  всего  иссле¬
дования  для  достижения  определенной  целевой  функ¬
ции:  обеспечения  рационального,  использования  эрози¬
онноопасных  земель.
 Системам,  наряду  со  свойствами  целостности,  взаи-
мокоррелируемости  элементов,  устойчивости  на  статис¬
тически  случайные  отклонения  характеристик  среды,
присуще  свойство  эмерджентности,  т.  е.  появление  ка¬
честв;  которых  не  имеет  ни  одна  из  ее  составных  частей.
С  формированием  больших  систем  на  определенном
этапе  эмерджентность  достигает  такого  уровня,  при  ко¬
тором  целостные  характеристики  системы  невозможно
наблюдать  по  свойствам  отдельных  частей  (элементам
и  даже  подсистемам).  При  научении  эрозионных  систем
эта  особенность,  к  сожалению,  часто  игнорируется,  и
осуществляется  изучение  системы,  например  противоэро-
зионных  мероприятий,  по  запасам  влаги  в  почве,  уро¬
жайности  и  т.  д.
 Системный  принцип  реализуется  на  основе  системно¬
го  анализа  —  комплекса  специальных  процедур,  который
не  имеет  общепринятой  структуры.  Исследование  сис¬
тем  удобнее  проводить  путем  декомпозиции  —  выделе¬
ния  подсистем,  т.  е.  систем  более  низкого  таксономиче¬
ского  уровня.  Само  по  себе  это  предполагает  создание
иерархии  системы,  причем  действие  подсистемы  высшего
уровня  определяется  входными  величинами,  воздейст¬
вующими  ,на  данную  систему  в  целом.
 2.4.2. 	Типы  природных  систем
 Исходя  из  заданной  сложности  систем  и  характера
структурообразующих  отношений,  можно  наметить  ряд
их  типов.  Такую  типологию  приводят,  например,  Р.  Чор-
ли  и  Б.  Кеннеди  [127].  Остановимся  на  основных  из  тех,
с  которыми  в  первую  очередь  приходится  иметь  дело  в
эрозйоведении  (табл.  2.1).
 31

<£  Таблица  2  1.  Типология  ландшафтных  систем
 Тип
 Определение
 |  Синонимические  названия
 Геокомплекс  (ГК),
или  природно-терри-
ториаЛьный  комплекс
(ПТК)
 Конкретный  участок  территории  с  определенным  соче¬
танием  компонентов,  образующих  специфическое  строение
(фация,  урочище,  местность,  ландшафт)
 Морфологическая
система  (Р.  Я  Чорли),
геосистема  первого  и
второго  рода
(К  Н  Дьяконов),  геосис¬
тема  (А.  И  Исаченко),
ячеистая  геосистема
(Н  В  Солнцев)
 Пиродная  система
потока  (ПСП)
 Внетерриториальное  понятие,  объединяющее  систему  по¬
токов  вещества  или  энергии  (водный  поток,  нанос,  радиа¬
ция)
 Каскадная  система
(Р  Я.  Чорли),  частная
геосистема  (Д  Л  Ар¬
манд)
 Геосистема  (ГС)
 Часть  территории,  объединенная  сходством  функциониро¬
вания  сопряженных,  *  преимущественно  однонаправленных
потоков  вещества  и  энергии,  обеспечивающих  формирова¬
ние  определенной  динамической  совокупности  природных
компонентов  (фация,  склон,  водосбор)
 Процессорные  системы
(Р  Я  Чорли),  геосис¬
темы  третьего  рода
(К  Н  Дьяконов),  век¬
торные  геосистемы
(В.  Н  Солнцев)
 Парагенетический
ландшафтный  комплекс
(ПГЛК)
 Закономерное  сочетание  геокомплексов,  связанных  общи¬
ми  условиями  образования  и  имеющих  выраженное  подчи¬
ненное  положение  по  отношению  к  другим  частям*  ГС  и
ПСП(  промоины,  овраги,  ложбины,  балки,  долины,  устья)
 Природно-техниче¬
ская  система  (ПТС)
 Модификация  геосистемы,  ее  структуры  и  системообра
зующих  отношений  или  свойств  для  обеспечения  целена¬
правленного  ее  поведения  при  изменяющихся  внешних  ус¬
ловиях
 Управляемая  система,
природно-техническая
конструкция

В  современном  ландшафтоведении  основное  внимание
уделяется  генетико-морфологическому  изучению,  карто¬
графированию  и  систематизации  ПТК.  В  ПТК  рассмат¬
ривается  взаимоотношение  «живой»  и  «мертвой»  приро¬
ды  или  правильнее  —  мобильных  и  консервативных  ком¬
понентов.
 Ведущее  значение  в  формировании  ПТК  отводит¬
ся  при  этом  консервативным  компонентам.  Закон  нерав¬
нозначности  взаимодействующих  факторов  наиболее  пол¬
но  нашел  отражение  в  «ряду  Солнцева»,  первое  место  в  ко¬
тором  принадлежит  наиболее  консервативным  факторам
земной  коры.
 Принимая  в  качестве  самого  «сильного»  компонента
ландшафта  литогенную  основу,  ее  дифференциацию
осуществляют  преимущественно  на  генетикотипологиче¬
ской  основе.  Это  приводит  к  обособлению  на  земной
поверхности  территориальных  единиц-геокомплексов,
(морфологических  систем).
 Компоненты  и  вся  географическая  оболочка  находят¬
ся  в  беспрерывном  движении,  развитии.  Поэтому  в  лю¬
бой  конкретный  момент  времени  они  имеют,  временное
значение.  Отсюда  тот  большой,  все  возрастающий  инте¬
рес  к  сущности,  которая  раскрывается,  не  столько  через
строение,  сколько  через  их  динамику,  через  особенности
переходных  стадий  развития.
 В  свете  изложенного  закон  неравнозначности  взаимо¬
действующих  факторов  можно  рассматривать  «с  другой
стороны».  Тогда  самыми  «сильными»  окажутся  мобиль¬
ные  компоненты.  Хотя  они  и  приспосабливаются  к  кон¬
сервативным  элементам  природы,  но  в  силу  своей  мо¬
бильности  являются  носителями  нового,  развивающегося-
 Различие  функционального  и  морфологического  под¬
ходов  заключается  не  в  разных  способах  констатации
взаимодействия,  взаимопроникновения  компонентов.  Ос¬
новной1  признак  функционального  подхода  —  исследова¬
ние  сути  тех  процессов  стока  и  миграции,  тех  прямых  и
обратных  связей,  которые  определяют  сложный  меха¬
низм  динамики  природной  среды,  ее  изменчивого  равно¬
весия,  гомеостаза.
 Под  ПТК  (ГК)  понимают  обычно  часть  территории,
имеющую  закономерное  сочетание  географических  ком¬
понентов,  находящихся  в  сложном  взаимодействии  и
взаимообусловленности.  Под  ГС  же  будем  понимать
 2-5234
 38

природное  единство,  обусловленное  сходством  функцио¬
нирования  сопряженных  потоков  вещества  и  энергии,
зависящее  от  строения,  характера  ПТК,  определяющее
взаимодействие,  взаимообусловленность  географических
компонентов,  а  в  конечном  счете  и  динамику  ПТК.  Для
эрозиоведения  и  других  природоведческих  направлений
последовательное  выделение  ГК  и  ГС  представляется
перспективным  методологическим  приемом,  раскрываю¬
щим  особенности  природной  среды.
 Кроме  термина  геосистема,  который  соответствует
понятию  часть  территории,  будем  употреблять  термин
природная  система  потока,  придавая  ему  внетерритори-
альный  смысл.  Например,  природная  система  водных
потоков.
 Наряду  с  понятием.  геокомплекс,  геосистема  и
природная  система  потока  представляется  целесооб¬
разным  использовать  термин  парагенетический  ланд¬
шафтный  комплекс,  правда  в  несколько  ином  толкова¬
нии,  чем  предложено  Ф.  Н.  Мильковым  [78].  ПГЛК  —
система  комплексов,  связанных  общностью  своего  поло¬
жения  и  образования.  Здесь  взаимосвязи  компонентов
осуществляются  на  парагенетической  основе.
 Такие  ПГЛК,  как  и  лощины,  балки,  ложбины,  долины
рек,  устья,  —  это  не  полные  геосистемы  в  нашем  понима¬
нии  термина,  а  только  их  части  (подсистемы).  Причем
подсистемы,  которые  имеют  выраженное  подчинен¬
ное  положение  по  отношению  к  вышерасположенным
частям  геосистем.  Подобные  закономерные  сочетания
геокомплексов,  связанные  общими  условиями  своего  по¬
ложения  и  образования,  назовем  парагенетическими.  Од¬
на  из  особенностей  ПГЛК  —  то,  что  входное  воздейст¬
вие  определяется  здесь  транзитным  потоком.
 Высшим  назначением  науки  является  не  простая  кон¬
статация  строения  и  функционирования  природной  сре¬
ды,  а  поиски  путей  целенаправленного  воздействия  на
нее.  Достигается  это  путем  создания  природно-техниче¬
ских.  систем  разного  назначения:  противоэрозионных,
для  орошения  или  .осушения,  рекреационных  и  др.  Подоб¬
ные  природно-технические  системы  представляют  собой
модификацию  естественной  системы,  ее  структуры,  функ¬
ционирования,  т.  е.  системообразующих  отношений  или
их  свойств.  Все  это  полностью  отвечает  понятию  управ¬
ляемая  система.
 34

Управляемая  природная  система  может  быть  двух
типов:  дискретной  и  непрерывной.  Противоэрозионная
система  дискретна,  так  как  создается  и  действует  без
учета  обратных  связей  некоторый  промежуток  времени
А/.  За  А/  накапливается  информация,  используя  кото¬
рую,  видоизменяют  воздействие  йа  совокупность  управ¬
ляемых  элементов.  Непрерывная  система  управления
аналогична  системам  живого  организма  -или  экосисте¬
мам.  При  этом  информация,  поступающая  от  объекта
управления,  непосредственно  воздействует  на  управляе¬
мую  систему.  Такие  управляемые  системы  реализованы
лишь  в  самом  примитивном  виде.  Например,  осушитель¬
ная  система,  регулируемая  затворами  управления  (осу¬
шительно-оросительная  система).
 «Управление  —  процесс  многовариантный:  чем  боль¬
ше  степеней  свободы  имеет  объект  управления,  чем  раз¬
нообразнее  выполняемые  им  функции,  шире  диапазоны
его  переменных  и  параметров,  тем  больше  множество
возможных  вариантов  управления  им»  (52,  27].  Эти  слова
адресованы  экономическим  системам,  но,  на  наш  взгляд,
полностью  относятся  и  к  природным.  Естественно  стрем¬
ление  к  наиболее  эффективному  варианту  управления
системой.  Задача  становится  разрешимой  при  наличии
количественных  показателей  эффективности  (критерия
качества  или  критерия  оптимальности).  Критерий  опти¬
мальности  определяется  функционированием  системы  и
ее  назначением,  а  задается  как  функция  выходных  пере¬
менных  (параметров).  Задача  целевого  управления  —
обеспечение  экстремального  значения  целевой  функции
для  конкретных  условий.
 2.4.3. 	Функционирование  природных  систем
 Динамика  природных  систем  (ПС)  и  подсистем,
в  том  числе  эрозионной,  характеризуется  взаимосвязан¬
ными  и  взаимообусловленными  процессами  преобразова¬
ния  вещества  и  энергии,  их  переноса  и  аккумуляции.
 Одна  из  особенностей  системного  анализа  —  выбор
ведущих  связей,  определяющих  функционирование  ПС
как  единого  целого.  Остальными  связями  целесообраз¬
но  пренебречь.  Функционирование  ПС  лучше  рассмат¬
ривать  в  пределах  однотипных  участков  функциониро¬
вания  —  ГС  *[97;  93].
 2*
 35

Как  уже  было  показано  в  работах  А.  Ю.  Ретеюма
[97;  98],  функционирование  основных  ГС  определяется
потоками  влаги.  Среди  систем  потоков  выделим  веду¬
щую  и  производные  (частные).  В  качестве  ведущей  не¬
обходимо  принимать  ту  систему,  законы  которой  опре¬
деляют  функционирование  остальных  частных  систем.
Для  эрозиоведения  ведущей  является  всегда  водная
система.  Она'определяет  функционирование  эрозионной
системы  в  целом.
 Проведение  исследований  упрощается,  когда  есть
возможность  выделить  элементарную  часть  изучаемой
реальности.  Выделим  элементарную  геосистему  с  пози¬
ций  системного  анализа.  Напомним,  что  всякая  сложная
система  может  рассматриваться  как  совокупность  под¬
систем.  Такое  членение  проводится  на  различных  уров¬
нях  абстракции  (молекулярном,  точечном,  фациальном,
сколновом,  бассейновом,  глобальном,  космическом  и
др.).  Например,  при  космическом  уровне  абстракции
как  элементарная  система  рассматривается  планета  Зем¬
ля,  а  при  молекулярном  —  молекула  вещества.
 Исходя  из  сказанного,  под  элементарной  геосистемой
будем  понимать  такую,  ни  один  элемент  которой  не  рас¬
сматривается  на  данном  уровне  абстракции  как  система.
Такой  подход  позволяет  менять  масштаб  детализации
механизма  функционирования  в  зависимости  от  стоя¬
щих  задач  и  исходной  информации.
 Во  многих  случаях  целесообразно  за  уровень  абст¬
ракции  геосистем  принимать  такой,  который  соответст¬
вует  уровню  абстракции  элементарных  геокомплексов  и
назван  фациальным.  Это  позволит  рассматривать  ГС  и
ГК  в  одном  пространственном  масштабе.
 Однако  при  другом  уровне  абстракции,  назовем  его
бассейновым,  в  качестве  элементарной  ГС  может  быть
уже  бассейн.  Возможен  иной  уровень  абстракции,  про¬
тивоположный  бассейновому  (счет  ведется  от  фациаль¬
ного  уровня).  Для  него  в  качестве  элементарной  природ¬
ной  системы  необходимо  взять  точку  (точечный  уровень
абстракции).
 С  позиций  фациального  уровня  абстракции  перспек¬
тивнее  рассматривать  механизм  функционирования  в
пределах  части  ландшафта  (урочища,  местности),  огра¬
ниченного  водораздельными  линиями;  с  позиций  бассей¬
нового  —  механизм  функционирования  полизональных
 36

систем  (речных  бассейнов)  и  зональных  комплексов,  с
позиции  точечного  —  функционирование  схематизиро¬
ванного  склона  или  бассейна,  описанных  дифференци¬
альными  уравнениями.
 2.5. 	КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ  МОДЕЛЬ  РАЦИОНАЛЬНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  ПРИРОДНЫХ  РЕСУРСОВ
 Рациональное  использование  природных,  в  том  чи¬
сле  земельных,  ресурсов  обеспечивается  научно  обосно¬
ванной  стратегией  и  тактикой  хозяйственной  деятель¬
ности.  При  этом  естественную  природную  систему  (объ¬
ект),  содержащую  ресурс,  антропогенезируют,  т.  е.  в
процессе  хозяйственного  использования  превращают  в
новую  природно-техническую  управляемую  систему
(ПТУС).  Общие  принципы  хозяйственной  деятельности
в  процессе  использования  природного  ресурса  в  той  или
иной  мере  уже  намечены  наукой.  Постараемся  предста¬
вить  их  в  виде  концептуальной  (понятийной)  модели
(рис.  2.1).
 При  содержательной  схематизации  реальных  систем
обычно  исходят  из  всей  совокупности  свойств,  всего  мно¬
гообразия  их  особенностей:  генезиса,  строения,  функцио¬
нирования.  Однако  более  глубокое  изучение  природных
систем  затруднено  без  раздельного  моделирования  их
строения  и  функционирования.  В  то  же  время  раздель¬
ный  подход  в  выражении  строения  и  функционирования
стал  бы  противоречить  идее  комплексности  не  будь
третьего  направления  моделирования,  воспроизводяще¬
го  цельную  картину  развития  (эволюции)  системы.
 На  схеме  (рис.  2.1)  блок  структура  призван  отразить
структурно-статический  «срез»  системы;  блок  функцио¬
нирование  —  функционально-динамическую  «картину»,
которая  условно  может  быть  представлена  как  измене¬
ние  «срезов»  во  времени;  блок  генезис-развитие  —  гене¬
тическую  картину  последовательного  перерождения  «сре-
,  зов»  из  одного  типа  в  другой.  В  отличие  от  естественно¬
го  процесса  развития  (эволюции),  данный  блок  включа¬
ет  антропогенезирующее  влияние  человека,  формирую¬
щего  ПТУС  на  базе  естественной  природной  системы.
На  схеме  эта  особенность  отражается  прямой  (направ¬
ленной)  связью  «ресурсы  и  возможности  -»•  развитие».
Возможна  следующая  интерпретация  данной  части  мо¬
 37

дели:  структура  —  это  отражение  морфологического  ас¬
пекта  развития,  функционирование  —  его  динамический
аспект.  Само  же  развитие  рассматривается  не  только
ретроспективно,  но  и  с  точки  зрения  оценки  современной
ситуации  —  это  возможное  перерождение  систем  в  ант¬
ропогенных  условиях.  Отсюда  анализ  —  всегда  оценка
возможаой  биосферной  ситуации,  т  е  предвидение  раз¬
вития  (регулируемого  развития)  в  условиях  конкретного
использования  природного  ресурса.
 Рис  2  1  Принципиальная  схема  управления  стратегией  ра¬
ционального  использования  природных  ресурсов
 Рассматриваемая  схема  не  претендует  на  отображе¬
ние  всего  механизма  «жизни»  природной  системы.  Ее  на¬
значение  лишь  в  том,  чтобы  представить  последователь¬
ность  этапов  управления  стратегией  рационального  ис¬
пользования  природных  ресурсов.  Именно  поэтому  в  схе¬
ме  на  первое  место  по  последовательности  осуществления
этапов  выступает  не  информация—строение—функциони¬
рование,  а  функция  цели  —  критические  показате¬
ли—оптимизационная  функция.  Только  после  раскрытия
этой  «линии»  на  основе  уже  известных  фактов  и  общей
теории  с  учетом  ресурсов  и  возможностей  можно  при¬
ступать  к  реализации  всех  остальных  этапов.  Данная
 38

«линия»  позволяет  из  бесконечно  большого  числа  на¬
правлений  исследования  выбрать  только  то,  которое  -не¬
обходимо  для  практики,  соответствует  современному
развитию  науки  и  допустимо  из  социально-экономиче¬
ских  соображений.
 Рассмотрим  в  самом  общем  виде  реализацию  схемы
на  примере  управления  стратегией  рационального  ис¬
пользования-  земельных  ресурсов  эрозионноопасных
ландшафтов.  Земельные  ресурсы  формируются  за  счет
компонента  ландшафта  —  почвы.  Понятие  рациональ¬
ное  использование  сузим  до  эрозионнобезопасного  ис¬
пользования.  На  основании  накопленного  опыта  и  общей
теории  эрозиоведения  формируем  функцию  цели,  чаще
всего  в  виде  содержательной  формулы,  например:  «Най¬
ти  условие  наиболее  благоприятного  и  максимально  эф¬
фективного  использования  эрозионноопасных  земель».
Конкретизация  цели  позволяет  из  всего  множества  ас¬
пектов  строения  и  функционирования  системы  выбрать
лишь  те,  которые  нужны  для  решения  поставленной  за-
дачи.-Генезис  почвы  так  же  рассматривается  не  во  всей
детализации  микропроцессов,  а  только  с  позиции  оцен¬
ки  почвы  как  ресурса.  Важно  и  то,  что  развитие  (почвы
как  земельного  ресурса)  раскрывается  не  только  в  каГ-
честве  естественного  процесса,  но  и  обязательно  с  уче¬
том  антропогенкзирующего  влияния  (удобрений,  мелио¬
рации  и  др.),  т.  е.  с  учетом  блока  ресурсы  и  возмож¬
ности. 	. 	.
 Функция  цели  формируется  в  виде  содержательной
формулы.  Для  выбора  же  возможных  вариантов  управ¬
ления  (противоэрозионной  мелиорации)  необходимо  раз¬
работать  количественно  выраженные  критические  пока¬
затели.  Это  допустимые  величины  смыва,  смытости,  ка¬
чества  земель  и  т.  д.  Сопоставление  структуры  и  функ¬
ционирования  с  соответствующими  критическими  пока¬
зателями  позволяет  выбрать  наилучшие  пути  решения
задач.  Однако  более  высоким  этапом  будет  создание  на
базе  функции  цели  и  критических  показателей  оптими¬
зационной  функции  в  виде  логико-математического  алго¬
ритма  или  формулы:  С  помощью  такой  функции  отыски¬
вается  оптимально  возможное  решение  поставленной
задачи.  Блок  предварительное  решение  включает  эконо¬
мический  обсчет  вариантов,  намечаемых  с  помощью
оптимизационной  функции  на  уровне  предварительного
 39

проектирования  (для  региона).  Окончательное  решение
вопроса  будет  зависеть  от  общих  социально-экономиче¬
ских  условий,  т.  е.  от  блока  ресурсы  и  возможности.
 Рис.  2  2.  Принципиальная  схема  эрозноведения.
 С  учетом  изложенной  схемы  управления  рациональ¬
ным  использованием  природных  ресурсов  (рис.  2.1),  оп¬
ределения  водной  эрозии  и  задач  по  эрозионной  пробле¬
матике  (см.  п.  1.4)  составлена  принципиальная  схема
научного  направления,  названного  нами  эрозиоведением
(рис.  2.2).
 40

2.6. 	ПРИНЦИПЫ  РАЦИОНАЛЬНОГО  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЗЕМЕЛЬНЫХ  РЕСУРСОВ
ЭРОЗИОННООПАСНЫХ  ТЕРРИТОРИИ
 2.6.1.  Эрозионный  геокомплекс.
 Эрозионная  геосистема
 На  основе  реальной  природной  системы  (в  нашей
работе  природная  система  —  собирательный  термин)
можно  сформулировать  ,  множество  систем-моделей,
представляющих  целостное  множество  элементов,  свя¬
занных  между  собой  по  определенному  признаку.  Если
такой  признак  выбран,  исходя  из  общих  задач  эрозио-
ведения,  то  будем  иметь  дело  с  эрозионной  системой.
Для  эрозионной  системы  можно  выделить  аспекты  мор¬
фологический  —  эрозионный  геокомплекс  (.ЭГК)  —  и
функционально-динамический  —  эрозионная  геосистема
(ЭГС).  Обязательные  признаки  всякой  системы:  целост¬
ность,  структура,  иерархия.  С  этих  позиций  карта  смы¬
тых  почв  не  может  считаться  моделью  ЭГК,  так  как  не
отвечает  первому  признаку  системы.  В  то  же  время  без
такой  карты  невозможно  разработать  ЭГК.  Что  касает¬
ся  ЭГС,  то  принцип  ее  выделения  ничем  не  отличается
от  принципа  выделения  ГС,  т.  е.  ЭГС  выделяется  на  ос¬
нове  однотипности  и  однонаправленности  функциониро¬
вания  воднонаносного  потока.  В  данном  случае  рассмат¬
ривается  двухкомпонентная  структура  системы  потоков
(воднонаносная),  где  ведущий  компонент  —  вода.  Зако¬
номерности  функционирования  воднонаносного  потока
имеют  свою  специфику,  связанную  с  образованием,  пе¬
ремещением  и  отложением,  наносов,  но  они  целиком  оп¬
ределяются  закономерностями  функционирования  веду¬
щего  компонента  —  воды.  При  изучении  ЭГС  может
оказаться  необходимым  рассмотрение  трех-  или  четы¬
рехкомпонентных  потоков  систем  (воднонаносно-ионных
или  воднонаносно-ионно-биотических).
 Моделью  ЭГК  может  быть  ландшафтная  карта,  до¬
минантный  признак  при  построении  которой  —  эродцро-
ванность  почвы.  В  отличие  от  обычной  карты  эродиро¬
ванных  земель,  она  представляет  собой  полосы  ячеек,
выделенных  не  только  по  признаку  смытости,  но  и  по
принадлежности  к  одной  и'  той  же  целостной  морфологи¬
ческой  единице  —  урочищу.
 41

Выделение  ЭГС  основано  на  базе  ГС,  т.  е.  реальных
водосборов.  В  качестве  элементарной  ЭГС  согласно  из¬
ложенному  принципу  следует  признать  такой  водосбор,
который  образует  набор  последовательно  расположен¬
ных  структурных  подсистем,  режим  функционирования
которых  увязан  единым  воднонаносным  потоком  в  пре¬
делах  одного  урочища  Территориально  он  совпадает  с
ГС,  но  алгоритм,  описывающий  функционирование,  от¬
личается  специфической  целенаправленностью.
 Исходя  из  концептуальной  модели  рационального  ис¬
пользования  природных  ресурсов-  (рис.  2.1),  необходимо
помимо  рассмотрения  естественного  процесса  и  выделе¬
ния  ЭГК  и  ЭГС  учесть  антропогенизирующий  аспект,
т.  е.  сформировать  не  просто  модель  системы,  а  модель
ПТУС,  выделив  в  ней  подсистемы  и  их  иерархию.
 2.6.2.  Структурная  схема  подсистем  оптимизации
природно-технической  управляемой  системы
противоэрозионного  назначения.
 Рациональное  использование  эрозионных  земель
во  многом  определяется  правильной  их  организацией  и
территориальным  размещением  различных  противоэро-
зионных  мероприятий.  Для  большинства  районов  стра¬
ны  с  интенсивно  развитым  сельским  хозяйством  эроди¬
рованные  почвы  составляют  около  40%  обрабатываемых
земель,  а  остальная  часть,  хотя  и  не  эрозионноопасна,
участвует  в  формировании  стока  —  важнейшего  факто¬
ра  водной  эрозии  на  склонах  и  в  руслах.  Отсюда  совер¬
шенно  ясно,  что  весь  агроландшафт  должен,  быть  проти-
воэрозионным.
 Успех  борьбы  с  эрозией  зависит  в  значительной  мере
от  правильной  организации  территории  —  первого  зве¬
на  противоэрозионных  мероприятий,  которое  представля¬
ет  собой,  по  сути,  этап  конструирования  ПТУС.  Вопрос
о  создании  ПТУС  противоэрозионного  назначения  це¬
лесообразно  решать  на  основе  современного  учения  о
ландшафте  как  природной  системе.  Ландшафтный  под¬
ход  требует  прежде  всего  наличия  ландшафтной  карты,
являющейся  моделью  реальных  ГК.  Построение  крупно¬
масштабных  ландшафтных  карт  на  основании  полевых
обследований  для  всех  эрозионноопасных  территорий
пока  невозможно.  Поэтому  наряду  с  постепенным  осу¬
 42

ществлением  этой  задачи  необходимо  проводить  не
обычные  уточнения  существующих  почвенных  карт,  что
делается  в  настоящее  время,  а  на  основе  различных
специальных  карт:  почвенной,  растительности,  геологи¬
ческого  строения,  рельефа  и  других  —  строить  ланд¬
шафтную  схему-карту  путем  последовательного  наложе¬
ния  элементарных  природных  образов  (рельефа,  почвы
и  ее  смытости,  особенностей  подстилающих  пород  и
т.  д.«).  При  этом  наряду  с  уточнением  почвенных  границ
необходимо  выделить  не  только  границы  геокомплексов
и  геосистем,  но  также  наносить  линии  тока  и  парагене-
тические  ландшафтные  комплексы  всех  рангов  от  потя-
жины  и  промоины  до  оврага  и  поймы  реки.
 Характер  развития  ландшафта  определяется  во  мно¬
гом,  состоянием  его  «внешней  части»  —  буферной  зоны,
локализующей  и  смягчающей  неблагоприятное  воздей¬
ствие  статистически  случайных  погодных  явлений,  на¬
пример  катастрофических  ливней.  Под  буферной  зо¬
ной  понимаем  подстилающую  поверхность,  т.  е.  верхнюю
часть  почвенного  покрова  с  растительностью,  организма-
ми  и  их  остатками.  Сама  подстилающая  поверхность  сос¬
тоит  как  бы  из  двух  слоев  (подсистем):  более  консерва¬
тивного  почвенного  и  легко  изменяющегося  биогенного.
Между  этими  подсистемами  существует  тесная  двусто¬
ронняя  связь.  Антропогенное  преобразование  буферной
зоны  начинает  чаще  всего  сказываться  через  изменение
биогенной  подсистемы.  За  ним  следует  изменение  поч¬
венного  покрова.  Характер  этого  процесса  определяет,
по  сути,  трансформацию  всего  ландшафта.
 При  описании  причин,  вызывающих  интенсивное  раз¬
витие  современной  эрозии,  приводится  обычно  перечень
таких  хозяйственных  мероприятий,  как  сплошная  рас¬
пашка,  несоблюдение  противоэрозионных  севооборотов
и  специальной  агротехники,.вырубка  лесов,  недостаточ¬
ное  количество  и  неправильное  размещение  лесополос,
посадок  леса  в  оврагах  и  т.  д.  Конечно,  эти  и  ряд  других
обстоятельств  являются  причиной  интенсификации  эро¬
зионных  процессов.  Однако  перечисленное  —  лишь  от¬
дельные  части,  отдельные  стороны  общей  концепции
хозяйственного  преобразования  ландшафта.  Главное  же
заключается  в  разных  путях  развития  естественных  ГК
и  систем  наиболее  благоприятных  для  хозяйственной  де¬
ятельности  —  ПТУС.
 43

Естественный  ГК  обладает  определенным  уровнем
сложности  (уровнем  организованной  разнородности)
и  его  развитие  сопровождается  обычно  усложнением
структуры  за  счет  биогенных  компонентов.  Для  хозяй¬
ственной  деятельности  приходится  упрощать  ГК,  умень¬
шать  уровень  его  сложности.  Это  ведет,  как  правило,  к
нарушению  его  устойчивости,  гомеостаза,  т.  е.  к  наруше¬
нию  системы  регуляции  и  поддержания  динамического
равновесия,  что  способствует  появлению  негативной
трансформации  ГК.
 Для  естественного  ГК  характерна  не  только  более
сложная  структура,  но  и  соблюдение  принципа  максимум
биомассы  при  минимуме  продукции.  Принцип  развития
хозяйственной  системы  противоположен:  минимум  слож¬
ности  и  минимум  биомассы  при  максимуме  продукции.
Ю.  Одум  [89],  анализируя  сложившуюся  ситуацию,  от¬
мечает,  что,  поскольку  одну  и  ту  же  систему  нельзя  оп¬
тимизировать  по  двум  противоположным  критериям,
приходится  на  практике  использовать  путь  компромис¬
са  или  путь  членения  ландшафта.  Первый  из  них,  заклю¬
чается  в  поисках  компромисса  между  величиной  урожая
и  благоприятными  условиями  развития  природных  сис¬
тем  на  каждом  отдельном  участке  территории.  Другой—
это  путь  членения  природных  систем  на  относительно
крупные  участки,  одни  из  которых  ’оптимизируются  по
первому  принципу,  другие  —  по  второму.  Для  эрозион¬
ноопасных  территорий  необходимо  использование  обоих
указанных  принципов  с  преобладанием  второго  —  чле¬
нения.
 Выделим  подсистемы  ЭГС.  В  настоящее  время  наи¬
более  распространено  выделение  трех  подсистем  приводо¬
раздельной,  присетьевой  и  гидрографической.  Представ¬
ляется  целесообразным  несколько  видоизменить  выделе¬
ние  подсистем  с  учетом  того,  что  для  каждой  из  них
должен  быть  применен  один  принцип  оптимизации.  Для
этого  процедуру  выделения  необходимо  подчинить  не
только  структурным  особенностям  ЭКГ,  но  и  строению
ПТУС  как  управляемой  системы.
 В  качестве  I  подсистемы  выделим  те  части  ЭГС,  ко¬
торые  не  подвергаются  интенсивной  эрозии  (рис.  2.3).
Здесь  естественный  почвообразовательный  процесс,  бу¬
дучи  модифицирован  человеком,  компенсирует  в  зна¬
чительной  степени  эрозионное  разрушение  почвы.  Дан-
 44

ную  систему  оптимизируем  по  принципу  минимум  слож¬
ности,  минимум  биомассы  при  максимуме  продукции.
 "Среда
 Внешний
 импульс
 \
 циркуляция
 А
 Солнечная
 радиация
 Г
 \\\\\  ши
 Осадки,  ветер 	Радиация
 Испарение
 ПТЛС
 Внешний
 импульс
 Среда
 J
 Выход  подземных  бод
 I  и  I  I  I
 Подземные  воды
 Рис.  2  3.  Структурная  схема  подсистем  оптимизации  прпрод-
нотехнической  противоэрозионной  системы  (ПТПС)
 1—4-*-  подсистемы  ПТПС
 II 	подсистема  —  части  ЭГС,  где  поверхностный  смыв
почвы  приводит  к  негативной  трансформации  ландшаф¬
та  (рис.  2.3).  Основное  проявление  этой  трансформа¬
ции  —  уменьшение  гумусного  горизонта  почвы  и  ее  пло¬
дородия.  Здесь  следует  соблюдать  принцип.компромисса,
т.  е.  нужно  поступиться  частью  урожая,  особенно  в  пер¬
вое  время,  ради  более  благоприятных  условий  развития
ландшафта.
 III 	подсистема  —  это  уже  деградированные  участки
ЭГС  с  полностью  смытым  гумусным  горизонтом,  «гофри¬
 45

рованные»  струйчатой  эрозией,  занятые  другими  ПГЛК
антропогенного  происхождения  (рис.  2.3).  Система  этого
участка  ЭГС  должна  быть  оптимизирована  по  принципу:
максимум  сложности  и  максимум  биомассы  с  целью  пол¬
ного  предотвращения  эрозионных  процессов  при  погод¬
ных  условиях,  имеющих  по  крайней  мере  1—3%-ную
обеспеченность.  Стабилизация  эрозионных  процессов  на
данной  подсистеме  —  это,  кроме  всего  прочего,  стабили¬
зация  местных  базисов  эрозии  (III  подсистема  может
рассматриваться  как  местный  базис  эрозии  для  первых
двух).  Саму  подсистему  по  расположению  в  рельефе
можно  подразделить  на  два  уровня:  первый  находится
на  подступах  к  таким  ПГЛК,  как  овраги  и  балки,  вто¬
рой  охватйгвает  верховье  ПГЛК.
 IV 	подсистема  ПТУС  охватывает  долины  (прежде
всего  поймы  и  русла)  древней  гидрографической  сети
(рис.  2.3).
 Выделенные  подсистемы  —  сопряженные  звенья,  по¬
следовательно  расположенные  в  единой  динамической
системе,  которые  влияют  друг  на  друга  как  в  прямом,
так  и  в  обратном  направлении.
 Всякая  управляемая  система,  в  том  числе  и  ПТУС,
может  быть  подразделена  на  собственно  управляемую
и  управляющую  подсистемы.  Для  нашего  случая  управ¬
ляющей  дискретной  подсистемой  будет  определенный
набор  противоэрозионных  приемов.  Выделенным  под¬
системам  ЭГС  соответствуют  свои  подсистемы  противо-
эрозионной  системы.  Будем  называть  их  ярусами.
 Мелиоративные  мероприятия  I  яруса,  охватывающе¬
го  первую  подсистему,  в  соответствии  со  сформулирован¬
ным  принципом,  должны  быть  направлены  на  задержа¬
ние  части  стока  с  целью  обеспечения  максимума  продук¬
ции  и  уменьшения  нагрузки  на  другие  ярусы.  Всякие
мероприятия,  которые  не  уменьшают  величину  стока  и
не  ведут  к  увеличению  урожайности,  здесь  нецелесооб¬
разны
 Структура  II  яруса  должна  быть  иной.  Согласно
сформулированному  принципу  противоэрозионные  меро¬
приятия  ©того  яруса  должны  включать  в  себя  не  только
задержание  стока,  характерное  для  первого  яруса,  но  и
предотвращение  смыва,  задержку  уже  смытой  почвы
(полосное  земледелие),  отвод  «излишней»  воды  по  водо¬
отводным  канавам  в  безопасные  места  и  др.
 46

lit  ярус  в  соответствии  с  делением  Ш  подсистемы
ПТУС  на  два  уровня  также  разделим  на  два  уровня.
I  уровень  III  яруса  включает  такие  мелиоративные  ме¬
роприятия,  как  сплошные  залужения,  приовражные  об¬
лесения,  водозадерживающие  и  водоотводные  сооруже¬
ния.  II  уровень  III  яруса  включает  различные  гидротех¬
нические  устройства  по  отводу  воды:  лотки,  водосбросы—
для  безопасного  сбрасывания  потоков  воды  на  дно  овра¬
га  и  балки,  гашения  при  этом  части  ее  энергии,  предот¬
вращения  размыва  вершин  русла  и  прилегающих  скло¬
нов.  Как  правило,  все  эти  мероприятия  проводят  в  соче¬
тании  с  лесомелиорацией.
 Наконец,  IV  ярус  включает  в  себя  спрямление  русел
малых  рек,  осушение  заболоченных  пойм,  создание  пру¬
дов  и  водохранилищ  и  т.  д.
 Ярусы  противоэрозионных  систем,  как  и  подсистем
ЭГС,  сопряжены  между  собой,  влияют  друг  на  друга  и
все  вместе  образуют  единую  противоэрозионную  систе¬
му.  Совместно  с  подсистемами  ЭГС  они  образуют  еди¬
ную  ПТУС  противоэрозионного  назначения.
 2.6.3.  Формализация  почвы
как  земельного  ресурса
 Природные  объекты  и  процессы  слишком  сложны,
чтобы  их  можно  было  выразить  во  всем  многообразии.
Поэтому  при  разработке  модели  необходимо  прежде
всего  решить  задачу  упрощенного  выражения  самого  объ¬
екта  и  характера  происходящих  с  ним  изменений,  т.  е.
формализовать  изучаемую  -  систему.  Такая  формализа¬
ция  должна  проходить  при  одновременном  выделении
наиболее  существенных  для  нас  сторон  явления  и  его
свойств.
 Формализация  почвы  и  почвообразовательного  про¬
цесса  будет  проводиться  по-разному  в  зависимости  от
цели  исследования  (целевой  функции).  Уже  имеется  ряд
попыток  формализовать  и  моделировать  элементарный
почвенный  процесс.  При  рассмотрении  ресурсного  аспек¬
та  в  почвоведении  используется  способ  формализации
почвы  через  обобщенную  оценку  —  бонитет.  Будем  при¬
держиваться  этого  пути.
 .  Бонитет  почвы  Б„  можно  рассматривать  как  схема¬
тизированное  количественное  выражение  земельного  ре¬
 47

сурса  в  точке  плоского  пространства.  Недостаток  тако¬
го  способа  формализации  заключается  в  том,  что  Бп
оценивает  весь  почвенный  профиль  целиком.  Для  эро-
зиоведения  в  ряде  случаев  приходится  проводить  «по¬
слойную»  оценку  почв.  Примем  в  качестве  таковой  для
слоя  почвы  ДЛ/  величину  Пс/*.  Будем  считать  Пс  коли¬
чественной  характеристикой  производственной  ценности
почвы  в  точке  профиля  (разреза).  При  этом
 Нг 	п
 Бп=  I  ПС<*Л»  2  П^ДА,  =  ПСНГ, 	(2.1)
 о 	1
 где  Пс  —  среднее  значение  почвенных  свойств  (ресурс¬
ный  аспект)  всего  гумусного  горизонта  Нг,  причем  Пс  =
=  БП/Н,.
 При  известной  величине  Бп  послойное  определение
Пе  может  быть  осуществлено  на  основе  эпюры  распре¬
деления  по  глубине  комплекса  свойств  почвы,  имеющих
наибольшую  корреляцию  с  Бп.  В  первом  приближении
закон  изменения  Пс  по  глубине  удобно  выразить  через
изменение  основной  характеристики  плодородия  —  со¬
держания  гумуса.  Тогда  Пс  для  слоя  почвы  0—10  см
при  Г  (известных  общих  запасах  гумуса  )и  Го-ю  (за¬
пасах  гумуса  в  слое  0—10  см)  можно  получить  по  фор¬
муле
 Пс  (0-10)=  Бп  Г1?~10  =  тГо-ю. 	(2.2)
 2.6.4.  Логико-математическая  модель
рационального  использования
эрозионноопасных  земель
 (оптимизационная  функция)
 Бытующая  подчас  фраза  «цель  исследований—пол¬
ное  предотвращение  эрозии»  не  реальна.  Предотвратить
эрозию,  так  же,  как  и  предотвратить  денудацию,  прин¬
ципиально  невозможно.  Ограничить?  До  каких  преде¬
лов?  Попытка  интуитивного  решения  этого  вопроса  уже
была  [106;  143].  Рассмотрим  его  теоретическую  основу.
 В  настоящее  время  есть  возможность  получить  при¬
ближенную  количественную  оценку  поверхностного  смы¬
ва  и  изменения  свойств  почвы  из-за  потери  части  ее  гу¬
 48

мусного  горизонта.  Но,  как  установлено,  влияние  водно¬
го  потока  не  ограничивается  физическим  удалением
самой  почвы.  При  этом  часто  меняются  ее  свойства  из-за
вымывания  растворимых  веществ,  разрушения  структу¬
ры  и  т.  д.  Однако  в  процессе  хозяйственной  деятель*
ности  человек  не  только  способствует  интенсификации
эрозионного*процесса  и  ухудшения  тем  самым  естествен¬
ного  состояния  почвы,  но  и  обогащает  ее  удобрениями.
Оптимальное  количество  удобрений  определяется  исход¬
ным  состоянием  почвы  с  учетом  требований  получения
максимальной,  но  экономически  оправданной  прибавки,
урожая.
 Для  склонов  с  интенсивно  протекающей  эрозией  при
выборе  системы  наиболее  рационального  использования
почвы  необходимо  сопоставление  величин  выноса  почвы
и  элементов  ее  плодородия  с  количеством  удобрений  и
проведением  агротехнических  мероприятий.  При  этом
надо  знать  допустимые  потери  почвы  и  уметь  предвидеть
(рассчитывать)  методы  предотвращения  потери  плодо¬
родия.
 Рациональное  использование  производительной  спо¬
собности  почвы  склона  —  в  оптимальном  расходовании
запасов  органических  и  минеральных  веществ.  Под  этим
следует  понимать  максимально  возможное  расходование
того,  что  накоплено  с  учетом  естественных  и  искусствен¬
ных  процессов  возобновления.  Причем  должно  быть  пре¬
дусмотрено  тркое  расходование  почвенных  ресурсов,  ко¬
торое  учитывает  в  то  же  время  непрерывность  анало-*
гичного  или  еще  более  интенсивного  использования  поч¬
вы  в  будущем.
 Суммарное  изменение  показателя  свойств  почвенно¬
го  профиля  во  времени  с  учетом  предложенного  метода
формализации  почвы  как  ресурса  —  см.  формулу  (2.1)  —
можно  представить  следующим  образом:
 |*  нг^  Л+ 	•  (2.3)
 0  0  0
 Потенциальное  плодородие  почвы  реализуется  лишь
опосредованно.  Причем  возможно  воздействие  человека
на  интенсивность  процесса.  Исходя  из  общих  соображе¬
ний  рационального  использования  всяких  воспроизводи¬
мых  ресурсов,  можно  полагать,  что  когда  величина  на¬
 49

копленных  ресурсов  достаточно  велика  (т.  е.  когда  до¬
статочно  велико  значение  Пс),  допустимо  расходование
их  со  скоростью,  несколько  превышающей  скорость  во¬
зобновления.  Однако  разница  между  процессами  (рас¬
ходования  и  накопления)  должна  иметь  во  времени  за¬
тухающий  характер,  обеспечивая  в  перспективе  сохране¬
ние  оптимальной  величины  ресурса.
 Можно  представить  и  другой  случай,  когда  запасы
ресурса  в  точке,  выраженные  через  ПС1  недостаточны
для  рационального  их  использования.  В  этих  условиях
необходимо  в  процессе  эксплуатации  почвы  непрерывное
обогащение  ее  удобрениями  с  целью  достижения  опти¬
мальных  условий  использования.  Как  в  первом,  так  и  во
втором  случае  показатель  земельных  ресурсов  в  пределе
не  должен  превышать  некоторую  оптимальную  величину
 Теперь,  исходя  из  перспективы  сельскохозяйственно¬
го  производства  /=°о,  запишем  в  общем  виде  условие
использования  почвенных  ресурсов:
 (пс<М  +  |Нг-^-Л+  |ПС^Л>
 О 	/=0 	Г-0
 >(5пс<й)0пт. 	(2.4)
 о
 Преобразуем  данное  уравнение.  С  этой  целью,  учи¬
тывая  (2.3),  выразим  условие  (2.4)  графически.  Рас¬
смотрим  (рис.  2.4,  а)  случаи,  когда  (НгП£)ИСх  превыша¬
ет  его  оптимальную  величину,  и  наоборот  (рис.  2.4,  б).
Опишем  уравнение  кривой  (Н,ПС),=Д*)  в  виде  экспо¬
ненты
 (НДс),  =  (НДС)0ПТ  +  [  (НГП£)И£Х  -  (НД)0ПТ]  е->‘, 	(2.5)
 где  е  —  основание  натурального  логарифма,  в  —  пара¬
метр.
 В  первую  очередь  нас  будет  интересовать  величина
изменения  Н  ГПС  во  времени
 50

Рис.  2.4.  Схема  изменения  НГПС  во  времени
а~~(НГПС)ИСХ  >  (йгп*с)0ПТ>  ^-(нгпс)исх<  (нгпс)0пТ;  '
 —  расчетный  ход  НГПС  во  времени,  .  .  .  —  фактический.
 Д(НГПС),=  (НД),—  (НгПс)исх=  [(НЛс)опт-
 -(НД)ИСх](1-^0. 	(2.6)
 Учитывая  изложенное  (2.4—  2.6),  общее  уравнение
использования  почвенных  ресурсов  для  точки  поверх¬
ности  склона  запишем  в  следующем  виде:
 (  	 <
 Л  нг 	+1  п^л  «[(Нгп7)0пт—
 0.0
 -(НЛс)исх](1-«-40- 	(2.7)
 Здесь  бесконечный  период  времени  заменен  конечным
отрезком  от  0  до  t,  равным  времени  контролируемого
использования  почвенных  ресурсов.
 51

В  уравнении_(2.7)  имеется  два  параметра.  Прежде
всего  это  (НГПС)0ПТ  —  оптимальное  значение  показа¬
теля  свойств  почвенного  профиля,  при  котором  использо¬
вание  почвы  в  данный  период  и  в  перспективе  рента¬
бельно  и  не  только  рентабельно,  но  и  отвечает'  научно
обоснованному  представлению  об  оптимально  допусти¬
мой  величине  НГПС  как  неотъемлемой  части  природы  в
целом.  (НгПс)опт  отражает  блок  критические  показате¬
ли  концептуальной  модели  рационального  использова¬
ния  природных  ресурсов  (рис.  2.1).  Установление  значе¬
ния  (НгПс)опт  —  сложная,  но  необходимая  работа.  Не
исключено,  что  по  мере  развития  науки  и  техники  изме¬
нится  и  первоначально  определенное  его  значение  (сдвиг
цели),  что  естественно  в  условиях  неуклонного  развития
общества.
 Другой  параметр  в  определяет  характер  кривой
(НГПС)  =|НН)  т-  е-  интенсивность  изменения  НГПС  в
разные  периоды  использования  почвы.  Если  при  опреде¬
лении  (НгПс)опт  на  первое  мест-о  выступают  требования
естественного  плана,  то  при  назначении  в  —  социально-
экономического.  Величина  в  также  может  быть  измене¬
на  со  временем,  однако  мотивами  для  этого  скорее  все¬
го  будут  экономические  (а  может  быть,  социальные  или
даже  политические)  аспекты.  Исходя  из  изложенного,
назовем  параметр  в  декретным.  Декретный  параметр  от¬
ражает  влияние  блока  ресурсы,  и  возможности  концепту¬
альной  модели  на  оптимивационную  функцию  (рис.  2.1).
 Итак,  левая  часть  уравнения  (2.7)  выражает  факти¬
ческое,  а  правая  —  допустимое  изменение  свойств  поч¬
венного  профиля.  Если  фактическое  изменение  не  соот¬
ветствует  допустимому  расчетному,  это  является  пока¬
зателем  неправильного  использования  почвы.  Сопостав¬
ление  фактического  хода  (НГПС)  =|^(^)  с  расчетным
потребует,  возможно,  корректировки  методов  эксплуа¬
тации  земель,  при  этом  не  обязательно  достижение  аб¬
солютного  совпадения  заданной  функции  (НГПС)=^(/)
и  фактического  хода  НГПС  во  времени  (рис.  2.4).  Воз¬
можны  не  только  случайные,  но  и  запланированные  от¬
клонения  от  нее.  Именно  поэтому  б  уравнении  (2.7)
знак  равенства  заменен  на  знак  приближенного  равен¬
ства.
 52

Уравнение  (2.7)  получено  'Для  точки  поверхности.
Для  перехода  к  склону  обе  части  уравнения  необходимо
проинтегрировать  по  длине  склона.
 В  описанной  модели  рационального  использования
почвенных  ресурсов  игнорируется  анализ  систем  и  свя¬
зей,  раскрывающих  сущность  Нг  и  Пс.  В  обмен  на  это
достигнута  наглядность  и  доступность  его  практическо¬
го  применения.
 Предложенная  модель  использования  эрозионноопас¬
ных  почв  может  рассматриваться  как  оптимизационная
функция,  отражающая  в  общих  чертах  наиболее  рацио¬
нальный  режим  эксплуатации  почвенных  ресурсов  с
точки  зрения  эрозионной  проблематики.  Данная  или  по¬
добная  ей  модель  должна  стать  частью  системы  более
высокого  ранга,  описывающей  характер  рационального
использования  земель  с  более  общих  позиций.  Послед¬
няя  будет,  в  свою  очередь,  блоком  модели  рационально¬
го  использования  окружающей  среды  (структурной  эко¬
логической  модели).  Сама  эрозионная  модель  также
состоит  из  блоков,  «подогнанных»  так,  чтобы  составлять
единую  систему.  Таких  блоков  три:  первый  —  модель
изменения  свойств  во  времени,  второй  —  модель  процес¬
са  смыва  почвы,  третий  —  блок-функция,  отражающая
приближение  (НГПС)ИСХ  к  (НГПС)0ПТ  •  Первые,  две  мо¬
дели  можно  рассматривать  как  имитационные  системы,
т.  е.  системы,  отражающие  ход  процессов.
 Перспективность  всякой  модели  определяется'во  мно¬
гом  возможностью  замены  устаревших  блоков  или  их
элементов  новыми,  что  может  быть  достигнуто  в  том
случае,  если  исходная  модель  не  перегружена  чрезмер¬
ным  количеством  деталей.  Для  эрозионной  модели  каж¬
дый  из  блоков  независимо  друг  от  друга  может  быть
заменен  более  совершенным.  Так,  изменение  мощности
почвенного  слоя  под  влиянием  поверхностного  смыва
может  быть  выражено  с  помощью  эмпирической  форму¬
лы,  а  также  формулы,  построенной  на  гидравлической
или  другой  основе.  То  же  можно  сказать  о  блоке,  отра¬
жающем  изменение  почвенных  свойств.  Возможен  ■лише
пересмотр  функции^  отражающей  приближение  (НгПс-)нсх
к  (НГПС)0ПТ.
 53

2.6.5.  Выделение  и  оптимизация  подсистем
природно-технической
противоэрозионной  системы
 В  основу  дальнейших  рассуждений  положено  де¬
ление  ПТУС  на  четыре  подсистемы  (см.  п  2.6.3).  В  пре¬
делах  каждой  подсистемы  реализуется  один  принцип  оп¬
тимизации  системы  в  процессе  ее  управления.  Это  осу¬
ществляется  управляющей  противоэрозионной  системой,
представленной  в  виде  четырех  ярусов  подсистем.
 Первая  задача  на  пути  реализации  выдвинутых  пред¬
ложений  —  уточнение  положения  подсистем  и  ярусов,
или  точнее  —  нахождение  нижних  границ  подсистем,  так
как  верхняя  граница  каждой  из  них  совпадает  с  нижней
границей  вышележащей  подсистемы,  а  верхняя  граница
первой  подсистемы  совпадает  с  водораздельной  линией.
При  выделении  первых  трех  подсистем  и  ярусов  возни¬
кает  естественная  мысль  совместить  несмытые  и  слабо-
смытые  почвы  с  I  подсистемой,  среднесмытые  —  со  II
й  сильносмытые  вместе  с  прилегающими  к  ним  актив-
ноэродируемыми  частями  ПГЛК  —  с  III.  ^Наименее
спорно  здесь  выделение  нижней  границы  II  подсистемы,
так  как,  безусловно,  сильносмытые  почвы  дол.жны  быть
отнесены  к  первому  уровню  III  подсистемы.  Вопрос  о
совмещении  нижней  границы  I  подсистемы  с  нижней
границей  слабосмытых  почв  требует  специального  изу¬
чения.  Дело  в  том,  что  существующие  способы..  выделе¬
ния  почв  разной  степени  смытости  очень  условны.  Кро¬
ме  того,  степень  смытости  еще  не  однозначно  характери¬
зует  интенсивность  ныне  происходящего  и  прогнозируе¬
мого  процесса  смыва  почвы.
 Представляется  более  правильным  выделение  нижней
границы  I  подсистемы  исходя  из  следующих  соображе¬
ний.  Как  уже  .было  сказано,  отличительная  особенность
I  подсистемы  —  оптимизация  ее  по  принципу  максимум
продукции.  Это  означает,  что  почва  в  пределах  всей  под¬
системы  при  проведении  почвоохранных  севооборотов,
но  без  других  специальных  противоэрозионных  меропри¬
ятий  не  должна  перейти  из  категории  слабосмытых  в
категорию  среднесмытых.  Реализация  этого  условия
принципиально  возможна,  но  для  этого  необходимо
знать  (уметь  рассчитать)  интенсивность  смыва  почвы  и
интенсивность  естественного  почвообразующего  процес*
 54

са.  В  современных  условиях,  когда  человек  вносит  ор¬
ганические  и  минеральные  удобрения,  проводит  другие
приемы  мелиорации  почвы,  нужно  учитывать  также  и
эти  условия.  Удобнее  всего  для  решения  поставленной
задачи  воспользоваться  приемами  оценки  почвы  через
 НГ
 показатель  j  ПсйН.  Тогда
о
 системы  можно  принять
удовлетворяется  условие
 за  нижнюю  границу  I  под¬
полосу  (линию),  для  которой
 Ht^c-  dt  +  j  Uca-£dt  >  (  j  ncdA)n  .  (2.8)
 П
 Здесь  индексы  I  и  II  указывают  соответствующую
степень  смытости:  I  —  слабосмытые,  II  —  среднесмытые.
Толкование  формулы  (2.8)  следующее:  левая  часть  вы¬
ражает  оценку  свойств  слабосмытой  почвы  и  тех  изме¬
нений,  которые  могут  произойти  в  результате  ее  эксплуа¬
тации,  в  том  числе  те  изменения,  которые  произойдут  в
результате  поверхностного  смыва;  правая  часть  —  это
свойства  среднесмытой  почвы.  Приемы  решения  данно¬
го  уравнения  будут  описаны  далее  (см.  гл.  6).  На  основе
экспертной  оценки  можно  полагать,  что  при  использова¬
нии  рассмотренного  метода  в  I  ярус  попадут  вся  не-
смытая  и  примерно  1/3—1/2  слабосмытой  почвы,  дли¬
тельное  время  находившейся  в  условиях  обычного  сель¬
скохозяйственного  производства.
 Как  уже  отмечалось,  нижнюю  границу  II  подсистемы
целесообразно  совместить  с  нижней  границей  среднесмы¬
той  почвы.  Тогда  сильносмытая  почва  попадает  в  пер¬
вый  уровень  III  подсистемы.  Нижняя  граница  этого,
уровня  совпадает  с  бровками  оврагов,  промоин,  т.  е.  с
бровками  ПГЛК  антропогенного  происхождения.  Во  вто¬
рой  уровень  III  подсистемы  попадают  сами  ПГЛК  ант¬
ропогенного  происхождения.  Там,  где  такие  ПГЛК  от¬
сутствуют,  отсутствует  и  второй  уровень  III  подсистемы;
IV  подсистема  захватывает  ПГЛК  естественного  проис¬
хождения.
 Решив  задачу  выделения  подсистем  и  ярусов,  необ¬
ходимо  перейти  к  следующему  вопросу:  определению
нагрузки  на  каждую  подсистему.  Именно  величина  на¬
 55

грузки  будет  определять  характер  структуры  приуро¬
ченного  яруса  противоэрозионных  мероприятий.
 Примем  в  качестве  нерегулируемого  показателя  осад¬
ки,  а  регулируемого,  по  которому  проводится  оптимиза¬
ция  систем,  —  сток  и  смыв  почвы.  Осуществление  вы¬
двинутого  принципа  требует  последовательного  перебора
условий  и  определения  стока  и  смыва  почвы  при  разных
сочетаниях  мероприятий,  что  будет  рассмотрено  дальше.
 Таким  образом,  общий,  сквозной  элемент,  увязываю¬
щий  подсистемы  и  ярусы,  —  сток  воды.  Однако  принци¬
пы  оптимизации  подсистемы  для  каждого  яруса  разные,
поэтому  использование  этого  «сквозного»  показателя  в
каждом  случае  имеет  свою  специфику.  В  пределах  I
подсистемы  главный  принцип  оптимизации,  как  уже  от¬
мечалось,  —  максимум  продукции,  вспомогательный  —
минимум  стока.
 Основное  условие  реализуется  применением  эко¬
номико-математических  моделей,  составленных  для
района,  хозяйства  или  конкретного  поля.  На  прак¬
тике  пока  осуществляется  упрощенное  Моделирование
(на  основании  общих  принципов  планирования  с  уче¬
том  конкретных  плановых  заданий).  Вспомогательный
принцип  реализуется  наложением  на  основное  условие
таких  правил,  как  проведение  определенных  севооборо¬
тов  и  агротехнических  мероприятий,  уменьшающих  сток,
улучшающих  состояние  почвы  и  увеличивающих  урожай.
Однако  последние  условия  должны  быть  экономически
оправданы.  Все  это  учитывается  только  с  помощью  эко¬
номико-математической  модели,  составленной,  например,
методом  линейного  программирования.
 Оптимизация  II  подсистемы  проводится  на  основании
другого  основного  принципа  —  допустимой  величины
смыва  —  при  вспомогательном  условии  максимума  про¬
дукции.  Экономико-математическая  модель  для  II  под¬
системы  существенно  отличается  от  модели  для  I  под¬
системы.
 Следует  подчеркнуть,  что  в  качестве  принципа  опти¬
мизации  неверно  брать  полное  прекращение  стока  или
смыва  почвы.  Необходимо  достичь  экономически  оправ¬
данной  и  экологически  допустимой  величины  смыва.  Это
осуществляется  применением  логико-математической  мо¬
дели  рационального  использования  эрозионноопасных  зе¬
мель.  Экономико-математическую  модель  для  II  подсис¬
 56

темы  необходимо  составить,  исходя  из  условий,  опреде¬
ляемых  по  этой  модели.
 Оптимизация  системы  III  подсистемы  проводится  из
условий  стабилизации  эрозионных  преобразований
ПГЛК  антропогенного  происхождения.  Речь  идет  о  ста¬
билизации  коренных  преобразований.  Обеспечение  «аб¬
солютной»  стабилизации  в  большинстве  случаев  непри¬
емлемо  из  экономических  соображений.  Общими  принци¬
пами  оптимизации  здесь,  будет  максимум  биомассы  (а
не  максимум  продукции)  и  максимум  сложности.  Послед¬
ний  принцип  надо  понимать  как  усложнение  естествен¬
ной  системы  системой  водоводов,  водосбросов,  водорас¬
пылителей  для  предотвращения  опасных  эрозионных
процессов  при  стокообразующих  условиях  определенной
обеспеченности  (см.  далее  гл.  6).  -
 Оптимизация  подсистемы  в  пределах  ПГЛК  естест¬
венного  происхождения  проводится,  исходя  из  принципа
наиболее  рационального  использования  водных  ресурсов
при  экономически  целесообразном  и  экологически  до¬
пустимом  упрощении  подсистемы  с  целью  наиболее  пол¬
ного  использования  других,  в  первую  очередь  земельных
ресурсов.  Таким  образом,  если  в  первых  трех  подсисте¬
мах  мы  стремились  уменьшить  и  даже  прекратить  сток,
то  здесь  будем  стремиться  увеличить  и  сконцентриро¬
вать  его,  упростив  при  этом  условия  стекания  и  предот¬
вратив  разрушительное  действие  в  паводки.
 Оптимизация  подсистем  должна  проводиться,  исходя
из  всестороннего  учета  их  строения  (т.  е.  учета  сочета¬
ний  ГК  в  пределах  каждой  подсистемы),  из  глубокого
понимания  законов  функционирования  природных  сис¬
тем  отдельно  и  во  всей  ГС  в  целом.

3. 	ОЦЕНКА  И  КАРТИРОВАНИЕ
ВОДНОЙ  ЭРОЗИИ
 3.1. 	БАЛЛЬНЫЙ  МЕТОД
 Балльная  оценка  эрозии  почвы  проводится  по  двум
направлениям.  Первое  из  них  предложено  С.  И.  Силь-
вестровым  в  1955  г.  [1'04].  Для  территории  с  одинаковы¬
ми  климатическими  условиями  оценка  эрозионной  опас¬
ности  Э  заключалась  в  учете  рельефа  и  распаханности
склонов.  В  качестве  числового  показателя  балльной
 базиса  эрозии,  м;  Р  --  площадь  землепользования,  га.
Умножив  это  отношение  на  коэффициент  распаханности
Рр,  равный  отношению  площади  пашни  ко  всей  площа¬
ди,  и  на  коэффициент  расчлененности  территории  гидро¬
графической  сетью  й,1  получим
 Сравнение  рассчитанного  значения  Э  по  выражению
(3.1)  с  эродированностью  территории  позволило
С.  И.  Сильвестрову  предложить  балльную  шкалу,  отра¬
жающую  степень  подверженности  территории  эрозии.
Развитие  данного  направления  применительно  к  комп¬
лексному  эрозионному  районированию  нашло  отражение
в  дальнейших  работах  ученого  [105].  В  основу  схемы
районирования  положены  четыре  ступени,  позволяющие
выделить  фитоклиматические  зоны,  внутри  которых  (в
зависимости  от  макрорельефа)  —  провинции,  далее  —
области,  затем  (в  зависимости  от  местных  природных  и
хозяйственных  условий)  —  сельскохозяйственные  окру¬
 шкалы  было  принято  отношение 	—  где  Нб—  глубина
 НЛ,Р.
 (3.1)
 58

га.  На  различных  стадиях  оценки  факторов  водной  эро¬
зии  применялись  шкалы  баллов,  в  основном  изменяю¬
щихся  по  законам  прогрессии.  Для  получения  .комплекс¬
ной  оценки  все  баллы  перемножались,  а  полученный  ряд
делился  на  классы.
 Разработанная  С.  И.  Сильвестровым  шкала  баллов
и  другие  аналогичные  предложения  [83]  —  способ  по¬
строения  оценочных  моделей.  Рассмотренный  прием  —
это  попытка  количественного  выражения  качественно
осознанных  признаков  эрозионной  опасности.  Ему  от¬
части  присущи  недостатки  качественных  оценок  —  субъ¬
ективность  и  необоснованность  принятых  критериев.
Связано  это  с  тем,  что  в  основу  работы  1965  г.  положена
шкала  сложных  баллов.  По  сообщениям  С.  И.  Сильвест-
рова  [104]  и  Д.  Л.  Арманда  [4],  после  операций  над
простыми  баллами,  подобранными,  по  сути  дела,  интуи¬
тивно,  определялся  сложный  балл  для  оценки  интенсив¬
ности  эрозионных  процессов.  Далее  сложный  балл  со¬
поставлялся  для  некоторых  районов  с  фактическими
данными.  Если,  по  мнению  исследователя,  соответствие
между  шкалой  баллов  и  явлением  не  полное,  схема  опе¬
раций  над  простыми  баллами  менялась.
 Подобное  субъективное  построение  оценочной  моде¬
ли  —  трудно  устранимый  недостаток.  Однако  с  такими
недостатками  приходится  мириться,  когда  нет  других
путей,  количественного  изучения  явления.
 Аналогичный  прием  применен  В.  Л.  Крутиковым
[63]  для  ландшафтно-эрозионного  районирования.  До¬
полнительно  здесь  использовалось  «дерево  логических
возможностей».
 Другое  направление  использования  шкалы  баллов
развивалось  в  конце  40-х  гг.  Службой  охраны  почв  США.
На  основании  накопленных  данных  наблюдений  за  смы¬
вом  почвы  (численные  показатели)  разработана  система
частных  оценок  факторов  водной  эрозии  (простых  бал¬
лов).  Перемножением  этих  частных  оценок  определялась
общая  оценка  эрозионной  опасности  (сложный  балл).  В
зависимости  от  величины  сложного  балла  по  специаль¬
ной  методике  подбиралась  приемлемая  для  фермера  поч¬
возащитная  агротехника.  В  самом  общем  виде  с  этой  ме¬
тодикой  можно  познакомиться  по  реферату  в  РЖ  (Эро¬
зионное  уравнение  Кунхольц-Лорда  —  РЖ.  Геология  и
география,  1955,  №  5,  с.  133).
 59

Вскоре  данная  модель  согласно  нашей  классифика¬
ции  была  преобразована  в  имитационно-оценочную  ста¬
тистическую,  которая  с  помощью  простого  приема  (срав¬
нения  с  нормативным  значением  смыва)  трансформиро¬
валась,  в  свою  очередь,  в  оценочную.  Подробнее  этот
вопрос  изложен  далее  (см.  пп.  3.5,  6.2).  В  приведенном
примере  видна  тенденция  перерастания  схематической
качественной  модели  в  более  строгую,  количественную.
 Все  это  не  означает  бесперспективности  использова¬
ния  балльного  метода  при  изучении  эрозии  почвы.  Нао¬
борот,  с  нашей  точки  зрения,  балльный  метод  применя¬
ется  неоправданно  редко.  В  первую  очередь  это  касает¬
ся  экономической  и  экологической  оценок  эрозионных
проблем.  Нельзя  исключить  балльный  метод  как  первый
этап  количественных  имитационно-оценочных  моделей.
В  тех  случаях,  когда  объем  и  качество  информации  не
отвечают  требованиям,  которые  необходимы  для  построе¬
ния  статистической  или  логико-математической  моделей,
балльная  шкала  —  уже  шаг  вперед  на  пути  изучения
явления.
 Наиболее  вероятные  направления  использования
балльного  ^метода  при  построении  имитационно-оценоч¬
ных  моделей-следующие:  влияние  смытости  почв  на  уро¬
жай,  влияние  эродированности  территории  на  выбор
наиболее  рационального  использования  земли,  выраже¬
ние  закономерностей  развития  овражной  эрозии  и  селе¬
вых  процессов,  количественное  определение  роли  геоло¬
гических  условий  в  водной  эрозии  и  др.  В  подобных  во¬
просах  нет  пока  надежных  рядов  наблюдений  и  перспек¬
тивных  предложений  для  построения  других  видов  моде¬
лей,  более  адекватных  реальности,  чем  балльная  шкала.
 3.2. 	ОЦЕНКА  И  КЛАССИФИКАЦИЯ
 ЭРОДИРОВАННОСТИ  ПОЧВЫ  И  ТЕРРИТОРИИ
 3.2.1.  Классификация  смытых  почв
 Вопрос  классификации  земель  по  степени  эродиро¬
ванности  относится  к  таксономическим  методам  типоло¬
гии.  Предмет  классификации  в  нашем  случае  —  почвы
и  территории  с  непрерывно  меняющимися  диагностиче¬
 60

скими  признаками.  Цель  классификации  —  разделениё
множества  на  группы  с  минимальной  внутригрупповой
и  максимальной  межгрупповой  дисперсиями.  Правиль¬
ная  классификация  возможна  лишь  при  конкретном  оп¬
ределении  цели,  которой  она  должна  служить.  Именно
цель  определяет  выбор  метрики  и  численной  таксоно¬
мии.  Другое  условие  классификации  —  конкретизация
предмета  типологии,  выделение  основной  единицы  и  со¬
става  диагностических  признаков.
 При  наличии  нескольких  диагностических  признаков
необходима  количественная  оценка  роли  каждого  из
них.  Это  достигается  через  оценку  коррелируемости
признака  с  основной  целью  типологии.  Вопрос  классифи¬
кации  значительно  упрощается,  если  используется  один
диагностический  признак.  Эффективный  метод,  облегча¬
ющий  классификацию  —  балльные  шкалы.  В  целом  за¬
дача  классификации  сводится  к  созданию  алгоритма
(процедуры  действия),  соответствующего  критерию  раз¬
деления.  Учитывая,  что  всякая  классификация  подчине¬
на  той  или  иной  цели,  ее  эффективность  не  может  быть
одинакова  во  всех  случаях.  Основное  значение,  в  том
числе  в  вопросе  универсальности  классификации,  имеет
подбор  диагностических  признаков.  Здесь,  так  же,  как  и
при  формировании  системы,  многое  определяется  пра¬
вильностью  назначения  системообразующих  отношений.
 Нетрудно  показать,  что  классификации  эродирбван-
ности  с  позиции  оценки  земельных  ресурсов,  геоморфо¬
логического  строения  территории  или  условий  формиро¬
вания  наносов,  т.  е.  в  зависимости  от  целевой  функции,
могут  быть  различными.  Наибольшая  универсальность
классификации  достигается,  когда  за  абсолютный  диаг¬
ностический  признак  принимается  мощность  смытого
слоя  почвы.  Однако  эту  величину  трудно  определить,
поэтому  в  качестве  показателя  смытости  берется  обычно
мощность  сохранившейся  части  почвы.  Для  этого  сопо¬
ставляются  генетические  горизонты  смытых  почв  с  эта¬
лоном.  В  качестве  эталона  принимаются  несмытые  поч¬
вы,  находящиеся  в  аналогичных  условиях  (табл.  3.1).
 В  целом  данный  подход  не  вызывает  сомнений.  Одна¬
ко  он  имеет  два  основных  недостатка.  Первый  заключа¬
ется  в  трудности  выбора  эталона.  Известно,  например,
что  иногда  на  более  увлажненных  северных  склонах
развивается  более  мощный  почвенный  покров.  Поэтому
 61

Таблица  3.1.  Номенклатура  смытых  почв  по  С.  С.  Соболеву  (1954)
 Признаки  эродиро-
вакности  по  внеш¬
нему  виду  пашни
 Типы  почвы
 Степень  смытости
 чернозем
 серая  и  бурая
лесная
 дерново-подзолистая
 Слабосмытые
 Струйчатые
или  ручейковые
промоины  на
поверхности
 Смыт  не  более  чем  на¬
половину  гумусовый  го¬
ризонт  Л,  распахан  уко¬
роченный  горизонт  А
 Смыт  не  более  чем  на¬
половину  горизонт  Л,
распахан  укороченный
горизонт  Л
 Смыт  частично  горизонт
А  (гумусовый)
 Средресмытые
 Буроватый
 оттенок
 Смыт  более  чем  наполо¬
вину  или  полностью  го¬
ризонт  Л,  распахан  или
подпахивается  переход¬
ный  горизонт  В
 Смыт  более  чем  напо¬
ловину  или  полностью
горизонт  Л,  распахана
верхняя  часть  уплотнен¬
ного  горизонта  В
 Смыт  частично  или
полностью  подзолистый
гЬризонт,  распахана  ,
верхняя  часть  иллюви¬
ального  горизонта
 Сильносмытые
 Бурый  цвет,
глыбистость  и
склонность  к
образованию
корки
 Смыт  частично  переход¬
ный  горизонт,  распахана
средняя  или  нижняя
часть  переходного  гори¬
зонта
 Смыт  частично  уплот¬
ненный  иллювиальный
горизонт  В,  распахана
средняя  или  нижняя
часть  уплотненного  ил¬
лювиального  горизонта
В
 Смыт  частично  иллю¬
виальный  горизонт,  рас¬
пахана  средняя  или
нижняя  часть  иллю¬
виального  горизонта

не  всегда  за  эталон  моэкно  прйнять  предельную  для
данного  типа  мощность  почвенного  горизонта.  Применя¬
ется  ряд  приемов,  уменьшающих  ошибку  в  определении
степени  смытости,  возникающую  по  этой  причине  (на¬
пример,  для  каждого  склона  выбирается  индивидуаль¬
ный  эталон).  Однако  кардинальное  устранение  ошибки
будет  возможно  только  после  установления  количест¬
венной  закономерности  не  только  смыва,  но  и  почвообра¬
зования.
 Таблица  3.2  Классификация  смытых  почв  по  С.  В.  Наумову
(1955)
 Оценка  категории  смытости,  %
 •
 уменьшение  запаса  гумуса
 Категория  смытости
 во  всем
почвенном
профиле
Л  +  в
 в  верхнем
слое  (25  см)
 смытость  всего  пач-
венноп>^п|)рфиля
 1
 2
 3
 4
 Слабосмытые
 до  30
 ДО  25
 ДО  20
 Среднесмытые
 30—60
 25—50
 20—40
 Сильносмытые
 60—80
 50—75
 40—60
 Весьма  сильно-
смытые
 80—100
 75—100
 60—100
 Другая  трудность  использования  данного  метода  свя¬
зана  с  отсутствием  четких  границ  между  отдельными
горизонтами,  а  также  с  тем,  что  по  мере  сокращения
гумусового  горизонта  начинают  подпахиваться  нижеле¬
жащие  слои  почвы  или  даже  подпочвы.  Это  особенно
сказывается  при  проведении  глубокой  пахоты  и  план¬
тажной  обработки.  Поэтому  С.  В.  Наумовым  [87]  и
М.  Н.  Заславским  [45]  было  предложено  при  выделении
смытых  почв  пользоваться  характеристикой  снижения
запаса  гумуса  —  важнейшего  показателя  плодородия
(табл.  3.2,  3.3).  Недостаток  указанных  классификаций—
то,  что  в  качестве  диагностических  признаков  принят
не  один,  а  несколько  показателей.  Причем  отсутствует
корректная,  однозначная  форма  увязки  этих  показате-
 .63-

леи.  Возьмем,  к  примеру,  классификацию  С.  В.  Наумова
(табл.  3.2).  Предположим,  что  уменьшение  запаса  гуму¬
са  во  всем  профиле  почвы  составляет  30—60%,  а  в
верхнем  слое'  —  50—75%.  Тогда  по  первому  диагности¬
ческому  признаку  —  почва  среднесмытая,  по  второму  —
сильносмытая.  Для  устранения  этого  недостатка  (для
придания  корректности  методу)  необходимо  оставить
либо  один  доминантный  признак  (уменьшение  запасов
гумуса  в  почвенном  профиле),  либо  их  сочетание,  объ¬
единенное  графической  или  математической  зависи¬
мостью.
 Таблица  33  Схематическая  классификация  черноземов  Молда¬
вии  в  зависимости  от  категории  эродированносги
по  М.  Н.  Заславскому  (1966)
 Кате¬
 гория
 Степень
 эродиро-
 ванности
 Цвет  по¬
верхност¬
ного  слоя
почвы
 Степень  смы¬
тости  генети¬
ческих  гори¬
зонтов
 Уменьшение
мощности
слоя  почвы
(с  содержа¬
нием  гумуса
>  1‘К)|
 %  от  мощ¬
ности  неэро-
дированной
почвы
 Уменьшение
запаса  гуму¬
са  в  слое
0—50  см,
 %  от  запаса
в  неэродиро-
ваиной  почве
 I
 слабая
 слабо-
 освет¬
 ленный
 не  более
50%  гори¬
зонта  А
 <30
 <20
 пв
 средняя
 осветлен¬
 ный
 более  50%
или  пол¬
ностью
горизонт  А
 30—60
 20—50
 III
 сильная
 светлый
 частично  или
полностью  го¬
ризонт  В
 >60
 >50
 Остановимся  на  варианте  с  двумя  диагностическими
признаками:  содержание  гумуса  и  мощность  почвенного
профиля.  Формализуем  показатель  смытости  и  саму
систему  классификации,  основанную  на  данных  призна¬
ках  по  аналогии  с  рассмотренным  методом  (см.  п.  2.6),
т.  е.  с  позиции  ресурсной  оценки  почвы.  При  этом  вве¬
дем  понятие  об  элементарном  содержании  гумуса  «г»—
содержании  в  единичном,  слое  (например,  ДЛ=1  см).
 64

Тогда
 Г  =^тйк  =  т  Нг, 	(3.2)
 О
 где  г  —  среднее  значение  Г  для  всего  слоя  Нг.
 Принимая  содержание  гумуса  на  несмытой  почве  за
эталон,  Гэх  можно  определить  АГ=ГЭТ—Г.  В  качестве
диагностического  критерия  смытости  используется
 ЛГД|С  =  -¡^-100. 	(3  3
 1  9Т
 Именно  этот  критерий  использован  в  классификации
С.  В.  Наумова  (табл.  3.2,  графа  2).  Из  изложенного
видно,  что  использование  дополнительного  критерия
ДНГ  (табл.  3.2,  графа  4)  излишне.
 Большинство  ученых  полагают,  что  поскольку  смыву
подвергаются  лишь  верхние  слои  почвы,  только  их  при¬
знаки  должны  приниматься  как  диагностические.  Оче¬
видно,  поэтому  С.  В.  Наумов  добавил  в  свою  классифи¬
кационную  таблицу  дополнительный  критерий  —  умень¬
шение  запасов  гумуса  в  слое  почвы  0—25  см.  Исходя
из  этих  соображений,  М.  Н.  Заславский  [43;  45]  пред¬
ложил  считать  уменьшение  запасов  гумуса  в  слое  0—
50  см  уже  не  как  дополнительный,  а  как  основной  кри¬
терий  (табл.  3.3).
 В  связи  с  выбором  генетического  горизонта  —  инди¬
катора  смытости  почвы  —  интересны  исследования
С.  К.  Онищенко  [90].  Сопоставлением  почвенного  про¬
филя  с  размерами  генетических  горизонтов  в  условиях
эрозии  обнаружено,  что  сокращение  общей  мощности
профиля  происходит  за  счет  преобладающего  уменьше¬
ния  горизонтов  Ви  В2>  Вг  при  относительном  постоянстве
горизонта  А.  Объясняется  это  перестройкой  почвенных
горизонтов  в  процесое  непрерывно  происходящего  поч¬
вообразования.  Такой  вывод  ставит  под  сомнение  пред¬
положение  о  предпочтительности  диагностических  при¬
знаков  верхних  слоев  почвы.  Учитывая  результаты  этих
исследований,  представляется  более  правильным  при
выборе  диагностического  признака  смытости  ориентиро¬
ваться  не  на  какую-то  част*ь,  а  на  весь  почвенный  про¬
филь.  Смы1ость  почвы  проявляется  не  только  в  умень¬
шении  гумуса  и  гумусового  горизонта,  но  и  в  изменении
многих  других  химических  и  физических  свойств  (напри¬
 3—5234
 65

мер,  смытые  почвы  становятся  более  бесструктурными).
Некоторые  показатели  свойств  почвы  при  разной  степе¬
ни  их  смытости  рассмотрены  далее  (см.  п.  4.3,  табл.  4.3).
 При  рассмотрении  ресурсного  аспекта  эрозиоведения
методически  более  правильно  подходить  к  оценке  смы¬
тости  с  тех  же  позиций,  которые  учитываются  при  бони¬
тировке.  Если  принять  бонитет  Бп  в  качестве  диагности¬
ческого  признака,  то  критерий  смытости
 ДБдк  =  -^--100%. 	(3.4)
 ьп(эт)
 Обычно  ДБ  определяется  по  выражению
 ДБ=-БПчэт;  Бп. 	(3.5)
 Нетрудно  убедиться,  что  если  в  формуле  для  Б  (2.2)
вместо  П  с  принять  г,  то  приходим  к  варианту  классифи¬
кации,  предложенному  С.  В.  Наумовым  (табл.  3.2).
 По  ряду  технических  соображений  ДБ  удобнее  рас¬
считывать  не  по  (3.5):
 ДБ  —  Бп—Бп(эт) 	(3.6)
 и  принимать  ДБдк  не  в  процентах,  а  в  долях  от  единицы,
т.  е.
 ДБдк
 Б  -  Б.
 (37)
 При  этом  намытым  почвам  соответствует  положи¬
тельное  значение  АБДК,  а  смытым  —  отрицательное.  В
дальнейшем  будем  пользоваться  выражением  (3.7),  ин¬
дикатором  удаления  почвы  будет  знак  «—»,  а  намыва—
знак  «  +  ».  Кроме  указанного  диагностического  показа¬
теля  можно  принимать  другой,  равноценный  ему  по  зна¬
чению:
 +1=  ДБД|(  +  1  = 	(3.8)
 °ЭТ 	°ЭТ
 Этот  показатель  меньше  единицы  для  смытых  почв,
больше  —  для  несмытых.  Вместо  Б  можно  взять,  на¬
пример,  Г,  а'также  какой-либо  другой  или  сочетание
нескольких  показателей.
 66

Структура  расчетных  зависимостей  для  диагностиче¬
ского  критерия  не  меняется.
 При  разработке  классификации  обычно  предполага¬
ется  4—5  категорий  (классов)  смытости,  например,  нё-
смытые,  слабо-,  средне-  и  сильносмытые  почёы.  Классы
определяются  долей  смытого  слоя-  почвы  ДНГ  (пб
С.  С.  Соболеву)  или  уменьшенного  содержания  гумуса
ДГ  (по  С.  Н.  Наумову  и  М.  Н.  Заславскому).  Необходи¬
мо  отметить,  что  в  классификациях  С.  В.  Наумова  и
М.  Н.  Заславского  априори  принята  прямолинейная  за¬
висимость  между  ДНГ  и  ДГ.  Проанализировав  имею¬
щиеся  материалы  по  изменению  запаса  гумуса  на  почвах
разной  степени  смытости  (в  том  числе  и-  материалы
М.  Н.  Заславского),  обнаруживаем  (139],  что  связь  Г=
=((НГ)  имеет  не  прямолинейный,  а  параболический
закон  (рис.  3.1)  и  описывается  уравнением
 0,3  -|-  0,7
 Нг
 нг(эт)
 (3.9)
 пени  смытости  почвы  в  слое  0—50  см  по  материа-
 нг
 лам*
 а  —  Д  И.  Бужака,  б  —  А.  А  Чернявского  (в  слое  0—40  см),
в  —  М.  Н.  Заславского,  г  —  Г  А.  Черемисинова,  0  —
И.  С  Константинова,  *  —  А.  Г  Рожкова,  ж  —  В  М  Тищенко,
/  —  чернозем  обыкновенный,  2  —  чернозем  карбонатный.  3  —
серая  почва,  4  —  выщелоченный  чернозем
 Вогнутость  линии  связи  (рис.  3.1)  вполне  соответст¬
вует  характеру  явлений.  Абсолютный  предел  изменения
 67

содержания  гумуса  выражен  через  Г/Г9Т  =0.  Однако  в
естественных  условиях  по  мере  смывания  почвенного  го¬
ризонта  почвообразовательный  процесс,  по-видимому,
интенсифицируется.  Этому  способствует  перемешивание
верхних  слоев  почвы.  Судя  по  кривой,  даже  на  сильно-
смытой  почве  пределом  изменения  Г/Г9г  будет  0,28—0,30
от  количества  гумуса  на  несмытой  почве.  Исходя  из  из¬
ложенного,  можно  констатировать  вторую  причину  не¬
корректности  тех  классификаций,  которые  прямо  или
косвенно  принимают  прямолинейность  связи
 .  ДГ=/(ДНГ).
 Проведенный  анализ  позволяет  предполагать,  что
классификации  М.  Н.  Заславского  и  С.  В.  Наумова  в  той
или  иной  мере  не  соответствуют  классификации,  основан¬
ной  на  морфологическом  критерии  ДНГ.  В  то  же  время,  как
было  сказано,  именно  ДНГ  —  универсальный  диагности¬
ческий  критерий  смытости.  С  учетом  зависимостей  (3.2—
3.9)  найдены  соответствующие  критерии  различной  сте¬
пени  смытости  (табл.  3.4).
 Таблица  3  4.  Схематическая  классифкация  почв  по  степени  их
эрозионной  трансформации
 Показатель
 Степень  эрозионной  трансформации  ’почвы
 намытая
 несмытая  ^
 1
 слабоемытая
 срсднесмытая
 СИЛЬНОг
 смытая
 г-г„
 >0,0
 0,0
 о
 0
 1
 Т
 о
 со
 Т
 о
 со
 т
 А
 1
 О  .
СЛ
 Г  эт
 1
 Т
 о
 сл
 г
 Г,т-
 >1,0
 1,0
 1,0—0,7
 0,7—0,5
 <0,5
 .  3.2.2.  Показатели  эродированности  территории
 Эродированность  территории  определяется  сте¬
пенью  смытости  почвы  и  густотой  современного  линей¬
ного  расчленения.  Совместное  проявление  этих  двух
видов  водной  эрозии  определяет  степень  эродирован¬
ности  территории.  Сложность  объединения  указанных
 68

показателей  заключается  в  том,  что  они  определяются
параметрами,  имеющими  разную  физическую  сущность
и,‘  как  следствие  этого,  разную  размерность.  Конечно,
можно  перейти  к  единицам  одной  размерности:  объему
смытой  почвы  и  объему  линейных  форм  на  единицу  пло¬
щади,  но  и  тогда  нельзя  приравнять  эти  два  показателя
из-за  несоизмеримой  информативной  нагрузки,  прихо¬
дящейся  на  единицу  каждой  из  них.
 Как  известно,  для  характеристики  распространения
линейных  эрозионных  форм  применяется  показатель
густоты  расчленения:
 Более  полно  степень  эродированности  территории  мо¬
жет  быть  определена  через  показатель  объема  расчле¬
нения
 причем  Лл  и  в  л—  средние  величины  глубины  и  ширины
линейных  размывов.
 Показатель  с1у  (3.11)  более  информативен:  он  ха¬
рактеризует  не  только  площадь  распространения  линей¬
ных  размывов,  но  и  количество  размытого  грунта:  объем
наносов,  вынесенных  в  долины  рек,  а  также  характер
современного  геоморфологического  процесса.
 Подойдем  к  оценке  эродированности  территории,  ис¬
ходя  из  целевой  функции.  В  этом  случае  при  исследова¬
нии  ресурсного  аспекта  эродированность  профиля  скло¬
на  можно  выразить  через
 По  значениям  (ДБЛК)/  степень  эрозионной  трансфор¬
мации  профиля  склона  находится  в  таблице  3.4.  Для
территории  диагностический  критерий  определяется  по
формуле
 (3.10)
 (3.11)
 0
 0
 69

В  формулах  (3.12,  3.13)  Д//  и  Д/,  —  части  длины
склона  и  площади  территории,  где  ДБДК(о  принимается
постоянным.  Земельные  ресурсы  выделов,  занятых  раз¬
вивающимися  оврагами,  целесообразно  оценить  нуле¬
вым  баллом,  а  для  оврагов,  заросших  раститель¬
ностью,  —  баллом,  соответствующим  сильносмытым  поч¬
вам.  Возможны  уточнения  данных  предложений.
 При  геоморфологическом  подходе  оценка  эродиро-  •
ванности  профиля  склона  определяется  той  же  зависи¬
мостью  (3.12),  'поскольку  за  исходный  (абсолютный)
эталон  смытости  принят  морфологический  признак.  Од¬
нако  для  территории  зависимость  (3.13)  уже  не  подхо¬
дит,  так  как  не  учитывает  в  явном  виде  степень  эрози¬
онного  расчленения
 При  геоморфологическом  подходе  в  основу  .класси¬
фикации  эродированности  территории  целесообразно
положить  уже  не  степень  смытости,  а  степень  линейного
или  объемного  расчленения.  Последняя  величина  более
предпочтительна,  но  ее  определение  сопряжено  с  извест¬
ными  трудностями.  Такой  подход  вполне  оправдан  тем,
что  существует  достаточно  тесная  корреляция  между
степенью  смытости  почвы  и  эрозионным  расчленением.
 3.3. 	ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ  ИЗУЧЕНИЕ
ПОВЕРХНОСТНОГО  СМЫВА
 З.ЗЛ.  Методика  экспериментальных
исследований  эрозии
 Экспериментальные  исследования  водной  эрозии
бывают  прямые  и  опосредованные.  Прямые  —  ¿то  не¬
посредственные  наблюдения  за  смывом  и  размывом,
воспроизведение  их  в  естественных  или  искусственных
условиях,  моделирование  процесса  и  его  элементов.  Опо¬
средованные  включают  оценку  процесса  по  тем  или
иным  косвенным  признакам  или  характеристикам,  полу¬
ченным  во  время  эксперимента.  Сюда  относятся  различ¬
ные  лабораторные  приемы  определения  водопрочности
структуры  почвы,  оценка  эрозии  по  результатам  урожай¬
ности,  влажности  почвы,  физическим  и  химическим  ха¬
рактеристикам  и  др.  Для  того,  чтобы  перейти  от  каче¬
ственной  оценки  водной  эрозии  по  косвенным  признакам
 70

к  количественной,  необходимо  .  установление  функции
связи  (аналитической  или  графической)  между  этимй
признаками  и  величиной  эрозии.  В  настоящее  время  та¬
кая  функция,  как  правило,  не  устанавливается.  Чаще
всего  исследователь  априори  считает  применяемый  им
показатель  прямой  характеристикой  водной  эрозии.  В
этом  очень  большой  недостаток  всех  опосредованных
способов  исследований.  В  большинстве  случаев  они  мо¬
гут  быть  лишь  вспомогательными,  сопутствующими  пря¬
мым  экспериментальным  исследованиям.
 При  прямых  экспериментальных  исследованиях  опре¬
деляется  количество  смытой  почвы  и,  как  правило,  вели¬
чина  стока  и  осадков.  Эксперименты  методом  искусст¬
венного  дождевания  можно  рассматривать  как  физиче¬
ское  моделирование.  Однако  при  этом  часто  забывают,
что  адекватность  модели  выполняется  относительно  ка¬
кой-то  определенной  цели  исследований,  т.  е.  обычно  от¬
носительно  части  процесса  смыва.  Как  уже  отмечалось,
при  проведении  исследования  с  помощью  модели  всегда
должен  быть  этап,  когда  модель  становится  предметом,
а  не  орудием  исследования.  На  этом  этапе  и  достигается
адекватность  модели.
 3.3.2 	Метод  водороин  и  шпилек
 Сущность  метода  водороин  заключается  в  том,  что
вдоль  склона  закладываются  нивелировочные  профили,
на  которых  через  25—100  м  выбираются  учетные  площад¬
ки  10-25  м.  Они  располагаются  длинными  сторонами
вдоль  горизонталей.  На  площадках  определяется  сече¬
ние  промоин,  вычисляется  их  объем,  который  перерас¬
считывается  в  м3  на  1  га.  При  рассмотрении  особенно¬
стей  метода  видно,  что  за  объем  снесенной  со  склона
почвы  принимается  средний  объем  водороин  (размоин).
При  этом  подразумевается,  что  смыв  протекает  лишь  в
ручейках,  по  которым  происходит  сток,  а  гребни  между
ручейками  остаются  в  течение  всего  дождя  неизменны¬
ми.  Это  предположение  и  может  стать  источником  оши¬
бок  при  наблюдении  ливневого  смыва  [5].  Как  извест¬
но,  большое  влияние  оказывает  на  смыв  ударная  сила
капель  [138].  Причем  максимальное  значение  смыва,  об¬
разуемого  воздействием  капель,  наблюдается  как  раз
на  гребнях  между  ручейками.  При  наблюдении  за  смы¬
 71

вом  на  черном  пару-  видно,  что  вслед  за  образованием
промоин,  по  которым  происходит  сток,  иногда  начинает¬
ся  оползание  их  стенок,  а  в  некоторых  местах  —  объ¬
единение  нескольких  промоин.  Чем  больше  смыв,  тем
больше  средняя  относительная  глубина  промоин.  Но  эта
тенденция  имеет  затухающий  характер,  так  как  в  то  же
время  наблюдается  и  уменьшение  абсолютной  высоты
промежутков  между  промоинами.
 Графически  зависимость  действительной  величины
смыва  АР*  от  смыва,  определенного  методом  водороин
АР,  можно  представить  вогнутой  кривой.  Прямая  2  (рис.
3.2)  проходит  под  углом  45°.  Она  выражает  равенство
величин  АР*  и  АР.  На  практике  как  раз  и  пользуются
такой  прямой.  В  действительности  же  при  величине  АР|
смыв  будет  не  АР*,,  а  АР*,.  Значение  ДАР*  (рис.  3.2)  рас¬
тет  с  увеличением  абсолютной  величины  смыва  и  зави¬
сит  в  первую  очередь  от  растительного  покрова.  При  гус¬
том  покрове  кривая  2  почти  -  сливается  с  прямой  /  и
ДАР*-*-0.  При  легкосмываемой  почве  ДАР*  становится
значительной.
 Рис  3.2  Зависимость  действи¬
тельной  величины  смыва  почвы
АР*  от  смыва,  определенного
методом  водороин,  №'•
 1  —  условие  абсолютного  совпаде¬
ния,  2  —  фактическая  зависимость
 Сравнение  результатов  определения  смыва  почвы  по
объему  водор-оин  и  по  данным  о  мутности  воды  в  весен¬
ний  период  показало,  что  этот  метод  дает  несколько  за¬
ниженные  результаты  [74].  Отсюда  видно,  что  даже  при
отсутствии  капель,  просто  от  длительного  вымокания
промежутки  между  промоинами  также  теряют  какую-то
часть  почвенного  покрова.  Однако  ошибка  в  определе¬
нии  величины  смытой  почвы,  полученной  методом  водо*
 72

роин,  бывает  не  только  в  сторону  занижения,  но  и  в  сто¬
рону  завышения.  Применяя  метод  водороин,  процесс
смыва  представляют  очень  упрощенно  и  исключают  не
только  возможность  смыва  между  промоинами,  но  и  от¬
ложение  частиц  в  местах  понижения  микрорельефа.  Поэ¬
тому,  если  для  небольших  участков  ровного  склона  ме¬
тод  может  давать  заниженные  значения  величины  смы¬
ва,  то  для  склона  в  целом  не  исключается  вероятность
получить,  наоборот,  завышенные  величины  смыва  из-за
неполного  учета  аккумуляции  почвы,  смытой  выше  по
склону  [45;  121].
 Из  сказанного  видно,  что  к  материалам,  полученным
по  объему  водороин,•  нужно  относиться  осторожно.  Осо¬
бенно  при  больших  величинах  смыва.  Это  не  касается
прецезионных  измерений,  проводимых  специальной  ап¬
паратурой  в  условиях  весеннего  смыва  и  слабооплыва-
емой  почвы  [58].  Для  уточнения  метода  при  обычном
его  исполнении  целесообразно  использование  шпилек  и
временных  реперов  как  вспомогательных  устройств
[135].
 3.3.3.  Исследование  эрозии
 с  помощью  стоковых  площадок
 Основные  (опорные)  данные  по  смыву—наблюдения
на  стоковых  площадках.  Обобщен  опыт  по  выбору  уча¬
стка  для  стоковых  площадок,  их  устройству,  методике
измерения  и  обработке  полученных  данных  (Методи¬
ческие  рекомендации  по  учету  поверхностного  стока
и  смыва  почв  при  изучении  водной  эрозии.  —  Л.  :  Гид-
рометеоиздат,  1975.)  В  большинстве  своем  предполагае¬
мые  рекомендации  основываются  на  опыте  работы  сто¬
ковых  станций  гидрометеослужбы,  где  изучается  пре¬
имущественно  сток  воды.  Имеющиеся  рекомендации  мож¬
но  дополнить  с  позиций  эрозиоведения.
 Наблюдения  на  стоковых  площадках  призваны  отра¬
зить  процесс  на  склоне.  Однако  стоковые  площадки
всегда  отличаются  по  строению  от  склонов.  На  основа¬
нии  уже  известных  нам  законов  формирования  поверх¬
ностного  смыва  можно  сформулировать  три  критерия
подобия  для  стоковых  площадок,  которые  обеспечивают
адекватность  процесса  на  площадках  и  на  склоне  [138].
 73

Морфологический  критерий  подобия  обеспечивает
адекватность  строения  почвенного  горизонта  в  услови¬
ях  смытой  почвы.  Он  записывается  в  следующем  виде:
 где  Ь  —  длина  всего  склона;  Нг  —  мощность  гумусово¬
го  горизонта;  /0,  I  —  начало  и  конец  выбираемых  стоко¬
вых  площадок,  /сп  и  —  их  длина.
 Значение  интегралов  формулы  (3.14)  удобнее  всего
определять  планиметрированием  профиля  гумусового
горизонта  проектируемой  площадки  и  среднего  для  ре¬
гиона  склона.
 Кинематический  критерий  подобия  обеспечивает
адекватность  процессов  впитывания  и  смыва  площадки
и  среднего  склона.  Этот  критерий  выражается  .уравне¬
ниями
 1_
 I
 (3.15)
 (3.16)
 Здесь  А  и  р  —  осредненные  во  времени  значения  впи¬
тывания  и  мутности  для  разных  точек  склона,  опреде¬
ляемые  методом  искусственного  дождевания:
 —  1  г*ос  х—Б  [  мм  ]
 а  =  т—Г  ал  —  .  мин  ;
 ¿ОС  J  ¿ОС  МИН  1
0
 (3.17)
 —  1  ЛСТ  1  /И  г  г  1
Р  -  1  РЛ  в  5"  2  рАД*1  [  7  ].
 (3.18)
 где  I  ос  ,  tcт  —  время  искусственного  дождя  и  стока,  мин;
х  —  слой  осадков,  мм;  5  —  слой  стока,  мм;  А  —  интен¬
сивность  стока,  мм/мин.
 74

Хотя  морфологический  критерий  подобия  выглядит
более  общим,  однако  при  несовпадении  границ  площадок,
выбранных  по  первым  двум  критериям,  преимущество
следует  отдавать  кинематическому  критерию  подобия
(3  15—3.18).
 Геометрический  критерий  подобия  обеспечивает  соот¬
ношение  дЛины  стоковой  площадки  1сп  и  ее  ширины  Ьсп>
при  которой  сохраняются  возможности  развития  в  пре¬
делах  площадки  'ручейковой  системы  стекания.  Для  то¬
го,  чтобы  на  площадке  могла  сформироваться  по  край¬
ней  мере  одна  полная  ручейковая  система,  необходимо
выполнение  следующего  условия:  6СП>2&1).  Принимая  в
общем  виде  криволинейную  зависимость  связи  ширины
ручейковой  сети  Ьр  от  ее  длины  /р  (причем  Ьр=а1  р),
геометрический  критерий  подобия-  получен  в  таком  виде:
 и1
 1
 2  /
 (3.19)  •
 'Р  °Р  а  рсп
 где  Ь  —  длина  полного  склона;  Вр  —  ширина  ручейко¬
вой  системы
 До  выяснения  значения  п  выражения  (3.19)  доста¬
точно  в  практических  целях  определить  для  прямых  и
ровных  (без  ложбин)  склонов,  примерно  равных  длине
намечаемой  стоковой  площадки,  среднее  значение  Ьру
что  может  осуществляться  восстановлением  элементар¬
ной  ручейковой  сети  после  интенсивного  ливня,  давшего
сток.  Определив  таким  образом  Ьр  при  равенстве  £=/сп,
находим  ширину  стоковой  площадки,  учитывая,  что
2ЬР.
 Для  расчета  стока  склоновых  наносов  необходимы
измерения  мутности  и  расхода  воды.  Расход  воды  опре¬
деляется  различного  рода  устройствами,  раще  всего  ос¬
нованными  на  объемном  способе  в  комбинации  с  водо¬
сливом.  Для  нахождения  мутности  потока  необходим  от¬
бор  проб.  Эта  операция  выполняется  обычно  вручную,
хотя  может  определяться  с  применением  автозабориика,
например,  конструкции  Н.  Д.  Ещенко  [42].  В  большин¬
стве  случаев  заборники  позволяют  автоматизировать
процесс  изменения,  но  они  не  обеспечивают  отбора  реп¬
резентативной  пробы.  Имеются  попытки  определения
смыва  почвы  суммарно,  для  этого  весь  сток  и  смыв  со¬
бирают  в  резервуар.  С  целью  уменьшения  объема  резер¬
вуара  применяют  лотки-делители.  Учет  жидкого  стока
 75

суммарным  способом  имеет  свои  недостатки.  Поэтому
иногда  для  этой  цели  применяется  стокограф,  являющий¬
ся  видоизмененным  сосудом  Мильнэ.  Однако  при  боль¬
шой  мутности  потока  нарушается  режим  работы  многих
измерительных  устройств,  в  том  числе  и  мерных  сосу¬
дов  —  челноков,  которые  при  большом  смыве  и  частич¬
ном  наполнении  опрокидываются.  Один  из  способов  ав¬
томатизации  данного  вида  работ  —  применение  дели¬
тельного  лотка  Д.  И.  Абрамовича  [1],  который  отбирает
пробы  не  через  определенные  интервалы  времени,  как
автозаборник  Ц:  Д.  Ещенко,  а  через  промежутки  вре¬
мени,  соответствующие  прохождению  равных  объемов
воды,  стекающей  со  склона.
 Важный  элемент  стоковой  площадки,  особенно  при
изучении  смыва  почвы  —  водомерный  лоток,  который
служит  местным  базисом  эрозии  для  площадки:  Для
обеспечения  естественного  процесса  образования  ручей-
ковой  сети  на  коротких  площадках  (до  50  м)  необходи¬
мо  применять  лотки  с  размываемой  стенкой  [137].
 '  Основные  рекомендации  по  обработке  наблюдений  за
смывом  со  стоковых  площадок  изложены  в  «Методиче¬
ских  рекомендациях^,  где  дана  методика  обработки  ма¬
териалов,  в  которых  отбор  проб  склонового  стока  на
мутность  отражает  характер  изменения  процесса  эрозии
во  времени.  Опыт  обработки  материалов  стоковых  стан¬
ций  показывает,  что  по  имеющимся  исходным  данным
нельзя  провести  достоверный  расчет  стока  наносов  из-за
недостаточного  числа  единичных  проб.  Для  восполнения
необходимых  данных  можно  попытаться  определить  ве¬
личины  мутности  склонового  стока  для  переломных  то¬
чек  гидрографа,  что  осуществляется  обычно  методом*
прямолинейной  интерполяции.  После  этого  рассчитыва¬
ется  количество  наносов  за  отдельные  интервалы  време¬
ни.  Однако  прямолинейная  интерполяция  при  малом
количестве  единичных  проб'нежелательна,  а  иногда  и
невозможна.  Вместо  нее  для  нахождения  искомых  ве¬
личин  мутности  р  может  быть  использована  кривая  свя¬
зи  р  и  расхода  воды  <7.  На  временных  водотоках  и  сто¬
ковых  площадках,  в  отличие  от  рек,  такая  связь  чрез¬
вычайно  неустойчива: 	характер  зависимостей  р  =  р(?)
 меняется  для  разных  периодов  снеготаяния,  фаз  водного
режима,  вида  обработки  почвы,  а  иногда  и  просто  в  свя¬
зи  с  чисто  случайными  явлениями  (например,  намело
 76

сугробов  в  нижней  части  склона).  Поэтому,  приняв  та¬
кой  путь,  приходится  искать  временные  связи  р=р(<7).
При  этом  особое  внимание  необходимо  уделять  анали¬
зу  условий  формирования  стока  наносов  с  учетом  воз¬
можного  влияния  на  эти  процессы  как  естественных
факторов,  так  и  гидрометрических  сооружений.
 Величины  твердого  стока  целесообразнее  вычислять
¡рафоаналитическим  способом,  для  чего  строится  сов¬
мещенный  график  <7=<7(0;  р  =  р(0  и  р  =  р(<7).  Второй
представляет  собой  серию  петель,  полученных  соедине¬
нием  точек  р,  <7  во  временной  последовательности  с  уче¬
том  положения  измеренных  значений  мутности  в  фазе
водного  режима.  Временные  кривые  р  =  р(<7)  необходимо
экстраполировать  до  максимальных  значений  <7.  Далее
по  переломным  точкам  расхода  воды  с  графика  р  =  р(?)
снимаются  значения  р,  после  чего  находится  сток  нано¬
сов  за  расчетный  интервал  времени  (между  переломны¬
ми  точками  гидрографа).  Твердый  сток  за  сутки  или  па¬
водок  определяется  суммированием  стока  наносов,  вы¬
численного  по  всем  расчетным  интервалам.
 3.3.4.  Изучение  стока  и  смыва
 при  помощи  искусственного  дождевания
 Метод  искусственного  дождевания  применяется  в
настоящее  время  достаточно  широко.  Интерес  к  нему
вполне  понятен:  здесь  сочетаются  условия  полевых  и  ла¬
бораторных  экспериментов.  Объектом  исследования  мо¬
жет  стать  любая  почва  с  любым  растительным  покро¬
вом.  Метод  орошения  позволяет  осуществлять  всевоз¬
можные  комбинации  дождей  при  разнообразной  их  по¬
следовательности,  что  дает  возможность  проводить  экспе¬
рименты  в  таких  условиях,  которые  очень  редко  повто¬
ряются  в  природе.
 Активный  эксперимент,  проводимый  методом  искус¬
ственного  дождевания,  нужно  считать  физическим  идеа¬
лизированным  моделированием,  а  не  способом,  во  всем
адекватным  воспроизводимому  процессу,  как  это  часто
делается.  Дело  в  том,  что  с  помощью  искусственного
дождевания  создается  процесс,  адекватный  реальному
только  в  какой-то  части.  В  большинстве  своем,  чтобы  по
результатам  искусственного  дождевания  восстановить
естественный  процесс,  нужно  провести  пересчет  получен¬
 77

ных  результатов,  т.  е.  интересуемый  результат  констру¬
ируется  по'определенным  правилам  (алгоритму).  В  этом
особенность  методики  применения  дождевальных'  уста¬
новок  (ДУ)  для  изучения  смыва  почвы.  Правда,  сущест¬
вует  класс  задач,  в  котором  эксперимент  с  помощью
ДУ  проводится  для  сравнения  серии  объектов  или  ус¬
ловий.  В  этом  случае  получают  результат  относительно¬
го  сравнения,  который  чаще  всего  нельзя  переносить  в
абсолютных  количественных  выражениях  на  естествен¬
ный  процесс,  но  он  дает  возможность  получить  объектив¬
ную  качественную  оценку.
 Этап  модель  —  предмет  йсследований  для  дождева¬
ния  заключается  в  получении  поправок  и  переходных
коэффициентов,  позволяющих  учесть  отклонения  искус¬
ственно  созданного  процесса  от  условий  его  естествен¬
ного  протекания.  Однако  имеется  класс  задач  более
сложного  моделирования  с  применением  ДУ:  например,
когда  по  результатам  эксперимента  на  малой  площадке
с  помощью  искусственных  осадков  стремятся  воспроиз¬
вести  процесс  на  всем  склоне.  В  этом  случае  необходимо
пользоваться  теоретически  обоснованными  отношениями
подобия,  т.  е.  определенными  алгоритмами  пересчета
результатов  моделирования,  основанными  на  схеме  рас¬
шифровки  формирования  стока  и  смыва.
 Важное  место  среди  причин,  нарушающих  естествен¬
ный  процесс  впитывания  и  смыва  при  искусственном
дожде,  занимает  мощность  дождя.  Установлено,  что  от¬
носительное  уменьшение  впитывания  с  увеличением
удельной  мощности  осадков  может  быть  выражено  ана¬
литически—см.  далее  (4.13).  Приближенно  можно  пола¬
гать,  что  влияние  мощности  осадков  на  процесс  впиты¬
вания  становится  очень  малым  и  им  можно  пренебречь,
если  общее  количество  осадков  превысило  100  мм,  а
продолжительность  опыта  —  2  часа  [138].
 Рассмотрим  влияние  ударного  эффекта  капель  на
мутность  воды.  Капли  осадков,  попадая  в  стекающий
поток,  создают  очаг  интенсивного  воздействия.  Энергия
капли  расходуется  на  создание  дополнительной  турбу¬
лентности  (дополнительных  вихрей),  а  также  на  раз¬
брызгивание.  Действие  падающих  капель  на  поток  свя¬
зано  с  его  скоростным  режимом.
 Пересчитывая  результаты  эксперимента  для  оценки
смыва  в  условиях  естественных  осадков  при  равных
 78

условиях  стока  воды,  необходимо  поступить  следующим
образом:  по  зависимости  (3.43)  рассчитать  мощность
искусственных  осадков;  по  интенсивности  осадков  опре¬
делить  их  мощность  для  естественного  ливня  (3.44);
зная  интенсивность  стока,  с  помощью  (3.48)  найти  иско¬
мую  мутность  потока.
 При  постановке  всяких  экспериментов  необходима  их
локализация  (установление  области  применения)  и
оценка  точности  полученных  материалов  [138].
 3.4. 	ОЦЕНКА  СМЫВАЕМОСТИ  ПОЧВЫ
 3.4.1. 	Физико-математические  показатели
 Мера  смываемости  почвы  (величина  обратная
устойчивости)  —  интенсивность  поверхностного  смыва  в
стандартных  условиях  опыта.  Неточно  отождествление
меры  смываемости  почвы  с  интенсивностью  естественно¬
го  смыва,  который  даже  при  отсутствии  растительности,
одинаковом  уклоне  и  длине  склона  характеризует  не
только  почву,  но  и  условия  выпадения  осадков.  Поэто¬
му,  например,  наблюдения  на  стоковых  площадках  да-'
ют  лишь  исходные  данные,  по  которым  можно  рассчи¬
тать  меру  смываемости  почвы  по  определенным,  теоре¬
тически  обоснованным  правилам.
 Существует  много  предложений  по  оценке  смывае¬
мости  почвы  с  помощью  физических  моделей.  К  ним  от¬
носятся  методы  лабораторно-аналитические  и  определе¬
ния  физической  водопрочности  (разрушение  частиц  поч¬
вы  в  воде).  Интересно,  что  разные  методы  дают  не  толь¬
ко  разную  количественную  оценку  смываемости,  но  и
разную  качественную  ее  характеристику  [138].  Объясня¬
ется  это  тем,  что  в  большинстве  своем  авторы  методов
не  нашли  (и  не  пытались  найти)  отношения  подобия  мо¬
дели  и  оригинала,  т.  е.  функцию  связи  между  опосредо¬
ванными  признаками  и  величиной  эрозии.  Некоторые  из
этих  методов  будут  рассмотрены  ниже  (см.  п.  5.4).  Сле¬
дует  отметить,  что  при  использовании  моделирования
для  оценки  смываемости  почвы  этап  модель  как  пред¬
мет  исследований  не  бьив  доведен  до  своего  логического
завершения  сначала  из-за  отсутствия  логико-математи¬
 79

ческой  модели  процесса  водной  эрозии,  в  дальнейшем
—  из-за  недооценки  уже  созданных  моделей.
 К  физико-техническим  показателям  смываемости  поч¬
вы  можно  отнести  методы,  основанные  на  определении
усталостной  прочности  грунта  с  помощью  статической
или  динамической  нагрузок.  Эти  методы  —  основа  мо¬
делей  смыва,  разработанных  Ц.  Е.  Мирцхуловой  [79]
и  Г.  В.  Бастраковым  [9].
 Определение  смываемости  почвы  по  установлению  ус¬
талостной  прочности  грунта  методом  статистических  на¬
грузок  основано  на  анализе  природы  сцепления  пород,
т.  е.  способности,  обусловливающей  прочность.  Н.  А.  Ды-
тович  [79]  предложил  определять  сцепление  по  величи¬
не  отпечатка,  получающегося  в  результате  вдавливания
штампа  под  нагрузкой.
 Метод  был  применен  для  грунтов  русел  рек  и  кана¬
лов,  а-в  дальнейшем  и  для  почвы  [79].  Как  правило,
величина  сцепления  увязывалась  при  этом  с  предельной
неразмывающей  скоростью  потока,  определение  кото¬
рой  —  важнейший  этап  любой  гидравлической  модели
водной  эрозии.
 Необходимо,  однако,  подчеркнуть,  что  усталостная
прочность  на  разрыв  является,  очевидно,  дЪстаточной
характеристикой  сцепления  горных  глинистых  пород
(грунтов).  Почва  же  в  естественных  условиях  отличает¬
ся  рядом  специфических  свойств,  зависящих  от  гумуса,
жизнедеятельности,  растительности  и  др.  Поэтому  уста¬
лостная  прочность,  определенная  по  вдавливанию  штам¬
па,  может  оказаться  недостаточной  характеристикой
связности  почвенных  частиц.
 Метод,  предложенный  Г.  В.  Бастраковым  [9],  заклю¬
чается  в  определении  эрозионной  прочности  при  помощи
размыва  почвы  напорной  струей  воды  круглого  сечения
известной  мощности.  По  длине  (глубине),  времени  раз¬
мыва  и  мощности  струи  определяется  эрозионная  проч¬
ность  в  ньютонах  из  отношения  мощности  струи  к  ско¬
рости  размыва.  Такой  принцип  предлагался  ранее
С.  С.  Соболевым  для  оценки  эродируемости  почвы  по
глубине  воронки  размыва.  Мы  также  пытались  приме¬
нить  .данный  принцип  для  определения  эрозионной  проч¬
ности.  С  этой  целью  были  сконструированы  и  опробова¬
ны  два  вида  устройств,  однако  ни  одно  из  нйХ  не  дава¬
ло  статистически  надежных  результатов.
 80

3.4.2 	Оценка  с  помощью
 искусственного  дождевания
 Метод  дождевания  объективно  воспроизводит  су¬
щественные  стороны  процесса  смыва  [55t  115;  136;  150].
Это  удобно  для  решения  многих  частных  вопросов,  в
том  числе  для  оценки  смываемости  почвы.  Специальные
исследования  позволили  разработать  правила  проведе¬
ния  эксперимента  и  методы  обработки  результатов,  ко¬
торые  обеспечивают  получение  объективных  количест¬
венных  характеристик  смываемости  [138].
 Эксперимент  проводится  на  участке  под  паром  или
пропашными  культурами  с  уклоном  3°  (50%о)  при  пол¬
ностью  удаленной  растительности,  вскопанном  на  глуби¬
ну  20  см  и  с  выравненной  почвой.  Созданные  условия
гарантируют  сопоставимость  результатов  по  изучению
смываемости  почв  разных  типов.  Для  определения  эро¬
зионной  водопрочности  почвы  при  различном  ее  уплот¬
нении,  смытости,  наличии  растительности  и  других  фак¬
торах  могут  быть  проведены  опыты  в  других  условиях.
 Получаемые  при  искусственном  дождевании  харак¬
теристики  впитывающей  способности  и  смыва  почвы  мо¬
гут  быть  мерой  эрозионной  устойчивости  (смываемости).
Но  известно,  что  даже  при  одинаковых  условиях  эти
величины  меняются  в  зависимости  от  интенсивности
осадков  и  степени  предшествующего  увлажнения.  Не¬
трудно  убедиться,  что  наиболее  устойчивый  показатель
впитывающей  способности  почвы  —  установившаяся  ве¬
личина  впитывания  k0l  которая  характеризует  осреднен-
ный  коэффициент  фильтрации  верхнего  слоя.  С  учетом
известных  закономерностей  изменения  k0  предложен  сле¬
дующий  график  дождя:  I  опыт.  Продолжительность  —
30  мин,  ¿=1,5  мм/мин,  перерыв  —  60  мин.  II  опыт.  Об¬
щая  продолжительность  —  50  мин,  причем  в  первые
30  мин  /=  1,0  мм/мин,  в  последние  20  мин  ¿=2,5  мм/мин.
 В  связи  с  тем,  что  k0  определяется  уже  после  значи¬
тельного  промачивания  всего  слоя  почвы,  роль  предше¬
ствующего  увлажнения  уменьшается.  Однако  им  не  сле¬
дует  пренебрегать.  Для  этого  опыты  нужно  проводить  в
условиях  примерно  одинакового  увлажнения.  Целесооб¬
разно  принять  за  исходную  влажность  почвы  величину,
равную  0,6±0,3  от  наименьшей  полевой  влагоемкости
упв  слоя  0—50  см.  При  превышении  данного  диапазона
 81

влажности  до  0,07  упь  продолжительность  1  опытд  сле¬
дует  сократить,  а  при  занижении  —  увеличить  на  5  мин.
 При  влажности  почвы,  близкой  к  полевой  влагоем-
кости,  установившийся  процесс  впитывания  наступает
довольно  быстро,  и  необходимость  длительного  дождя
отпадает.  Поэтому  целесообразно,  заложив  одну  экспе¬
риментальную  площадку,  уточнить  график  дождя.  Если
сток  начинается  уже  в  первые  10  мин  I  опыта,  а  в  нача¬
ле  II  опыта  приобретает  устойчивый  характер,  то  график
дождя  можно  изменить:  I  опыт.  25  мин  при  £  =  1,5  мм/мин,
перерыв  —  60  мин;  II  опыт.  В  первые  25  мин  (даже  20
мин)  1=  1,0  мм/мин;  в  последние  20  мин,  как  и  прежде,
¿=2,5  мм/мин.
 Второй  характеристикой  эрозионной  устойчивости
можно  считать  мутность  стекающего  потока  р.  При  этом
необходимо  также  учитывать  динамику  процесса  для  то¬
го,  чтобы  получить  характеристику  эрозионной  устойчи¬
вости  хотя  бы  в  условиях  квазиустановившихся  процес¬
сов,  как  это  имело  место,  например,  и  отношении  впиты¬
вания,  целесообразно  принимать  величину  мутности  в
конце  последнего  опыта.  Это  позволяет  перейти  от  двух
характеристик  к  одной,  численно  равной  такому  расходу
наносов  /?о  с  1  м  ширины  склона,  г/с:
 /?,=  -°~60^Р0-=0-0167^-*о)  1.р0-0,0167АоР/.  (3.20)
 Здесь  &о  и  А0  —  средние  интенсивности  впитывания  и
стока  [мм/мин]  в  заключительный  период  опыта  при  ин¬
тенсивности  осадков  ¿=2,5±0,05,  мм/мин;  ро  —  мутность
потока  на  тот  же  момент  времени,  г/л;  Т7  —  площадь
орошаемого  участка,  м2;  В  и  I  —  соответственно  ширина
и  длина  площадки,  м.
 При  случайных  отклонениях  условий  опыта  проводит¬
ся  пересчет  измеренных  величин  к0  и  ро.
 А.  При  отклонении  фактической  интенсивности  искус¬
ственных  осадков  от  2,50  мм/мин  р0  в'ропр  пересчитыва¬
ются  по  формуле
 Здесь  ро  и  Ао  —  экспериментально  полученные  зна¬
чения  мутности  и  интенсивности  стока;  р|,пр  и  Аопр  —
 (3.21)
 82

значения  мутности  и  интенсивности  стока,  приведенные
к  /=2,5  мм/мин.
 При  этом
 Л;пР=2,50-*0. 	(3.22)
 Б.  В  случае,  если  исходная  влажность  почвы  отлича¬
лась  от  эталонной  у„„=0,6  на  величину  от  ±0,07  до
±0,20  проводится  пересчет  к0  по  формуле
 *опР=  ¿о  +  1,20  (■£)  -  0,72, 	(3.23)
 где  Уф  и  у  „в  —  фактическая  влажность  и*  наименьшая
полевая  влагоемкость  того  же  слоя  почвы  0—50  см,  %
(или  мм).
 В.  При  отклонении  уклона  от  принятого  значения
50%о  пересчет  р0  в  р”опр  проводится  с  учетом  (3.21)  по
формуле
 с(=<3-24>
 где  /ф  —  уклон  площадки,  на  которой  проводился  опыт;
п  —  показатель  степени,  который  зависит  от  смывае-
мости  и  может  быть  приближенно  принят  для  оподзо-
ленных  почв  —  1,3,  для  черноземных  и  каштановых  —
1,0.
 Приемы  (3.21—3.24)  позволяют  привести  значения
/?о  (3.20)  к  сопоставимым  условиям.
 3.5. 	КОЛИЧЕСТВЕННАЯ  ОЦЕНКА
ПОВЕРХНОСТНОГО  СМЫВА
 3.5.1. 	Начальный  этап
 математического  моделирования  смыва
 Ни  одна  из  сторон  эрозиоведения  не  может  быть
познана  в  полной  мере  без  математической  модели  по¬
верхностного  смыва.  Характер  модели  процесса  выступа¬
ет  как  степень  глубины  познания,  а  умение  использо¬
вать  модель  в  прикладных  вопросах  эрозиоведения  —
как  уровень  развития  всего  научного  направления.  Кар¬
тирование  смытых  почв,  факторов  водной  эрозии  и  смы-
 83

ваемости  затруднено  или  просто  невозможно  без  таких
моделей.  В  работе  '[138]  приводится  20  аналитических
выражений  поверхностного  смыва  почвы,  предложен¬
ных  разными  авторами.  В  настоящее  время  продолжа¬
ются  попытки  получения  новых  методов  количественной
оценки  поверхностного  смыва  почвы.
 Первые  аналитические  модели  поверхностного  смы¬
ва  были  предложены  русскими  учеными  Я.  В.  Корне¬
вым  [60]  и  А.  Н.  Костиковым  (61].  Лишь  спустя  восемь
лет,  в  1945  г.,  аналогичная  зависимость  опубликована
Р.  Е.  Хортоном  [122].  Модели  Корнева  и  Костикова  от¬
носятся  к  логическим  и  имеют  вид
 где  №  —  модуль  смыва  почвы;  а  —  параметр;  /  —  ук¬
лон;  Ь  —  длина  склона;  к  —  интенсивность  стока  воды.
 Данная  модель  выводится  из  элементарных  пред¬
ставлений  о  формировании  склонового  стока.
 Р.  Е.  Хортон  исходил,  по  сути  дела,'  из  тех  же  поло¬
жений,  что  и  Я.  В.  Корнев,  но  выражение  вида  (3.25)
представил  как  эродирующую  силу  потока,  а  слой  смы¬
ва  в  точке  склона  —  пропорциональным  величине  '
 Формула  (3.26)  отличается  от  (3.25)  двумя  особен¬
ностями.  Первая  заключается  в  функции  уклона.
Р.  Е.  Хортон  при  выводе  формулы  произвольно  выра¬
зил  уклон  в  одном  случае  через  эта,  в  другом  —  через
1£<х.  Этот  прием  был  нужен  ему,  чтобы  получить  та¬
кую  окончательную  функцию  уклона,  которая  имела  бы
максимум  при  а=45°.  Все  это  лишь  в  связи  с  тем,  что
при  обследовании  территории  было  обнаружено:  при
крутизне  склонов  а>45°  смытой  почвы  в  долях  от  всей
территории  становится  меньше.  Но  Р.  Е.  Хортон  не  учел,
что  при  «<45®  смытой  почвы  становится  меньше  (по  той
простой  причине,  что  и  самой  почвы  в  этих  горных
условиях  меньше).  Обоснование  этого  можно  найти  во
многих  работах,  например  в  [48].,
 Основная  же  ошибка  Р.  Е.  Хортона,  впоследствии  не
раз  повторенная  в  других  аналогичных  выводах,  заключа¬
ется  в  признании  пояса  отсутствия  эрозии,  т.  е.  такой  по¬
 IV=aI0■^!5L0Чl1^\
 (3.25)
 з
 (3.26)
 84

лосы,  где  эродирующая  сила  меньше  величины  сопротив¬
ления  почвы  эрозии.  Причина,  вызвавшая  ее  появление,
заключается  в  том,  что  почва  априори  принимается  од¬
нородной,  без  учета  того,  что  некоторые  почвенные  аг¬
регаты  начинают  размываться  раньше,  другие  —  позже
и  что  на  обработанной  почве  всегда  есть  мелкие  пылева¬
тые  частички,  для  перевода  которых  во  взвешенное  со¬
стояние  достаточен  практически  любой  минимальный
сток.  В  ряде  случаев  переход  во  взвешенное  состояние
мелких  частиц  почвы  можно  наблюдать  даже  в  стоячей
воде,  что  связано  с  защемлением  воздуха  внутри  частиц.
Взвешивание  и  даже  перемещение  частиц  при  ливневом
выпадении  осадков  возможно  вообще  до  появления  во¬
доотдачи  за  счет  брызг.  В  дальнейшем  были  предложе¬
ны  другие  модели.  Большинство  из  них  получены  фор¬
мально-статистической  обработкой  данных.  Рассмотрим
одну  из  этих  моделей.
 3.5.2. 	Уравнение  почвенной  эрозии  США
 На  основе  обработки  материалов  наблюдений  сто¬
ково-эрозионных  станций  группой  американских  ученых
получено  уравнение  почвенной  эрозии  (УПЭ).  Структу¬
ра  УПЭ  была  определена  еще  в  40-х  гг.  Р.  Д.  Смитом
и  Д.  М.  Уайтом  [160].  В  дальнейшем,  кроме  этих  авто¬
ров,  в  разработке  УПЭ  принимали  участие  С.  Ван  Доб¬
рей,  Л.  Бертоли,  Р.  Юхланд,  А.  Барнет,  А.  Соресон,
А.  Лонглей,  Д.  Спрингер,  В.  Стейммей  и  др.  Завершил
этап  исследований  X.  Уишмейер.  В  общем  виде  УПЭ
записывается  следующим  образом:
 А^ЯЬвСКР, 	(3.27)
 где  А  —  поверхностный  смыв  почвы,  т/акр  за  год;  /?  —
климатический  показатель  эрозии  (фактор  ливня);  Ь  —
параметр,  учитывающий  длину  склона;  5  —  .параметр,
учитывающий  крутизну  склона;  С  коэффициент,  за¬
висящий  от  сельскохозяйственного  использования  скло¬
на  (фактор  севооборота);  К  —  параметр  эрозионной  во-
допрочности  почвы  и  Р  —  коэффициент,  учитывающий
противоэрозионные  мероприятия  (фактор  противоза-
щитных  мероприятий).
 Первоначально  в  УПЭ  отсутствовал  показатель  /?.
Тогда  параметр  С  отражал  величину  смыва  в  т/акр  за
 85

год.  с  площадок,  имеющих  строго  заданные  значения
прочих  факторов,  принятых  за  эталон.  В  дальнейшем  бу¬
дем  записывать  параметры  5,  L,  С  и*  Р  для  эталонных'
площадок  с  индексом  Э.  При  этом  нужно  помнить,  что
для  эталонных  условий  S9  =  L9  =  C9  =  P9  =  1,  тогда  фор¬
мула  (3.27)  принимает  вид  Аэ=Р/(.
 Обычно  величина  С  задается  таблицей  и  отражает
смыв  почвы  за  многолетний  период.  Первоначально  в
качестве  основы  для  определения  С  принималась  непре¬
рывная  пропашная  культура  (кукуруза).  В  последних
вариантах  УПЭ  за  такую  основу  принят  смыв  почвы  со
склона,  непрерывно  находящегося  под  паром
 Разработка  климатического  показателя  поверхност¬
ного  смыва  почвы  —  это  целая  глава  истории  изучения
эрозии  в  США.  Нужно  отметить  большое  внимание,  ко¬
торое  было  уделено  в  американской  литературе  влия¬
нию  капель  дождя  на  эрозию  [152—154;  157].  Изучение
энергетических  характеристик  дождя  позволило  объек¬
тивно  рассчитывать  нужные  показатели  [139;  146;  147;
149;  151;  156;  158;  159;  161;  164—166].
 В  1954  г.  научно-исследовательский  отдел  службы
охраны  почвы  и  воды  США  разработал  программу  ана¬
лиза  накапливающегося  материала  по  смыву  [167].
Установлено,  что  ошибки  при  расчете  потерь  почвы  зна¬
чительно  уменьшаются,  если  в  уравнение  ввести  харак¬
теристику  энергии  осадков
 Ек  =916  +  331  lgt. 	(3.28)
 Здесь  Ек  —  в  футотоннах  на  акродюйм,  а  i  (интен¬
сивность  дождя)  —  в  дюймах  в  час.
 Анализ  большого  числа  ливневых  характеристик  и
их  комбинаций  с  учетом  Ек  позволил  установить,  что
наилучшая  связь  величины  смыва  —  с  произведением
полной  энергии  осадков  и  максимальной  30-минутной
интенсивностью  ливня  Ек  /30.
 Параметр  эрозионной  водопрочности  (/(-факторов)
в  формуле  (3.27)  представляет  численное  выражение
относительной  устойчивости  почвы  при  стандартных  ус¬
ловиях  S9,  L9,  С9,  Р9.  Для  УПЭ,  содержащего  климати¬
ческий  показатель,  /(-фактор  определяется  для  стан¬
дартных  условий  склона  с  /  =  9  %  о  и  L  =  72,6  фут,  нахо¬
дящимся  под  паром.  Он  равен  потерям  почвы  в  т/акр  на
единицу  ливневого  показателя.  После  введения  в  УПЭ
 86

ливневого  показателя  стало  возможным  величину  К  оп¬
ределять  не  только  по  материалам  стоковых  станций,  но
и  с  помощью  искусственного  дождевания  [147].
 Величины  5  и  Ь  в  формуле  (3.27)  —  коэффициенты,
учитывающие  рельеф  местности,  причем
 т.  е.  эти  коэффициенты  представляют  относительную  до¬
лю  от  эталонных  значений  уклона  /9  и  длины  склона  Ь9.
Первоначально  за  эталон  принималось  /9  =  3%о  и  /,9  =  90
футов  [147],  в  дальнейшем  —  /э=9%о  и  /.э  =  72,6  футов
[164].  Показатели  степени  пир  изменялись  в  разных  йс-
следованиях.  Наиболее  распространены  п=1,4  и  р=0,45.
В  работе  X.  Уишмейера  [167]  для  отражения  влияния
уклона  предложена  следующая  формула:
 Л  =  0,43+  0,30/+  0,04/2. 	(3.30)
 Коэффициент,  учитывающий  почвозащитные  меро¬
приятия  Р,  задается  в  долях  от  единицы  (Р=  1  при  от¬
сутствии  специальных  мероприятий).  Причем  влияние
почвозащитных  мероприятий  дифференцировано  в  зави¬
симости  от  уклона  местности  [158,  164].
 Характеризуя  УПЭ  в  целом  (3.28—3.30),  нельзя  не
отметить  большую  практическую  ценность  метода,  его
экспериментальную  обоснованность.  Создание  метода
было  возможно  благодаря  единой  службе,  объединяю¬
щей  все  научные  учреждения  для  решения  поставленной
задачи.  Недостаток  УПЭ  —  слабое  физическое  обоснова¬
ние  метода  и  формально-статистический  прием  определе¬
ния  /?.  Наконец,  известно,  что  все  факторы  влияют  на
процесс  комплексно  и  их  выделение  в  параметры,  не  за¬
висящие  друг  от  друга,  не  всегда  дает  удовлетворитель¬
ный  результат.  Правда,  этот  недостаток  отмечается  и
самими  исследователями,  которые  считают  необходимым
уточнение  взаимосвязей.
 3.5.3. 	Гидромеханические  модели
поверхностного  смыва
 Гидромеханическая  структура  модели  смыва  почвы
использована  В.  В.  Звонковым  [47],  Ц.  Е.  Мирцхулавой
 87

[79;  80],  М.  С.  Кузнецовым  [64]  и  др.  В  качестве  приме¬
ра  рассмотрим  наиболее  совершенную  модель,  предло¬
женную  Ц.  Е.  Мирцхулавой  [79].  Им  принято  следующее
исходное  выражение  для  расхода  наносов  в  начальном
створе  с  единицы  ширины  склона:
 где  он  —  коэффициент  пропорциональности;  щ  —  число
агрегатов,  отрываемых  с  участка  длиной  с1,  причем  й  —
размер  частицы;  т2  —  число  агрегатов,  приходящихся
 ^ 	и 	ТСЯ?3
 на  единицу  ширины;  у  —  объемный  вес  почвы;
 объем  агрегатов.
 Раскрывая  значение  этих  параметров  через  величину
неразмывающей  скорости  Vд  доп  и  скорости  потока  Vу
Ц.  Е.  Мирцхулава  получает  смыв  почвы  №  в  т/га  в
створе  /2  за  время  Т  (в  секундах)  в  виде
 Учитывая  стохастическую  природу  водной  эрозии  и
обусловливающих  ее  факторов,  ,Ц.  Е.  Мирцхулава  [81]
преобразует  в  дальнейшем  детерминированную  модель
(3.32)  в  детерминированно-стохастическую.  При  этом  ис¬
пользует  приемы  теории  надежности.  Принимая  априори
закон  изменения  сопротивляемости  отрыву  нормаль¬
ным,  а  распределение  выбросов,  необходимое  для  уста¬
новления  вероятностей  р  непревышения  суммарного  на¬
пряжения  отрыва  агрегата  и  напряжения  сопротив¬
ления  Яа  в  течение  заданного  срока  воздействия  нагруз¬
ки,  пуассоновским,  Ц.  Е.  Мирцхулава  приводит  формулу
для  расчета  характеристики  надежности  т)н  [80]  .'Получив
зависимость  для  определения  допускаемых  донных  ско¬
ростей  с  учетом  т)„  и  выразив  значение  П\  через  среднюю
частоту  пульсационных  скоростей  и  число  «циклов  на¬
пряжения»,  формулу  (3.31)  можно  записать  в  следую¬
щем  виде:
 Я  =  а,/г,/га27  д-,
 (3.31)
 0,0170)^
 (3.33)
 88

При  этом  Ц.  Е.  Мирцхулава,  как  и  Р.  Хортон,  исхо¬
дит  из  положения,  что  существует  неэродируемый  учас¬
ток  склона.  В  гидромеханической  модели,  основанной
на  уравнении  неразмывающей  скорости,  трудно  обойти
это  весьма  спорное  положение.  Поэтому  интеграл  (3.33)
берется  в  пределах  Х\—х2  (где  х1  —  длина  неэродиро-
ванного  участка,  пояса  отсутствия  эрозии,  а  х2  —  место
прекращения  эрозии  в  связи  с  насыщением  склонового
потока  частицами  грунта).  Выражение  для  стока  нано¬
сов  в  створе  получается  при  этом  таким:
 в  =  0,011^0)с1
 308(е  -  ¿)0’6  /°*7т1»4п§'6  х}/
 V
 2
 Ддоп
 +
 +
 13,10
 1-6
 1/3,32
 Ддоп
 (I  —  к)  /116т2,32я,
 - 	\Т.
 (3.34)
 Здесь  Т  —  время,  По  =  ^22*  а  величина  *2  определя¬
ется  методом  последовательного  приближения.
 По  ряду  соображений  представляется  целесообраз¬
ным  дальнейшее  совершенствование  рассматриваемой
модели  Ц.  Е.  Мирцхулавы.  Дело  в  том,  что  отсутствие
статистически  обоснованных  экспериментов  по  изучению
противоэрозионного  эффекта  различных  мероприятий
заставляют  искать  пути  модельного  их  испытания,  осно¬
ву  которых  должен  составить  расчет  формирования  гид¬
рографа  склонового  стока  воды  и  наносов.  В  качестве
одного  из  блоков  такой  модели  может  быть  использова¬
на  формула  (3  34).  В  силу  изложенного  необходимо  вни¬
мательно  отнестись  к  возможностям  ее  уточнения.
 Прежде  всего  отметим,  что  склоновый  процесс  при¬
нимается  в  модели  установившимся.  В  то  же  время  ес¬
тественный  процесс  формирования  стока  воды  и  наносов
характеризуется  необычайно  высокой  степенью  неуста-
новившегося  (меняющегося  во  времени)  режима  (осо¬
бенно  дл4  ливневого  стока)  и  столь  же  высокой  нерав¬
номерностью  по  ширине  склона.  В  настоящее  время
установлено,  что  эрозионная  и  наносотранспортирующая
работа  потока  возрастает  по  мере  его  отклонения  от
установившегося  и  равномерного  режима.  Именно  это
признается  главной  причиной  того,  что  в  аридных  зонах,
 89

где  режим  стока  неустановившийся,  мутность  потока
гораздо  выше,  чем  в  условиях  гу-мидного  климата  [73"|.
 О  поясе  отсутствия  эрозии  уже  было  сказано  (см.
п.  3.5.1).  Устранение  этого  недостатка  должно  быть  увя¬
зано  с  определением  величины  й  —  среднего  размера
отрывающихся  частиц.  Специальное  изучение  данного
вопроса  показало  достаточно  определенную  закономер¬
ность  изменения  й  [131].  Принимать  в  качестве  й  осред-
ненный  размер,  независимый  от  скорости  потока,  места
положения  расчетного  створа  на.  склоне  и  растительного
покрова,  нецелесообразно.
 Наконец,  формула  (3.34)  лишь  косвенно  учитывает
роль  ударного  действия  дождя.  В  то  же  время  экспери¬
ментальные  исследования  [134]  показывают,  что  эрози¬
онный  эффект  энергии  капель  соизмерим,  а  иногда  и
превышает  эффект  стекающего  потока.  Один  из  спосо¬
бов  преодоления  этого  недостатка  —  введение  в  форму¬
лу,  вместо  скорости,.энергетического  параметра.  Напри¬
мер,  нами  опробован  эмпирически  полученный  параметр
1/=ц-Ь0,01  ДМ,0-75  (здесь  М,—.  мощность  осадков;  А  —
доля  М,.  поглощенная  растительностью).  Параметр  был
использован  еще  в  1958  г.  в  схеме,  полученной  аппоок-
симацией  теории  речных  наносов  В.  Н.  Гончарова  [32].
Смысл  преобразования  этой  теории  состоял  в  том,  чтобы
получить  такую  ее  модификацию,  которая  определяла
бы  начальные  условия  смыва  обратным  расчетом  но
имеющимся  фактическим  данным.  При  этом  выявлен¬
ные  несоответствия  между  динамикой  склонового  и  рус¬
лового  стока  наносов  частично  устранено  введением  эм¬
пирических  поправок.  Эта  зависимость  получена  в  сле¬
дующем  виде:
 Я  =  0,0017^  (-ИК"-)3, 	(3.35)
 '  ^0  '
 где  /?  —  расход  склоновых  наносов  на  единицу  ширины
склона;  й  —  крупность  склоновых  наносов;  Уо  —  значе¬
ние  энергетического  параметра  У  =  и  +  0,01  АМ]1’75,  при
котором  начинается  смыв.
 Для  поверхностного  смыва  почвы  в  целом  величина
Уо  оказалась  переменной.  Она,  как  и  й,  меняется,  в  зави-
мости  от  V.
 90

Данная  модель  (3.35)  по  сравнению,  напри¬
мер,  с  моделью  Ц.  Е.  Мирцхулавы  менее  строга.  Она
содержит  в  своем  выводе  ряд  логических  отступлений,
но  именно  благодаря  этому  и  становится  более  гибкой.
 3.5.4. 	Морфологические  модели
 Условно  можно  выделить  два  основных  направле¬
ния  морфологического  моделирования  эрозии:  первое  —
геоморфологическое,  второе  —  морфометрическое.  Гео¬
морфологическое  основано  на  выражении  механики  эро¬
зионного  процесса  склонообразования.  Такие  модели
реализуются  с  помощью  системы  дифференциальных
уравнений,  описывающих  деформации  поверхности  скло¬
на  методом  вариационных  задач  на  условный  экст¬
ремум  или  каким-либо  иным  способом,  обеспечивающим
выявление  тренда  в  развитии  склона  [85].  Модели  этого
вида  сами  используют  чаще  всего  гидравлические  или
другие  формулы  смыва  и  отличаются  лишь  особен¬
ностью  геоморфологической  постановки  задачи.  Морфо¬
логическое  моделирование  представлено  в  настоящее
время  моделью  И.  В.  Боголюбовой  и  А.  В.  Караушева
[23]  и  основано  на  выявлении  строения  ручейковой  се¬
ти  склона.  ,  •
 Морфометрическая  модель  смыва,  по  словам  авторов,
правомерна  «лишь  в  том  случае,  когда  ручейковая  сеть
на  склоне  каждый  раз  образуется  заново»  [23,  18].  Для
остальных  случаев  она  неприемлема.
 Объем  размыва  К/  представляется,  согласно  рас¬
сматриваемой  схеме,  как  объем  всех  ручьев.  Отметим,
что  под  термином  ручей  авторы  иногда  понимают  бороз¬
ду  размыва,  а  иногда  водный  поток.  Мы  же  будем  раз¬
личать  в  дальнейшем  данные  понятия,  так  как  именно
в  этом  основная  причина  неувязок  всей  модели  с  физи¬
кой  процесса.  Итак,  объем  склонового  размыва
 где  о  —  площадь  поперечного  сечения  борозды  размы¬
ва,  являющаяся  функцйей  его  длины  /.
 поверхноггно-склоновои  эрозии
 (3.36)
 о
 91

Далее  в  качестве  со  принимается  уже  площадь  жи¬
вого  сечения  водного  потока  со  =  £вЛ2’5  (здесь  к  —  глуби¬
на  воды).  Определяя  скорость  потока  по  Шези  и  ис¬
пользуя  для  определения  С  формулу  Манинга  —  Штрик-
лера,  авторы  получают
 «  = 	/0.8т  > 	(3.37)
 где  к  —  коэффициент;  Л  —  крупность  отложений.
 Подчеркнем  полное,  физическое  соответствие  форму¬
лы  (3.37)  структуре  потока,  а  именно:  с  ростом  укло¬
на  /  и  при  одном  и  том  же  расходе  воды;  уменьшается
глубина  потока  и  площадь  его  водного  сечения.  Эта
особенность  присуща  водному  потоку  в  силу  специфики
его  структуры.  В  зависимость  (3.36)  подставляют  вмес¬
то  площади  поперечного  сечения  борозды  размыва  вы¬
ражение  (3.37),.полученное  для  площади  живого’  сече¬
ния  водного  потока.  После  несложных  преобразований
записывают  следующее  выражение  для  «объема  смыва»:
 ^  \  0,8 	¿0.2  ¿0,13  п
 1/=(-ЕГ- 			0  4-У  (/*+0’8'”-Л*0'8"'}  N.. 	(3.38)
 *о/ 	(1  +  0,8т)  70,4 	¿-1 	; 	*  V  ;
 Здесь  N£  —  число  потоков  по  Р.  Хортону,  а  /  —  дли¬
на  ручьев  разного  порядка,  принятая  по  Н.  А.  Ржаницы-
ну.
 Как  видим,  морфологические  закономерности  строе¬
ния  речной  сети  перенесены  на  строение  ручейковой  сети
склонов  без  какого-либо  обоснования.  Формула  (3.38)
получена  из  предположения,  что  «ручьи,  длиною  менее
11  м,  практически  не  производят  смыва»  [23,  20].
 Однако  среди  всех  ограничений  этой  схемы  самое
существенное  допущение  тождества  —  между  площадью
поперечного  сечения  размывов  и  площадью  водного
(живого)  сечения.  Эти  две  величины  имеют  разный  фи¬
зический  смысл,  разную  закономерность  строения  и,  как
следствие  этого,  разную  закономерность  развития:  если
с  увеличением  уклона  площадь  водного  сечения  умень¬
шается,  то  площадь  поперечного  сечения  размыва,  на¬
оборот,  увеличивается.  Это  положение  очевидно  само  по
себе  и  легко  доказывается  с  помощью  гидравлики.  Не
могут  быть  одинаковы  для  этих  двух  физически  разно¬
родных  показателей  функции  уклона,  длины  склона  и
 92

все  прочие  параметры.  Скорее  наоборот,  можно  было  бы
принять  обратную  пропорцию  между  ними.  В  этом  как
раз  и  заключается  основной  недостаток  модели.
 Необходимо  подчеркнуть,  что  морфометрический  под¬
ход  к  оценке  смыва,  предложенный  впервые  И.  В.  Бого¬
любовой  и  А.  В.  Караушевым,  по  своей  идее,  пожалуй,
самый  перспективный  для  оценки  весеннего  смыва.
Именно  на  этой  основе  нужно  искать  структуру  расчет¬
ной  формулы.  Только  полная  неизученность  морфомет¬
рии  склоновых  размывов  привела  первых  и  пока  един¬
ственных  авторов  такой  схемы  к  некорректному  реше¬
нию  задачи.
 3.5.5. 	Моделирование  склоновой  эрозии
на  основе  метода  подобия
 Моделирование  склоновой  эрозии  на  основе  мето¬
да  подобия  предложено  Г.  В.  Бастраковым  [9].  В  осно¬
ву  положена  теория  подобия  применительно  к  много¬
факторным  процессам.  При  этом  определяется  величи¬
на,  обратная  интенсивности  эрозии.  Она  названа  проти-
воэрозионной  устойчивостью  и  записана  как  функция
основных  природных  параметров.
 На  основе  теории  размерностей  из  величин,  опреде¬
ляющих  поверхностный  смыв  почвы,  формируется  комп¬
лекс  критериев  подобия,  которые  в  совокупности  обеспе¬
чивают  условия  геометрического,  кинематического  и  ди¬
намического  подобия  физической  модели  оригиналу.
 Для  оценки  противоэрозионной  устойчивости  Рл,  на¬
пример,  пахотных  земель  Г.  В.  Бастраковым  предложе¬
на  зависимость
 Рх=
 О»1*,
 (3.39)
 где  Ря  —  величина  безразмерная;  Яя  —  эрозионная
прочность  (автор  предлагает  определять  ее  в  ньютонах);
ка  —  среднегодовой  слой  активного  стока;  Рр  —  пло¬
щадь  водосбора;  1Х  —  уклон,  %о;  Ч*1  —  коэффициент,
учитывающий  форму  профиля;  X  —  коэффициент,  учиты¬
вающий  экспозицию  склона.
 Формула  получена  группировкой  ряда  критериев  по¬
добия.  Необходимо  лишь  помнить,  что  противоэрозион-
 93

нйя  устойчивость  принимается  (3.39)  обратно  пропор¬
циональной  объему  стока  Н  аРр  и  уклону  в  степени  1.3.
 3.5.6. 	Расчет  смыва  по  данным  о  стоке  воды
 На  этой  схеме  основаны  первые  модели  Я  В.  Кор¬
нева  и  А.  Н.  Костикова  (в  дальнейшем  прием  исполь¬
зовался  Р.  Хортоном,  Дж.  Китреджем,  Г.  И.  Швебсом).
Сопоставление  метода  с  другими  показало,  что  для  лив¬
невого  смыва  связь  количества  смытой  почвы  со  средним
слоем  стока  хуже,  чем  с  характеристиками  осадков,  учи¬
тывающими  ударное  действие  капель  |[139].  К  аналогич¬
ному  выводу  пришли  в  США,  и  при  разработке  расчет¬
ной  формулы  УПЭ  отказались  от  учета  стока  как  пока¬
зателя  смыва.  Несмотря  на  это,  в  1976  г.  Государствен¬
ный  гидрологический  институт  предложил  (Инструк¬
ция  по  определению  расчетных  гидрологических  харак¬
теристик  при  проектировании  противоэрозионных  меро¬
приятий  на  Европейской  территории  СССР.  —  Л,:  Гид-
рометеоиздат,  1979)  среднегодовую  величину  смыва  со
склонов  за  период  севооборота  вычислять  по  формуле
 . 	Жо=^|('^50)-Ь*Л(25,),а/. 	(3.40)
 Здесь  ¿¿(рк)  —  слой  стока  за  период  весеннего  поло¬
водья  с  50%-ной  вероятностью  превышения;  Бд  —  слой
дождевого  паводочного  ,стока  с  25%-ной  вероятностью
превышения;  а  —  коэффициент,  общий  для  весеннего  и
ливневого  смыва,  учитывающий  влияние  агротехническо¬
го  фона  за  предшествующий  год;  Ь,  Ьи  п  —  параметры,
зависящие  от  типа  ручейковой  сети  на  склоне,  агротехни¬
ческого  фона  и  почвы;  N  —  период  (число  лет)  севообо¬
рота.  При  уклонах  склона  более  100%о  (более  6°),  реко¬
мендуется  вводить  корректирующий  множитель  Л/  =
=  0,01/.  Слойттока  с  вероятностью  превышения  р%  оп¬
ределяется  за  период  весеннего  половодья  по  формуле
 $Нр%) 	р- 	(3.41)
 Для  ливневого  стока  —  по  формуле
 £<7(р?о 	(3.42)
 94

Здесь  —  картированный  слой  стока  за  период  по¬
ловодья;  6Л  —  коэффициент  лесистости,  учитывающий
снижение  слоев  стока  (очевидно,  для  сельскохозяйствен¬
ных  угодий  6Л  =  1);  k  —  коэффициент,  учитывающий
влияние  видов  вспашки;  Yp,  Хр  —  переходные  коэффи¬
циенты,  зависящие  от  заданной  вероятности  превыше¬
ния;  Hi%  —  суточный  слой  осадков  с  вероятностью  пре¬
вышения  р=1-%  (определяется  по  карте);  <р  —  коэффи¬
циент  паводочного  стока;  ф<Т)  —  ордината  кривой  редук¬
ции  слоя  осадков  (<р  и  ф(-.)  —  определяются  по  табли¬
цам).
 В  этом  методе  использованы  значения  слоев  стока,
предложенные  для  расчётных  •  формул  максимальных
расходов  воды  в  реках.  В  формуле  (3.42)  величина  слоя
дождевого  стока  при  расчете  среднегодового  смыва  при¬
нимается  с  25%-ной  вероятностью  превышения.  Данное
предложение,  по-видимому,  близко  к  истине  по  отноше¬
нию  к  расчету  смыва  почвы.  Этим  приемом  как  бы  учи¬
тывается  уже  извёстнад  особенность  того,  что  смыв  поч¬
вы  формируется  не  всеми  ливнями,  а  только  наиболее
крупными  из  них.
 Всякая  модель  должна  строиться,  исходя  из  целей
ее  использования.  Одна  из  важных,  если  не  самая  глав¬
ная,  цель  количественной  оценки  поверхностного  смыва,
заключается  в  приложении  ее  к  противоэрозионному  зем¬
леустройству  (см.  п.  5.2).  Рассмотрим  с  таких  позиций
формулу  ГГИ,  несмотря  на  то,  что  в  ней  не  учитывается
влияние  формы  склона  (хотя  для  землеустроителей  од¬
но  лишь  это  предположение  исключает  практическое  ис¬
пользование  любой  модели).  Обратим  внимание,  что  в
формулах  (3.40—3.42)  не  учитывается  влияние  длины
склона.  Отсутствие  специального  параметра  длины  скло¬
на  может  не  делать  конечный  результат  ошибочным,  так
как  косвенно  его  влияние  учитывается  через  тип  ручей-
ковой  сети  (параметры  b  и  п*).  Однако  для  противоэро-
зионного  землеустройства  использование  подобной  фор¬
мулы  затруднительно.
 Влияние  третьего  рельефного,  фактора  —  уклона  —
в  расчетном  методе  ГГИ  признано  целесообразным  вво¬
дить  лишь  при  />100%о  по  упрощенной  схеме.  (0,01/).
Объяснение  этому  очень  простое.  Если  сопоставим  функ¬
цию  уклона  в  формуле  ГГИ  и,  например,  в  формуле
автора  (3.52)  для  осредненных  условий  л=1,2,  то  уви-
 95

дим  (табл.  3.5),  что  существенное  различие  этих  функ¬
ций  будет  лишь  при  уклонах  менее  75%о  (4°)  и  более
250  %  о  (14°).  В  интервале  от  75  до  250%о  возможные
отклонения  для  осредненных  условий  за  счет  неточностей
функции  уклона  находятся  в  пределах  точности  самого
расчетного  метода.
 Таблица  3.5  Относительное  изменение  функции  уклона  при
 п  =  1,2
 Фор¬
 мула
 Уклон
 17—35%  о
 35—75  %о
 75—140%о’
 140—200%  о
 200—250  %«
 250—300  %  ,
 1-2°
 2-4°
 4-8°
 8-1  Г
 11-14°
 14-17°
 гги
 1,0
 1,0
 О
 1,4—2„0
 2,0—2,5
 2,5—3,0
 -  1,00
 -1,70
 -2,25
 -2,75
 (3  54)
 0,18
 .  0,43
 1,00
 1,80
 2,55
 3,23
 Таким  образом,  недостаток  модели  то,  что  в  ней  не
учитывается  характер  использования  модели  (целевая
функция)  или,  правильнее,  при  построении  данной  моде¬
ли  целевая  функция  сужена  до  задачи  дать  расчетный
метод  величины  смыва  почвы  для  осредненных  рельеф¬
ных  условий.  Для  окончательной  оценки  модели  целесо¬
образно  проанализировать  ее,  исходя  из  некоторых  по¬
ложений  общей  теории  познания,  в  частности,  роли  це¬
левой  функции  в  познании  истины  (см.  пп.  2.1,  2.2,  2.4,
 2.6).  Если  исходить  из  цели,  поставленной’перед  автора¬
ми  модели,  дать  расчетную  схему  количественной  оценки
смыва  для  осредненных  условий,  то  задача  решена  удов¬
летворительно.  Если  же  цель  сформулировать  так:  дать
схему  количественной  оценки  основных  факторов  смыва
почвы  и  среднегодовой  ее  величины  для  общего  модели¬
рования  процесса,  то  решение  задачи  —  неполное.
 Область  применения  данной  схемы  довольно  широка:
оценка  величины  весеннего  смыва  почвы,  картирования
гидрометрического  фактора,  расчет  стока  наносов  для
малых  водосбросов  и  др.
 3.5.7. 	Логико-математическая  модель  смыва
 Обоснование  модели,  фактические  материалы,  по¬
ложенные  в  ее  основу  рассматривались  ранее  [1^8].  По¬
 96

этому  дадим  лишь  общие  результаты,  необходимые  для
ее  использования.  В  основу  модели  положена  классифи¬
кация  водной  эрозии  (табл.  1.1).  Иерархия  видов  обра¬
зует  систему,  класс  которой  (уровень  сложности)  воз¬
растает  от  начальных  форм  эрозии  к  стоку  речных  на¬
носов  и  селевым  потокам.
 Поверхностный  смыв  почвы  начинается  с  эрозии
структуры,  которая  может  рассматриваться  как  подсис¬
тема  эрозионной  системы.  Эрозия  структуры  —  началь¬
ный  и  первый  сопутствующий  вид  водной  эрозии.  Лив¬
невый  ее  подвид  определяется  механическим  воздейст¬
вием  осадков,  зависящим  от  их  кинетической  энергии  Ех
и  удельной  мощности  М1:
 £,=  2  0,5^*^  =  0,51  2  (я,®«);
 /=1  /~1
 М  -6,0085  2  (прЪ). 	(3.43)
 1  =  \
 Здесь  тк  и  vк—  масса  (г)  и  скорость  падения
(см/с)  капель  определенной  группы;  N1  —  количество
капель  в  группе;  г  —  общее  количество  групп;  п1  —  до¬
ля  осадков,  выпавших  в  виде  капель  различного  диамет¬
ра  (спектр  капель);  х  —  слой  осадков,  мм;  /  —  интен¬
сивность  осадков,  мм/мин;  Ея  —  энергий  осадков,  г*  см;
М/—  мощность  осадков,  г-см/с-м2.  Экспериментальное
изучение  спектра  естественных  осадков  и  обобщение  уже
имеющихся  исследований  позволило  получить  упроще-
нре  выражение  для  М1  (г-см/с-м2):
 Л4,=  5880/. 	(3.44)
 Для  искусственных  осадков  при  расчете  Ех  и  ^зна¬
чение  неустановившейся  скорости  капли  в  зависимо¬
сти  от  высоты  ее  падения  кь  и  величины  установившей¬
ся  скорости  Vк  определяется  по  формуле
 _ 	о 	1
 Эрозия  почвенной  структуры  проявляется  в  измене¬
нии  физических  свойств  верхнего  слоя  почвы.  Внешний
 4—5234
 97

эффект  ее  прослеживается  по  изменению  агрегатного
состава.  Однако  сопоставление  крупности  агрегатов,  осо¬
бенно  при  наличии  стока,  а  значит,  и  выноса  части  агре¬
гатов,  не  отражает  всего  многообразия  проявления  эро¬
зии  структуры,  которая  заключается  также  в  изменении
расположения  агрегатов,  их  уплотнении,  кольматацйи  и
др.  Все  это  требует  уже  комплексной  оценки,  индикато¬
ром  которой  может  быть  изменение  интенсивности  впи¬
тывания  воды  (см.  дальше  п.  4.3.2).
 Эрозия  структуры  включает  разрушение  частиц  в
водном  потоке.  Оказалось,  что  данный  процесс  имеет
три  стадии.
 I 	наблюдается  на  участке  пути  до  100—150  м,  где
разрушение  носит  практически  взрывной  характер.
 II 	—  до  2—3  км;  процесс  замедляется.  Изменение
гидравлической  крупности  частиц  почвы  на  этой  стадии
описывается  уравнением
 ¿£-«о' 	(3-46)
 Здесь  Лш  =  а(©ис,  —©о);  6ш_и  а  —  параметры,  харак¬
теризующие  свойства  почвы;  ©исх  —  исходная  гидрав¬
лическая  крупность  агрегатов:  ©о  —  гидравлическая
крупность  устойчиво-водопрочных  агрегатов.  Значение
I  —  длина  пути,  пройденного  частицами.  Значения  а  и
Ьш  меняются  в  зависимости  от  эрозионной  водопроч-
ности  почвы.
 III 	стадия  наблюдается  при  длине  пути,  пройденного
частицей,  —  более  3  км.  На  этой  стадии  процесс  разру¬
шения  частиц  примерно  такой  же,  как  и  для  речных  на¬
носов.
 Первый  вид  водной  эрозии  —  эрозия  разбрызгива¬
ния,  которая  начинается  лишь  после  появления  пленки
воды  на  почве  и  энергии  капель  £ж>0,25  г-см.  Расход
разбрызганных  частиц  в  г/с  на  1  м  выражается  зависи¬
мостью
 ф/, 	(3.47)
 где  Ь  —  коэффициент,  определяющий  эрозионные  свой¬
ства  почвы  (для  обыкновенных  черноземов  6=6,6-10-8);
А  —  коэффициент,  зависящий  от  густоты  раститель-
 96

нЬстк;  М,Эф  —  удельная  мощность  капель  с  энергией
более  0,25  г-см;  I  —  уклон,  %0.
 Изучение  последствий  воздействия  естественных  осад¬
ков  на  оголенную  почву-  позволяет  выделить  четыре  их
категории:  /  —•  интенсивность  /<0,004  мм/мин,  М,-<25
г-см/с-м2;  способствуют  агрегации  почвы,  взмучивание  и
разбрызгивание  не  производят.  II—/=0,004—0,25  мм/мин,
М,=  ‘25—1200  г-см/с  м2;  эрозионная  деятельность  незна¬
чительная,  слабое  взмучивание  потока;  III  —  /=0,25—
1,60  мм/мин,  Mt  =  1200—9000  г-см/с-м2;  значительное
разрушение  и  разбрызгивание  почвы,  взмучивание  про¬
порционально  Mt  и  обратно  пропорционально  квадрату
слоя  воды;  IV  —  />  1,6  мм/мин,  /И,>9000  г-см/с-м2;
очень  сильное  разрушение,  разбрызгивание,  уменьшение
впитывания  и  увеличение  взмучивания.
 Сопоставление  разбрызгивания  с  общим  расходом
склоновых  наносов  показывает,  что  его  доля  в  среднем
не  превышает  2—3%.  Поэтому,  несмотря  на  его  очень
большое  косвенное  значение,  величину  поверхностно¬
склоновой  эрозии  можно  оценивать  лишь  по  поверхно;
стному  смыву  и  струйчатому  размыву.  Эти  два  вида
эрозии  протекают  совместно  и  одновременно.  Поэтому
их  можно  рассматривать  как  единое  следствие  стекаю¬
щего  потока.  Разнообразные  полевые  и  лабораторные
эксперименты  показали,  что  в  естественных  условиях
склона  с  обработанным  почвенным  покровом  любой
практически  заметный  сток  вызывает  смыв  почвы,  т.  е.
не  обнаруживается  каких-либо  начальных  условий  сто¬
ка,  при  которых  смыв  'может  еще  отсутствовать.  И  толь¬
ко  развитие  струйчатого  вида  водной  эрозии  требует
определенных  условий  концентрации  поверхностного
стока.  В  начальный  период  стока  для  элементарного
участка  склона  обычно  имеет  место  повышенное  значе¬
ние  мутности,  что  объясняется  наличием  на  поверхности
распыленных  частиц  и  частиц  с  пониженной  гидравли¬
ческой  крупностью.  После  того,  как  поверхность  «про¬
мыта»,  наблюдается  зависимость  между  мутностью  по¬
тока  р  в  г/л,  интенсивностью  водоотдачи  h  в  мм/мин  и  Мi
 pi=(6p  +  ЬАМ[)  А1-7, 	(3.48)
 где  для  южных  черноземов  Ье  =  1,6;  6  =  0,0045;  А  ^пара¬
метр,  учитывающий  густоту  листовой  поверхности  [138].
 4*
 99

Количество  склоновых  наносов  определяется  в  любом
створе  сочетанием  условий  водоотдачи,  наносообразова-
ния  и  транспортирующей  способности  потока  по  всей
вышерасположенной  части  склона.  При  этом  роль  раз¬
личных  участков  тем  меньше,  чем  дальше  они  находят¬
ся  от  створа.  Наиболее  полно  эта  особенность  выража¬
ется  генетической  формулой.  Упрощенно  представляя  ее
по  аналогии  с  генетической  формулой  жидкого  стока,
можно  записать  для  суммарного  модуля  стока  наносов
за  паводок
 Н^^Ги 	(3.49)
 о
 Здесь  е(_т  —  средняя  за  время  добегания  интенсив¬
ность  наносообразования  в  мм  слоя  почвы  за  мин;  уи_
объемный  вес  почвы;  Т  —  время  стока;  Ар  —  коэффици¬
ент  размерности.  В  этой  зависимости  при  незначитель¬
ных  изменениях  по  длине  склона  условий  наносообразо¬
вания  можно  заменить  уне  на  Ар  с  учетом  функции  вли¬
яния  рельефа  Ф(£;  /).  Величину  водоотдачи  А  целесо¬
образнее  выразить  через  показатели  осадков,  основная
характеристика  которых  —  стокообразующая,  она  же  и
смывообразующая  их  интенсивность  /см  :
 .~Ь^х+х1>
 гсм,=  /.+  Ш 	- 	' 	(3.50)
 Здесь  ¿о  —  минимальная  интенсивность  осадков,  при
которой  не  образуется  смыв  почвы;  А1'=^р—¿о,  где  ¿п'р  —
такая  интенсивность  осадков,  при  которой  образуется
смыв  в  любых  минимальных  условиях  увлажнения  поч¬
вы;  Iх—  индекс  увлажнения;  х{  —  слой  выпавших  осад¬
ков  на  момент  ^  Ь  ь  —  параметр,  определяющий  поч¬
венно-растительные  условия.  Модуль  ливневого  смыва
с  учетом  формул  (3.44,  3.48)  при  Ф  (£,  /)  =  1  после  пре¬
образования  получен  в  следующем  виде:
 г'=84Ш‘  +17'5^)Н'!>'  <з-5|)
 Здесь  хш  —  смывообразующая  сумма  осадков,  где
 р
 хсм=2(1,—/си,)<  Д/,;  хС1—  сумма  осадков  за  время,
 100

когда  >»см*  плюс  15  мин,  т.  е.  за  Д^ст  ;  бл  —  коэффи¬
циент  пропорциональности.  Расчет  Кгм  проводился  с
учетом  (3.50)  по  стандартным  метеорологическим  таб¬
лицам  хода  осадков.  Для  заданных  условий  подстилаю¬
щей  поверхности  Кгм  он  может  быть  картирован.
 Экспериментальное  изучение  влияния  рельефа  на
смыв  почвы  и  обобщение  обширных  материалов  других
исследователей  позволили  получить  общее  выражение
для  среднего  модуля.смыва  на  склоне  длиною  Ь  и  с  ук¬
лоном  /:
 И7ср=  а/л/Л5,
 Таблица  3.6.  Значение  показателя  степени  п  формулы  (3.52)
 Почва
 чернозем  и  лесная
 оподзоленная  и  каш¬
тановая
 Характер
 подстилающей  поверхности
 несмытая
и  слабо-
смытая
 средне-  и
сильно-
смытая
 иссмытая
и  слабо-
смытая
 средне-  и
сильно-
смытая
 Обработанная  поверх¬
ность  без  расти¬
тельности
 1,30
 1,35
 1,40
 1,50
 Пропашные  культуры
 1,15
 1,25  -
 1,30
 1,35
 Стерня  и  начальные
фазу  развития  густо¬
покровных  культур
 0,90
 1,00
 1,00
 1,10
 Густопокровные
 чультуры
 0,85
 0,90  .
 0,90
 0,95
 Многолетние  травы,
залежь,  пастбище
 0,80
 0,80
 0,80
 о
00
'  о~
 Лес,  луг,  целина
 0,70
 0,70
 0,70
 0,70
 Показатель  степени  при  уклоне  зависит  от  эрозион¬
ной  устойчивости  поверхности  (табл.  3.6).  Для  средних
условий  п=  1,2.  Переходя  к  выражению  смыва  через  ве¬
личину  модуля,  меняющегося  по  длине  склона,  и  диффе¬
ренцируя,  получаем  для  склона  любого  профиля  и  лю¬
бой  формы  водосбора
 Г  =  а[  С*/ 	^Зг-  +/"^°'5]  =  аФ^  ')•  (3.62)
 101

Здесь  £*  =  0,5/ 	—5 	И;  Вш  и  В„—  ширина
 Вв+  1£  (В,-  Вп)
 водосбора  по  горизонтали  в  верхней  и  нижней  частях;
/  —  длина  всего  склона.  Для  водосбора  прямоугольной
 ¿/*0.5
 формы  £*  =  /;  —щ—  =  0,5/—°-5.
 №=а(1,5/л£0>^К1>5^г)> 	(3.53)
 а  для  прямого  профиля,  т.  е.  при 	=0
 \Р=\  ,5а/"£0-5. 	-(3.54)
 При  пользовании  рельефным  фактором  всегда  нуж¬
но  учитывать  две  особенности.  •  1.  Необходимо  разли¬
чать 	смыв 	почвы 	в 	створе  поперечника 	склона 	уда¬
 ленного  на  х  от  вершины  уклона,  и  среднюю  величину
смыва  со  склона  длиною  I  УР.  Причем
 №  =  }  [  Ш1  =  1Р  . 	(3.55)
 о
 следовательно,
 ЧГ,=  (р+1)\Р, 	(3.56)
 где 	а'  1 	— 	параметр,  р  —  показатель 	при 	длине 	склона,
 который  по  своему  значению  близок  к  0,5.
 Таким  образом,  модуль  смыва  почвы  в  любом  створе
в  р-И  (т.  е.  примерно  в  1,5)  раза  больше  средней  вели¬
чины  смыва  со  всего  склона  до  этого  же  створа.'2.  .Вли¬
яние  длины  склона  на  смыв  почвы  может  быть  Ьр  или
£/’+1.  В  том  случае,  когда  речь  идет  о  модуле  смыва
(средней  величине  смыва  или  расхода,  отнесенном  к
площади)  показатель  степени  при  длине  будет  р.  В  слу¬
чае,  если  рассматривать  расход  наносов,  объем  или  вес
потерь  почвы  в  поперечнике  склона,  показатель  степени
будет  р+  1.  Эти  особенности  различия  №  и  №ж  и  способы
разного  выражения  влияния  длины  склона  на  смыв
или  £/,+|)  необходимо  учитывать  при  анализе  фак¬
тических  данных  и  расчете  потерь  почвы.
 102

В  окончательном  виде  зависимость  для  среднегодово¬
го  модуля  ливневого  смыва  почвы  (т/га)  в  летне-осен¬
ний  период  записана  как
 -Хя(0,85-100т) 	т
 №„_<,=  1,2-10-%  <?  р 	.Ф(£;  /)ДКГМ.  (3.57)
 Здесь  /я  находится  с  учетом  смытости  почвы  (табл.
 3.7);  т  —  параметр  формулы  скорости,  учитывающий
шероховатость  [137];  Кр  —  от  1,0  для  оголенной  поверх¬
ности  до  5,0  для  целины  и  леса  (рис.  3.3).
 Таблица  3.7.  Осредненное'  значение  относительной  смываемости
]’  #о  и  частной  характеристики  относительной  смы¬
ваемости  ]Ро  почвы
 Тип  почвы
 Ыо
 л.
 Обыкновенный  и  типичный  чернозем
 1,0—1,2
 1,0—1,1
 Южный  чернозем
 1,3—1,8
 1,1  —1,3
 Каштановая  почва
 1,4—1,9
 1,2-1,5
 Выщелоченный  и  оподзоленный  черно¬
зем
 со
 00
 1,1—1,4
 Лесная  почва  (район  Молдавии  и  юга
Украины).  ’  *
 1,0—1,2
 1,3—2,0
 Оподзоленая  почва  (северные  районы
УССР)
 ю  .
00
1
 со
 00
 1,5—2,2
 Для  зимне-весеннего  периода  величина  смыва  №3-в
определена  в  зависимости  от  величины  стока:
 - 	1^Э-В=  10-5у  С.[>-рР.фэ(£»  I)  Г|СТ  зДх3+
 3
 “Ь^РвРв®в(^5  /)  'Чст.в^в.с.]  • 	(3.58)
 Здесь  /р  находится  с  учетом  смытости  почвы  (табл.
 3.7);  Дл:3  —  среднегодовые  запасы  воды  в  снеге,  высво¬
бодившиеся  в  результате  оттепелей;  хв.с  —  среднегодо¬
вые  максимальные  запасы  перед  весенним  снеготаянием;
%т  з  и  г^ст.в  —  средние  коэффициенты  стока  [22];  ХРз  ,
Хрв  —  параметры,  учитывающие  состояние  поверхности
соответственно  для  зимних  оттепелей  и  весеннего  перио¬
 103

да  заданы  таблицей);  Ф(/,  Ь)  с  индексом  з,  в,  отлича¬
ется  от  (3.57)  более  низкими  значениями  показателя
степени  при  I.  С9  в  формуле  (3.58)  —  коэффициент,  ха¬
рактеризующий  влияние  экспозиции:
 с9=  1  +  П»  15)п1/1  (втАфСов  а  —  сое  Лф  а  созас)  —  1].
 0 	(3.59)
 10  .20  .30,
Оголенная
поверхность  >
 10.20  ,  30
Пропашные
 зерновые
 2  3  ,  Целина,
■*  лес
 1.2.  Сеяные
Стерня  густо-  тра/ы
 покровных
 зерновых
 Залежь.
 пастбище
 Рис.  3  3  График  для  расчета  функции,  отражающей  влияние
растительности  на  смыв  почвы:
 10,  20,  30  —  число  дней  после  последней  обработки  почвы,  состояние
растительности,  /  —  редкая,  2  —  обычная,  3  —  густая.
 Здесь  Аф  —  средняя  высота  солнца  на  12  часов  в  пе¬
риод  снеготаяния  (определяется  по  таблицам  в  зависи¬
мости  от  широты  местности);  а  и  ас  —  угол  наклона  и
азимут  склона;  П9  —  эмпирический  параметр,  равный
1,75.
 104

3.5.8. 	Общая  оценка  моделей  смыва
 С  научной  точки  зрения  интерес  представляют  все
рассмотренные  модели.  Но  при  практической  деятель¬
ности  обилие  схем  не  может  считаться  достоинством.
Оценивать  же  любую  из  моделей  необходимо  с  учетом
целевой  функции.
 При  решении  ресурсных  вопросов  эрозиоведения,  за¬
дач  землеустройства  и  выбора  противоэрозионных  меро¬
приятий  модель  смыва  должна  отражать  в  явном  виде
определенный  набор  факторов.  Их  минимум  можно  ви¬
деть  из  уравнения  почвенной  эрозии  США  (см.  п.  3.5.2).
Расчетная  схема  стока  склоновых  наносов,  которая  не
позволяет  оценить  (пусть  в  относительных  величинах)
изменение  смыва  при  различных  мероприятиях,  не  пред¬
ставляет  интереса  для  этих  целей.
 Совсем  другие  требования  к  моделям  при  геоморфо¬
логическом  подходе.  Их  структура  должна  обеспечить
оценку  не  столько  процесса,  сколько  его  последствий.
Наибольший  интерес  в  этом  плане  представляют.модели
развития  склонов,  оврагов  и  других  форм  —  см.,  напри-:
мер.  работу  А.  М.  Трофимова  [112].
 Наконец,  нанософормирующий  аспект  эрозиоведения.
Здесь  могут  быть  разные  задачи.  Первая  —  раскрытие
механизма  смыва  и  размыва  почвы.  Задача  наиболее  пол¬
но  решается  через  гидромеханические  модели.  Вторая  —
оценка  общего  количества  наносов  в  замыкающем  ство¬
ре  водотока.  Задача  лучше  всего  решается  методами
инженерной  гидрологии.  Наиболее  четкое  оформление
этого  направления  видно  в  мод'ели  смыва  ГГИ  (1977  г.).
 Для  ресурсного  направления  в  настоящее  время
можно  рекомендовать  при  оценке  весеннего  смыва  поч¬
вы  формулу  ГГИ  с  дополненной  функцией  рельефа
(3.40).  Возможно  ее  уточнение  по  данным  региональных
измерений.  Для  ливневого  смыва,  как  показала  эксперт¬
ная  оценка,  в  настоящее  время  целесообразнее  пользо¬
ваться  формулой  (3.57).  Корректировка  такой  модели
при  получении  более  надежных  материалов  возможна
через  соответствующие  параметры  с  учетом  зависимос¬
тей  (3.43—3.59).  Дальнейшее  уточнение  самой  модели
ливневого  смыва  возможно  посредством  изучения  зако¬
на-распределения  К  гм  и  моделирования  на  этой  основе
ряда  Кгмэ  перехода  к  расчету  Кгм  для  каждого  ливня
 105

с  учетом  фазы  развития  растительности  при  определен¬
ном  севообороте.
 3.6. 	КАРТИРОВАНИЕ  ЭРОДИРОВАННОЙ  ПОЧВЫ,
ФАКТОРОВ  ВОДНОЙ  ЭРОЗИИ
И  ЭРОДИРУЕМОСТИ  ТЕРРИТОРИИ
 3.6.1. 	Картирование  смытости  почвы
и  густоты  овражно-балочной  сети
 Комплексное  и  тематическое  картографирование
имеет  большое  теоретическое  и  практическое  значение.
В  настоящее  время  значителен  спрос  на  карты,  содер¬
жащие  количественную  информацию  о  состоянии  среды
и  происходящих  в  ней  процессах.
 При  картировании  эродированности  территории  от¬
дельно  учитываются  смытость  почвы  и  густота  овражно¬
балочной  сети.  Средне-  и  мелкомасштабное  картирова¬
ние  смьдтости  осуществляется  выделением  на  карте  тер¬
риторий  (зон)  с  одинаковым  процентом’  почвы,  смытой
до  определенной  величины  и  рассчитанной  по  отноше¬
нию  ко  всей  площади  или  к  площади  земель,  использу¬
емых  в  сельском  хозяйстве.  При  крупномасштабном  кар¬
тировании  обычно  выделяются  зоны  определенной  степе¬
ни  смытости,  которые  увязываются  с  геоморфологически¬
ми  или  ландшафтными  особенностями  местности  и
характером  использования  земли.  Здесь  возникает  ряд
проблем,  главные  из  которых  —  выделение  почв  разной
степени  смытости  (принятие  классификационной  систе¬
мы)  и  интерполяция  или  экстраполяция  эксперимен¬
тально  определенной  степени  смытости  на  необследован¬
ные  участки  территорий.  Первая  из  этих  проблем  уже
рассмотрена  (см.  п.  3.2),  остановимся  на  втброй/  .
 Полевые  работы  по  определению  смытости  почвы
заключаются  в  заложении  шурфов  или  отборе  проб  по
профилю  склона.  При  камеральной  обработке  по  полу¬
ченным  результатам  намечаются  границы  зон.  Далее  раз¬
розненные  профили  объединяются  на  карте  для  прове¬
дения  линий-границ  почв  разной  степени  смытости.  Ин¬
терполяция  этих  линий  для  необследованных  территорий
проводится  субъективно  с  учетом  качественного  пред¬
ставления  исследователя  об  изменении  степени  смы-
 106

тости  в  зависимости  от  рельефа  местности.  В  то  же  вре¬
мя  эта  часть  работ  может  быть  выполнена  на  основе
объективного  количественного  метода,  сущность  которо¬
го  основана  на  использовании  модели  смыва,  отражаю¬
щей  влияние  рельефа  (3.52)  и  экспозиции  (3.68).  Конеч¬
но,  величина  смытости  не  равняется  интенсивности  смы¬
ва.  Однако  для  склонов,  все  части  которых  однотипно
использовались  в  течение  всего  периода,  она  пропорцио-.
нальна  интенсивности  смыва.  Поэтому,  воспользовав¬
шись  общей  структурой  формулы  для  .рельефного  фак¬
тора  смыва  (3.52),  можно  рассчитывать  величину  умень¬
шения  гумусового  горизонта  для  любой  части  склона.
 Практически  это  выполняется  следующим  образом:
1.  Приняв  (табл.  3.6)  соответствующее  значение  показа¬
теля  степени  при  уклоне  и  р=0,5,  а  также  заменив  диффе-
 Д/я
 ренциал  на  приращение  ,  определяем  по  всем  имею¬
щимся  профилям  значение
 п  =
 	д//г
 1,5/я
 д/я
 Д/.
 (3.60)
 Здесь  ДН  г  —  изменение  мощности  гумусового  гори¬
зонта  почвы;  ДНГ/  =НГ9—Нг  (где  НГ9  —  мощность  гу¬
мусового  горизонта  для  несмытой  почвы,  Нг  —  то  же
для  смытой).  2.  По  характеристикам  -профиля  склона,
задавшись  /(Д)  и  Д,  рассчитываем  ДНГ:
 ’  ДНгШ-1,5(3.61)
 При  этом  величина  а  для  любой  точки  склона  опре¬
деляется  по  интерполяции  между  двумя  соседними  про¬
филями,  по  которым  имелись  фактические  данные.  Иног¬
да  имеется  возможность  принимать  осредненное  значе¬
ние  а  для  склонов  одной  экспозиции.  Пересчет  а  для
промежуточных  экспозиций  —  см.  далее  (3.68).  Вся  про¬
цедура  расчета  по  формулам  (3.60,  3.61)  может  быть  ав¬
томатизирована  до  выдачи  координат  зон  разной  степе¬
ни  смытости  с  помощью  любой  малой  ЭВМ.
 Уже  отмечалось,  что  при  выделении  смытой  почвы
трудно,  а  иногда  невозможно  найти  эталон  сравнения.
Подчас,  например,  маломощный  чернозем  оказывается
не  самостоятельным  родом  почвы,  а  смытым.  По  этим
 107

же  причинам  зачастую  вообще  не  обнаруживается  смы-
тость  дерново-подзолистой  почвы,  так  как  степень  опод-
золенности  и  степень  смытости  подразделяются  по  одно¬
му  и  тому  же  признаку  выраженности  горизонта  А2
[67].  Учитывая  эти  и  ряд  других  особенностей  процес¬
са  почвообразования  и  водной  эрозии,  ряд  исследовате¬
лей  (А.  С.  Козменко,  В.  П.  Лидов,  К.  Л.  Холупяк,
Н.  К.  Шикула,  С.  С.  Бракин  и  др.)  рекомендуют  при
выделении  смытой  почвы  учитывать  наличие  на  склоне
ложбин  и  потяжин  (гофрированность  склонов).  Прав¬
да,  четкие  и  доказанные  рекомендации  по  количествен¬
ной  оценке  связи  гофрированность  —  смытость  пока
отсутствуют.  И  все  же  представляется  целесообразным
учитывать  гофрированность  как  вспомогательный  пока¬
затель  смытости.  В  качестве  количественной  характе¬
ристики  гофрированности  можно  принять  плотность
продольных  углублений  на  склоне,  т.  е.  их  общее  коли¬
чество  на  единицу  ширины  склона  [66].  При  этом  возни¬
кают  свои  трудности.  Дело  в  том,  что  достоверно  лож¬
бины  выделяются  лишь  на  некоторых  частях  склона:
для  прямого  —  чаще  на  нижних,  для  выпуклого  —  на
средних.  Использование  этого  индикатора  смытости  на
других  частях  склона  затруднительно,  а  иногда  и  просто
невозможно,  так  как  ложбины  могут  быть  заравнены
системой  обработки.  Здесь  расчетный  метод,  может  ока¬
заться  незаменимым:  установив  закономерности  измене¬
ния  ДНГ  по  длине  склона,  только  уже  не  для  профиля,
а  для  трансекта  (полосы  репрезентативной  ширины,  что¬
бы  учесть  возможные  изменения  смытости  почвы  на
представленной  части  склона),  находим  величину  а  и
увязываем  ее  с  плотностью  продольных  углублений.  Для
определения  границ  зоны  разной  степени  смытости  необ¬
следованных  участков  в  дальнейшем  уже  используются
 не  только  параметры  /, 	но  и  плотность  продоль¬
 ных  углублений,  по  значению  которой  находится  величи¬
на  а
 При  средне-  и  мелкомасштабном  картировании  смы¬
тости  имеются  .попытки  использовать  карты  уклонов:
задавшись  средними  значениями  /  и  приняв  средневзве¬
шенное  значение  /  для  территории,  пытаются  оценивать
смытость.  Сама  по  себе  идея  использования  карты  ук¬
лонов  при  картировании  смытости  очень  заманчива.  Од¬
 108

нако  в  данном  случае  задача  решается  некорректно  из-
за  криволинейной  зависимости  между  ДН,  /  и  I.  Здесь
требуется  математически  более  обоснованная  система
расчета,  причем  обязательно  увязанная  с  методом  опре¬
деления  среднего  уклона  участка  территории  и  средней
длины  склона.  Последний  вопрос  связан,  в  свою  очередь,
с  картированием  густоты  овражно-балочной  сети.
 Метод  картирования  густоты  овражной  или  овражно¬
балочной  сети  известен:  рассчитывается  густота  расчле¬
нения  (3.10),  которая  уже  и  картируется.  Нетрудно  убе¬
диться,  что  густота  овражно-балочной  сети  на  картах
разных  авторов  может  существенно  различаться.  Так,
для  северо-запада  МССР  по  карте  С.  С.  Соболева  [108]
расчленение  составляет  0,5—0,6  км/км2,  по  карте
Н.  И.  Дрозда  и  др.  [39]  —  0,3—0,6,  а  по  карте  почвен¬
ного  института  МССР  —  менее  0,1  км/км2.  Все  это  го¬
ворит  о  большой  условности  подобных  .карт,  поскольку
они  построены  на  формальной  основе,  без  выделения  ти¬
пов  рельефа,  что  в  свое  время  отмечал  еще  И.  П.  Гера¬
симов  [31].
 Другая  причина  расхождения  заключается  в  ис¬
пользовании  для  расчета  густоты  расчленения  карт
разного  масштаба.  В  то  же  время  в  картографии
давно  известен  метод  учета  масштаба  карты  для  получе¬
ния  «истинных»  значений  тех  или  иных  величин.
 •  Рассмотрим  наиболее  простой  из  них  применительно
к  нашей  задаче.  Для  одной  и  той  же  территории  опре¬
деляется  густота  расчленения'по  картам  разного  масш¬
таба  (не  менее  4).  Строится  график  связи  с1=((М),  где
й  —  густота;  М  —  масштаб.  Экстраполируется  кривая
связи  £?=/(М)  до  М=1:1.  Снятое  при  этом  значение
й  также  не  абсолютно  истинно,  но  оно  может  быть  при¬
ближено  к  этому  значению  настолько  близко,  насколько
полно  учтены  крупномасштабные  карты  порядка  1  :  5000
—1  :  10  000.  Естественно,  данная  работа  проделывается
лишь  для  опорных  участков.  Для  всех  остальных  рас¬
членение  определяется  по  рабочей  кар’ге.  Причем  истин¬
ное  расчленение  (приведенное  к  масштабу  1:1)  опре¬
деляется  введением  поправочного  коэффициента,  най¬
денного  для  опорного  участка.  Кроме  этого,  аналитиче¬
ское  выражение  связи  ¿=./(М)  при  геоморфологическом*
подходе  позволяет  дополнить  существующие  характерис¬
тики  типов  рельефа  объективным  критерием.
 109

При  наличии  карты  густоты  расчленения  воз¬
можно  определение  средней  длины  склона.  Приняв
 П 		 П
 а  2/=Л/-(где 	—  длина  -  расчленения;
 11
 I  —  площадь  •  территории,  для  которой  рассчитыва¬
ется  й),  т.  е.  полагая',  что  вся  площадь  равномерно  по¬
крыта  эрозионными  формами,  нетрудно  получить
 si-p_  hLp  _  V  1=  l
V  nf  f'd  ¿p
 (3  62)
 При  схематизации  гидрографической  сети  в  виде
«раскрытой  книги»  отношение  площади,  примыкающей
к  эрозионному  размыву,  к  длине  участка  равно  удвоен¬
ной  длине  склона  21  ,  т  е  расстоянию  между  двумя  со¬
седними  формами.  Тогда  /с=  (где  /с  —  средняя
 длина  склона.  Причем  для  определения  1С  целесообразно
принимать  в  качесвте  <1  величину,  полученную  экстра¬
поляцией  ¿=/(М)  до  М=  1  :  1.  В  общем  виде
 (3.63)
 где  к  гс  —  коэффициент  гидрографической  сети.
 Исходя  из  работ  Р.  А.  Нежиховского  *[88]  и
А.  А.  Светличного  >[103],  наиболее  вероятное  значение
kc  для  элементарных  водосборов,  схематизированных  в
виде  трех  склонов,  —  от  2,50  до  3,20  (/СгС(ср>  =2,80).  Для
условий  более  сложного  строения  гидрографической  се¬
ти,  например,  для  водотоков  II  прядка  £гс  —2,30+2,40,
для  III  —  АТ  гс  =2,15  +  2,20.
 Учитывая  это,  целесообразно  проводить  уточнение
значений  с  использованием  (3.62,  3.63)  по  материа¬
лам  фактических  данных  для  отдельных  физико-геогра¬
фических  районов.
 3.6.2. 	Картирование  факторов
 поверхностного  смыва  и  смываемости  почвы
 Неоднократно  делались  попытки,  составить  карты
характеристик,  отражающих  степень  эрозионной  опас¬
ности  с  позиции  лишь  одного  какого-либо  компонента,
например,  климатического,  рельефного,  почвенного  и  др.
 110

Первоначально  к  решению  данной  задачи  подходили  с
позиции  качественной  оценки.  В  дальнейшем  появились
карты,  содержащие  количественную  информацию.  Одна¬
ко  общим  недостатком  таких  карт  остается  то,  что  кар-,
тировались  параметры,  которые  лишь  по  субъективному
мнению  исследователя  отражают  смыв  почвы  или  овраж¬
ную  эрозию.
 Н.  И.  Маккавеев,  рассматривая  общие  закономерно-
сти  эрозионнорусловых  процессов  в  качестве  первого
записывает  закон  нелинейности  связи,  т.  е.  закон  непро¬
порциональности  между  количественными  изменениями
факторов  и  эрозионных  процессов  [72].  Данное  утвер¬
ждение  имеет  множество  подтверждений.  Признание
этого  закона,  по  сути  дела,  исключает  возможность  кар¬
тирования  самих  факторов  для  количественной  оценки
эрозии.  Единственной  научной  основой  картирования
факторов  водной  эрозии  может  быть  какая-либо  уже  син¬
тезированная  группа  параметров  и  функций,  отражаю¬
щих  рассматриваемый  процесс  и  образующая  модель
явления.
 Картирование  гидрометеорологических  факторов  лив¬
невого  поверхностного  смыва  рассмотрим  на  примере
трех  описанных  выше  моделей.  А  В  уравнении  почвен¬
ной  эрозии  США  показатель  гидрометеорологических
условий  —  ливневый  фактор  /?  =  £к**зо  (см.  о.  3.5.2).
Этот  параметр  получен  простым  перебором  различных
характеристик  и  их  комбинаций.  Для  условий  США  он
имеет  наивысший  коэффициент  корреляции  с  величиной
смыва.  Существует  карта  ливневого  фактора  /?  для  всей
территории  США,  которая  построена  по  данным  метео¬
станций.  Б.  В  схеме  ГГИ  в  качестве  гидрометеорологи¬
ческого  фактора  ливневого  смыва,  принято  Нр%  —  зна¬
чение  суточного,  слоя  осадков  вероятностью  превышения
р=25%.  Эта  величина  пропорциональна,  в  свою  очередь,
Н1%,  карта  которой  уже  имеется.  В.  В  формуле  (3.57)
гидрометеорологическим  параметром  ливневого  смыва
является  Кш'.  При  синтезировании  параметра  учтена
физическая  сущность  процесса,  поэтому  Кш  численно
равен  произведению  мутности  потока  на  величину  .смыво¬
образующих  осадков,  которые  приравнены  величине
возможного  стока  в  эталонных  условиях.
 Параметр  Кгм  по  структуре  несколько  сложнее,  чем
#,  но  для  расчета  требует  примерно  тех  же  исходных
 111

данных  (см.  п.  3.5).  Так  как  все  расчеты  ведутся  на
ЭВМ,  это  обстоятельство  не  существенно.
 Остановимся  лишь  на  порядке  его  расчета  для  целей
картирования.
 Исходные  данные  для  расчета:  а)  суточные  значения
осадков;  б)  суточные  или  декадные  температуры  возду¬
ха;  в)  таблица  расшифрованных  значений  плювиограмм.
Порядок  определения  Кгм:  по  а)  и  б)  определяется  ин¬
декс  увлажнения  [18];  по  (3.50)  с  учетом  индекса  ув¬
лажнения  определяется  смывообразующая  интенсив¬
ность  осадков;  по  данным  плювиограммы  и  смывообра¬
зующих  осадков  определяется  Кгм  для  каждого  ливня
отдельно  (3.51).  Проводится  суммирование  К™  по  го¬
дам.  Рассчитываются  и  наносятся  на  карту  его  средние
годовые  значения.  По  значениям  проводятся  изолинии.
 Н.  И.  Игошин  рассчитал  по  этой  схеме  величины  Кгм
для  всех,  метеостанций  МССР  и  юго-запада  УССР.
Поскольку  период  наблюдения  за  осадками  по  плювио¬
графу  оказался  от  11  до  29  лет,  короткие  -ряды  (меньше
20  лет)  удлинены.  Для  этого  построены  кривые  обеспе¬
ченности  Кгм.  проведены  их  спрямление  и  экстраполя-.
ция.  По  рассчитанным  характеристикам  для  различных
метеостанций  получены  нормы  годовых  значений  КГм
(они  соответствовали  величине  Кгм25%-ной'обеспечен¬
ности).  По  норме  Кгм  построена  карта  изолиний  (рис.
3.4).  Для  отыскания  Кгм  другой  обеспеченности  необхо¬
димо  снятое  с  карты  значение  помножить  на  переходный
коэффициент  9,20  для  0,1%-ной  обеспеченности;  5,81—
для  1%-ной;  2,44  ^  для  5%-ной;  1,21  —  для  10%-ной;
0,25  —  для  50%-ной.
 В  качестве  гидрометеорологического  фактора  весен¬
него  смыва  может  быть  принята  величина  склонового
стока  или  точнее  склоновой  водоотдачи  5в.  Принимая
значение  5вс  как  произведение  запасов  воды  в  снежном
покрове  Хв.с  на  коэффициент  стока  Т1ст  .  всю  задачу  мож¬
но  разбить  на  части.  Первая  величина  определяется  по
материалам  гидрометеорологических  станций,  а  значе¬
ния  т)ст  —  согласно  специальным  исследованиям,  напри¬
мер,  в  работе  Н.  Н.  Бобровицкой  [21].
 Другое  решение  —  использование  в  качестве  такого
фактора  уже  картированного'  слоя  стока  за  период  по¬
ловодья.  К  сожалению,  эта  величина  получена  расчетом
по  данным  о  стоке  рек.
 112

Картирование  рельефного  фактора  поверхностного
смыва  имеет  свои  особенности.  Дело  в  том,  что  между
уклоном,  длиной  и  формой  склона,  с  одной  стороны,  и
смывом,  с  другой,  существует  нелинейная  связь,  поэтому
необходимо  картировать  не  эти  характеристики,  а  функ¬
цию,  которая  производна  от  уклона,  длины  и  формы
склона  и  определяет  процесс  смыва.
 Рис  3  4.  Карта  нормы  годовых  значений  КГм  ,  составленная
Н.  И.  Игошиным.
 В  упрощенном  варианте  может  быть  картировано  про¬
изведение  /л/°,5  =<!>(/,/),!•.  е.  рельефная  функция  смыва
для  прямого  склона.  Конечно,  не  исключается  картирова¬
ние  более  дробных  функций:  функций  уклона  /  "  и  функ¬
ций  длины  склона  /0  5.  В  любом  случае  необходимо  распо¬
лагать  исходной  информацией  об  уклоне  I  и  длине  склона.
Такие  данные  нельзя  снимать  с  карты  уклонов  и  карты
длины  склонов,  как  это  сейчас  делается.  Они  должны
быть  получены  для  ключевых  участков  непосредственно
с  гипсометрической  карты.  На  репрезентативных  ключе¬
вых  участках  намечаются  поперечные  профили  (тем  ча¬
 113

ще,  чем  слбжнее  рельеф  —  больше  густота  овражно-ба¬
лочной  сети).  По  данным  об  I  и  ДН  для  каждого  профи¬
ля  рассчитывается  Ф(/,  /),  целесообразно  предваритель¬
но  построить  номограмму  Ф(/,  /)=/(ДН,  /).  Далее  на¬
ходится  средневзвешенное  значение  Ф(/,  I)  для  террито¬
рии.  _При  расположении  профилей  через  равные  расстоя¬
ния  Ф(/,  /)  определяется  по  формуле
 $(/,  I)=-й5—  2  Ф  (А  0Л=  г-  2  (/Я/°*5;Л; 	(3.64)
 11 	2/, 	1
 1  1 	1
 при  неравномерном  —
 Ф(Л  /)  = 	2  Ф(/.  О*  А/,-  ^  2  (/п/0,5)<V/  ’ 	<3-65)
 2  д/.  > 	1
 1  '
 где  п  —  общее  число  профилей;  Д/  —  площади  склонов,
прилегающие  к  профилю,  т.  е.  это  произведение  длины
профиля  на  ширину  участка,  тяготеющего  к-  данному
 П
 профилю;  ^=2Д//  —  вся  площадь  ключевого  участка.
 1
 Целесообразнее  сам  ключевой  участок  разбить  на
2—4  части  для  анализа  и  последующего  осреднения
Ф  (/,  /).  В  дальнейшем  по  результатам  обработки  клю¬
чевых  участков  проводится  генерализация  полученной
информации  и  выделение  зон  разных  значений  Ф(/,  I).
Построение  карт  все  более  мелкого  масштаба  не  имеет
принципиальных  отличий  от  обычного  метода  генерали¬
зации  картографической  информации.
 Картирование  функции  рельефа,  учитывающей  про¬
филь  склона,  может  быть  выполнено  с  учетом  (3.64,
3,65)  на  малой  модели  ЭВМ  по  формуле  (3.53)  'или  да¬
же  (3.52),  учитывающей  характер  водосбора.
 3.6.3. 	Обобщенные  показатели  эродируемости
 Можно  предложить  несколько  обобщенных  показа¬
телей  эродируемости.  Например,  совмещенный  показа¬
тель  весеннего  и  ливневого  смыва  почвы.  Он  может
быть  получен  на  основе  уже  найденных  значений  Кг»,  и
5ВС  в  виде  величины  смыва  в  эталонных  условиях.  Если
 114

принять  в  качестве  таких  условий  оголенную  поверх¬
ность  пашни,  обыкновенный  чернозем,  уклон  /=  1%,  дли¬
ну  ¿=1  м,  то  можно  записать
 Г9=10-Ч12/См+£рв). 	(3.66)
 где  ИР9  —  показатель  смыва  почвы  для  эталонных  усло¬
вий,  т/га  за  год;  рв  —  значение  средней  мутности  скло¬
новых  потоков  во  время  весеннего  снеготаяния.
 Произведение  Ф(/,  /)  и  согласно  структуре  фор¬
мулы  (3.52)  —  обобщенный  показатель  поверхностного
смыва  почвы  для  условий  оголенной  поверхности.  Вели¬
чины  ^ъ  (3.66)  и  произведение  1^э  на  Ф  (/„  /)  могут
быть  картированы.
 С  хозяйственной  точки  зрения  одна  и  та  же  величина
смыва  почвы  должна  оцениваться  по-разному  в  зависи¬
мости  от  мощности  гумусового  горизонта.  Одно  дело,
когда  небольшой  слой  почвы  смыт  на  мощном  черноземе,
совсем  другое  —  на  подзоле.  Исходя  из  этого,  представ¬
ляется  удобным  для  оценки  и  картирования  применять
относительный  показатель  смываемости.
 Тс=  -г£—  =100  4^, 	(3.67)
 где  Нг  —  мощность  гумусового  горизонта,  см;  ДНГ  —
среднегодовой  слой  смываемой  почвы;  у  —  объемный  вес
верхнего  (0—10  см)  ее  слоя,  г/см?;  И7Э  —  смыв  почвы,
т/га. 	,
 Предлагаемый  показатель  Тс  (3.67)  является  вели¬
чиной,  имеющей  размерность  времени  —  год.  Физически
это  означает  количество  лет,  необходимое  для  полного
смыва  гумусового  горизонта  почвы  при  интенсивности
смыва.  И7Э  и  отсутствии  почвообразовательного  процес¬
са.
 Характеристикой  общей  эродируемости,  т.  е.  смыва,
овражной  и  русловой  эрозии,  может  быть  мутность  реч¬
ных  потоков,  карты  значений  которой  широко  использу¬
ются  в  научных  исследованиях.  Однако  помимо  карты
мутности  длц  характеристики  общей  эродированности
земли  можно  предположить  безразмерный  показатель
 п9Р  =  ю-6=5Г  ч—■ 	(3.68)
 пов'
 115

Здесь  П  9р  —  показатель  эродируемости,  пол  —сред¬
негодовой  слой  стока  рек,  мм;  рр  —  среднегодовая  мут-
ность  речного  стока,  г/м3;  ун  —  объемный  вес  наносов,
1Усм3;  х—5П0В  —  разность  среднегодовых  значений  осад¬
ков  для  водосбора  и  поверхностного  стока  рек  (причем
¿>пов  —  разность  полного  стока  и  грунтового  питания).
 Показатель  Пвр  (3.68)  —  наиболее  обобщенная  ха¬
рактеристика  эродируемости.

4. 	ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ  ВОПРОСЫ
ЭРОЗИОВЕДЕНИЯ
 4.1. 	ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ  ПРОЦЕССЫ  -  КАРКАС
 СИСТЕМООБРАЗУЮЩИХ  ОТНОШЕНИЙ  ГЕОСИСТЕМ
 Геосистема  —  это  определенный  тип  динамической
совокупности  природных  компонентов,  объединенных
однотипностью  функционирования  потоков  вещества  и
энергии.  Сами  потоки  также  составляют  систему.  При¬
чем  целесообразно  выделять  ведущую  и  производные
частные  системы.  В  качестве  ведущей  необходимо  при¬
нимать  ту,  законы  которой  выражают  функционирова¬
ние  остальных  частных  срстем.  Эту  ПСП  можно  считать
системообразующей.  Поскольку  водная  эрозия  —  про-,
цесс  разрушения,  перемещения  и  отложения  частиц  поч¬
вы  и  пород,  который  определяется  законами  движения
водных  потоков,  системообразующим  потоком  эрозион¬
ных  геосистем  будет  водный  поток  в  пределах  контакт¬
ного  слоя  (буферной  зоны)  ландшафта.
 Функционирование  водной  ПСП  непрерывно.  В  то
же  время  характер  этого  функционирования  все  время
меняется.  Для  большинства  элементарных  геосистем,
сформированных  на  основе  водной  составляющей,  мож¬
но  выделить  определенную  последовательность  чередо¬
вания  двух  резко  различных  периодов:  активного  и  пас¬
сивного,  а  также  двух-трех  промежуточных.  Актив¬
ный  период  функционирования  водной  ПСП  совпадает
с  периодом  превышения  интенсивности  осадков  над  ин¬
тенсивностью  впитывания,  т.  е.  с  периодом  водоотдачи.
После  окончания  водоотдачи  наступает  период,  в  кото¬
ром  механизм  функционирования  принципиально  изме¬
няется:  перемещение  влаги,  а  вместе'  с  ней  растворен¬
ных  веществ  протекает  по  совершенно  иным  законам.
Этот  период  можно  условно  назвать  пассивным.  Между
двумя  основными  периодами  нетрудно  выделить  проме¬
жуточные.  Данная  особенность  должна  учитываться
 117

при  анализе  потоков  воды,  в  том  числе  при  воднобалан¬
совых  исследованиях.
 4.2. 	УРАВНЕНИЕ  ВОДНОГО  БАЛАНСА  СКЛОНА
 Решенйе  многих  вопросов,  возникающих  при  изу¬
чении  эрозии  и  оценке  противоэрозионных  мероприятий,
требует  привлечения  воднобалансового  метода,  под  ко¬
торым  понимается  совместное  рассмотрение  и  сопостав¬
ление  количественных  характеристик  прихода,  расхода
и  изменения  запасов  влаги  в  пределах  геосистемы  или
ее  частей  за  определенные  промежутки  времени.  Обычно
результирующей  характеристикой  водного  баланса  при¬
нимается  изменение  влагозапасов.  Такая  постановка  за¬
дачи  при  изучении  водной  эрозии  как  процесса,  опреде¬
ляющегося  величиной  и  характером  стока,  существенно
ограничивает  возможности  самого  метода.
 Водный  баланс  склона  формируется  в  результате
взаимодействия  влагообменов:  внешнего  вертикального
(осадки  —  испарение  —  конденсация)*,  внутреннего  вер¬
тикального  (впитывание  —  фильтрация  —  поднятие  ка¬
пиллярной  и  парообразной  влаги)  и  горизонтального
(сток  —  внутрипочвенный  влагообмен).  Гидрологичес¬
кая  интерпретация  закона  сохранения  материи,  состав¬
ляющего  сущность  воднобалаисового  метода,  для  усло¬
вий  склона  может  быть  выражена  в  виде  элементарной
математической  модели
 ВЗн  +  Х+К  =  С  +  и  +  ВВ  +  ВЗк. 	(4.1)
 В  левой  части  управления  записаны  влагозапасы  на
начало  расчетного  периода  ВЗН,  осадки  X  и  конденса¬
ция  К  (за  расчетный  период);  в  правой  —  сток  С,  испа¬
рение  0,  внутрипочвенный  влагообмен  ВВ  (за  расчет¬
ный  период)  и  влагозапасы  на  конец  расчетного  перио¬
да  ВЗ*  .
 Для  упрощения  ВЗН  и  ВЗК  часто  заменяют  на  вы¬
ражение  ЧтАВЗ  =  ВЗк  —ВЗН,  которое  записывают  в
правой  части  уравнения  (4.1).
 Расчетные  интервалы,  за  которые  рассматривается
водный  баланс,  могут  быть  разных  категорий:  основные
и  вспомогательные.  К  основным  относим  гидрологичес¬
кий  год  и  сезоны,  к  вспомогательным  —  пентады,  дека¬
ды  и  т.  д.  В  литературе  сложились  два  принципа  уста¬
 118

новления  начала  гидрологического  года  [27].  Развивая
эти  принципы  применительно  к  любым  расчетным  ин¬
тервалам  времени,  их  можно  сформулировать  следую¬
щим  образом:  А.  В  пределах  выбранного  интервала
времени  должен  завершаться  полный  или  промежуточ¬
ный  циклы  накопления  и  расходования  влаги.  Полный
и  промежуточный  циклы  (которые  могут  быть  разного
порядка)  образуются  не  только  с  учетом  гидрометеоро¬
логической  цикличности  процессов,  но  и  вегетационных
циклов  (которые  для  больших  водосборов  не  имеют  су¬
щественного  значения).  Б.  Коррелятивная  связь  между
элементами  водного  баланса  и  в  первую  очередь  между
осадками  и  стоком  в  пределах  выбранного  расчетного
интервала  времени  -должна  быть  наиболее  тесной,  а
изменение  влагозапасов  ДВЗ  —  наименьшим.
 При  использовании  балансовых  моделей  наибольшее
внимание  уделяется  балансовой  разности  (сальдо),  нет¬
то-  и  брутто-  ресурсам  (продукции).  Однако  значение
таких  моделей  для  раскрытия  функционирования  гео¬
системы  ограничено.  Как  было  сказано,  геосистемам,
сформулированным  на  основе  функционирования  водной
составляющей,  свойственны  разные  периоды  активнос¬
ти.  Причем  каждому  из  периодов  присущ  принципиаль¬
но  отличный  ведущий  механизм  функционирования.  Ис¬
ходя  из  этого,  более  удобна  иная  запись  уравнения  вод¬
ного  баланса,  учитывающая  последовательные  -генети¬
ческие  однородные  фазы  формирования  водного  режи¬
ма.  В  уравнении  (4.1)  на  фоне  непрерывно  меняющихся
величин  конденсации  и  испарения  осадки  и  сток  могут
рассматриваться  дискретными  величинами,  для  которых,
пренебрегая  испарением  во  время  выпадения  осадков,
правомерна  запись
 Л-=ПН-С  +  П3, 	(4.2)
 где  П  —  просачивание;  ПЗ  —  поверхностное  задер¬
жание  в  искусственных  или  естественных  углублениях.
В  период  между  осадками
 П  +  ПЗ  +  К=и+ВВ  +  ДВЗ. 	(4.3)
 Такая  форма  записи,  впервые  предложенная  А.  Н.  Бе-
фани  в  1958  г.,  как  бы  выделяет  в  нечто  самостоятель¬
ное  формирование  П  и  ПЗ,  являющиеся  расходными
 119

элементами  для  условий,  описанных  уравнением"  (4.2),
и  приходными  для  (4.3).  Если  оба  эти  уравнения  выра¬
жают  баланс  воды  для  всей  геосистемы,  то  последнее
описывает  водный  баланс  только  ее  части  —  почво
грунта.
 Данный  прием  пока  еще  не  приблизил  нас  к  возмож¬
ности  продуктивного  использования  балансовых  урав¬
нений  для  характеристики  функционирования,  посколь¬
ку  система  уравнений  (4.2,  4.3)  по-прежнему  выражает
всего  лишь  элементы,  принимающие  участие  в  функцио¬
нировании.  Возможности  этих  уравнений  несколько
расширяются,  если  запишем  каждый  член  уравнения  в
виде  суммы  или  даже  двойной  суммы:
 Здесь  л  —  число  случаев  выпадения  осадков  или  тая¬
ния  снега;  р  —  число  периодов  без  осадков;  )  —  поряд¬
ковый  номер;  I  —  время;  Апр,  А  —  интенсивность  прито¬
ка  и  оттока  поверхностных  вод;  I  —  интенсивность  осад¬
ков;  л  —  интенсивность  впитывания;  г*,  Е*,  Т*,  и*  —  со¬
ответственно  интенсивности  конденсации,  исцарения,
транспирации  и  внутрипочвенного  (внутригрунтового)
оттока;  у  —  интенсивность  изменения  запасов  почвен¬
ной  влаги.
 Конечно,  уравнения  (-4.4,  4.5)  еще  не  раскрывают
всего  закона  (механизма)  функционирования,  но  позво¬
ляют  представить  его  процесс.
 (4.4)
 120

4.3. 	ОЦЕНКА  СОСТАВЛЯЮЩИХ
ВОДНОГО  БАЛАНСА  СКЛОНА
 4.3.1. 	Атмосферные  осадки
 Поскольку  осадки  составляют  по  сути  приходную
часть  водного  баланса,  правильное  определение  их  ко¬
личества  —  важнейший  этап  работы.  Известно,  что
часть  осадков  задерживается  на  поверхности  растений,
а  затем  расходуется  на  непродуктивное  испарение.  Ве¬
личина  задержанных  осадков  колеблется  в  зависимости
от  их  характера  и  особенно  от  характера  растительного
покрова  до  2  мм  за  один  дождь.
 Таблица  4.1.  Приближенная  величина  осадков,  задержанные
растительностью  в  разные  периоды  ее  развития,
мм  за  1  ливень
 I  Период  развития
 1\уло1  у  ра
 I  '
 II
 III
 Зерновые  колосовые
 0,00—0,25
 0,25—0,70
 0,70—1,00
 Картофель
 0,00—0,20
 0,20—0,80
 0,80—1,25
 Кукуруза
 0,00—0,15
 0,15—0,70
 0,70—1,50
 Многолетние  травы-
 0,50—0,90
 0,90-1,60
 1,00-1,80
 Многолетиие  травы
после  укоса
 -
 0,50—0,60
 0,60—0,70
 Ориентировочное  представление  о  величине  задер¬
жанных  осадков  дает  табл.  4.1,  составленная  нами  по
исследованиям  различных  авторов,  приведенным  в  рабо¬
те  А.  Г.  Булавко  [27].  Развитие  растений  условно  пред¬
ставлено  (табл.  4.1)  градациями,  которые  соответству¬
ют  примерно  следующим  межфазным  периодам.  Зерно¬
вые  колосовые:  1)  всходы  —  кущение;  2)  кущение  —
колошение;  3)  колошение  —  полная  спелость.  Карто¬
фель:  1)  всходы  —  образование  боковых  побегов;  2)  об¬
разование  боковых  побегов  —  появление  соцветий;
3)  появление  соцветий  —  увядание  ботвы.  Кукуруза:
1)  всходы  —  5-й  лист;  2)  5-й  лист  —  выметывание  сул¬
тана;  3)  выметывание  султана  —  созревание.  Много¬
летние  травы.  Могут  быть  сеяными  и  естественными.
 121

Различаются  в  первую  очередь  густотой  травостоя.
Древесная  растительность.  В  зависимости  от  породы,
возраста  и  полноты  задерживает  от  0,5  до  5,0  мм  осад¬
ков  за  один  дождь.
 Необходимо  помнить,  что  в  уравнение  водного  балан¬
са  должны  входить  только  активные  осадки,  т.  е.  с
учетом  величины,  задержанной  растительностью.
 Работами  многих  исследователей  установлено,  что
даже  в  условиях  равнинного  рельефа  количество  осад¬
ков  увеличивается  с  повышением  местности  над  уров¬
нем  моря.  Как  показало  обобщение  различных  исследо¬
ваний,  проведенное  А.  Г.  Булавко  [27],  увеличение  ко¬
личества  осадков  на  каждые  100  м  повышения  местнос¬
ти  различно  (от  7—10  до  20—27%),  но  в  среднем  со¬
ставляет  10—15%  на  нижнем  уровне  высотной  града¬
ции.
 Влияние  рельефа  на  перераспределение  жидких  осад¬
ков  приводит  к  их  перераспределению  даже  в  пределах
одной  высотной  градации.  Сказывается  оно  двояко:во-
первых,  в  изменении  площадей  орошения  (чем  больше
уклон  местности,  тем  больше  площадь,  на  которую  при¬
ходится  одно  и  то  же  количество  осадков);  во-вторых,  в
изменении  направления  и  силы  ветра,  влияющем  на
характер  выпадения  осадков.
 Известно,  что  под  слоем  осадков  х  понимается  коли¬
чество  влаги,  выпавшее  на  горизонтальную  площадку.
При  вертикальном  падении  капель  на  склон  с  углом  на¬
клона  а  будет  приходиться  количество  осадков  хс,  мень¬
ше  на  величину,  равную  отношению  горизонтальной  пло¬
щади  к  наклонной,  т.  е.  хс=хсоза.  При  наличии  ветра
капли  падают  уже  под  углом  к  склону.  Приняв  средний
угол  падения  капель  относительно  горизонта  за.  и  ис¬
ходя  из  того,  что  количество  осадков  на  склоне  для
плоской  задачи  обратно  пропорционально  расстоянию
между  местами  падения  капель,  нетрудно  получить:
 (sin{3±  а)  ^
sinp
 (4.6)
 Зависимость  (4.6)  пригодна  только  для  наветренных
(знак  +)  или  подветренных  (знак  —)  склонов,  но  не
промежуточных.  Устранить  этот  недостаток  можно  вве¬
дением  в  формулу  функции  cos  (В  ,  —  ас),  где  В,  —  на¬
правление  ветра  в  градусах,  ас  —  азимут  склона.  Выра¬
 122

жение  (4.6),  взятое  со  знаком  +  ,  после  разложения
числителя  по  формуле  сложения  и  введения  cos(BB  —
ас)  во  второй  член  формулы,  который  учитывает  влия¬
ние  угла  падения  капель  относительно  склона,  будет
иметь  следующий  вид:
 -ус='лс  [eos«  + 	eos(Вв-  ac)]kA.  (4.7)
 В  формуле  (4.7)  введен  параметр  kXi  отражающий
несоответствие  принятой  схемы  и  реального  процесса
перераспределения  осадков,  связанного  с  переносом
части  капель  с  наветренного  склона  в  зону  относитель¬
ного  ветрового  затишья.  Дело  в  том,  что  вертикальная
составляющая  ветра  на  наветренном  склоне  замедляе1
падение  мелких  капель  и  снежинок  и  усиливает  их  вы¬
падение  на  некотором  расстоянии  от  вершины  подвет¬
ренного  склона,  куда  они  переносятся  под  действием  го¬
ризонтальной  составляющей  ветра.
 Перераспределение  снежного  покрова  еще  в  боль¬
шей  степени  зависит  от  рельефа  местности.  Оно  начина¬
ется  при  его  выпадении  и  продолжается  перемещением
под  действием  ветра.  Как  правило,  с  наветренных  скло¬
нов  часть  снега  сдувается  и  откладывается  в  местах
ветрового  затишья.  Некоторое  представление  о  рас¬
сматриваемом  процессе  дают  материалы,  приводимые
Г.  А.  Черемисиновым  [125].
 Как  видно  из  средних  данных  за  1948—1951  гг.  по
району  Кузнецкой  сельскохозяйственной  опытной  стан¬
ции  Пензенской  области  при  господствующих  ветрах
южного  направления  (табл.  4.2)  на  распределении  сне¬
га  сказывается  также  форма  склона.  На  выпуклом  скло¬
не  в  направлении  его  нижней  части,  где  располагаются
большие  уклоны,  мощность  снежного  покрова  уменьша¬
ется.  На  выпукло-вогнутых  склонах  наименьшая  высо¬
та  снега  оказывается  в  наиболее  выпуклой  и  крутой
части.  В  вогнутой  части  склона  высота  снежного  покро¬
ва  увеличивается,  достигая  максимума  на  шлейфе.
 .  В  распределении  снега  велико  значение  эрозионного
расчленения.  Исследования  И.  С.  Гришина  [35]  показа¬
ли,  что  на  учасГках  снегомерных  съемок  с  увеличением
расчленения  территории  мощность  снежного  покрова
заметно  уменьшается.  Здесь,  очевидно,  часть  снега  сду¬
вается  в  эрозионные  борозды,  овраги  и  балки.  Посколь¬
 123

ку  эрозионное  расчленение  зависит  от  рельефа  местнос¬
ти,  распределение  снега  должно  коррелировать  и  с  ук¬
лоном  и  не  может  не  сказаться  на  изменении  стока  в
зависимости  от  уклона  (особенно  в  малоснежную  зиму).
 Таблица  4  2.  Высота  снежного  покрова  на  различных  склонах,см
 Элемент  склона
 Экспозиция  склона
 северная  |
 западная
 южная  1
 восточная
 Выпукл
 о-в  огнутый  склон
 Водораздел
 26,4
 18,9
 17;2
 19,7
 Верхняя  часть
 17,5
 11,4
 8,1
 9,6
 Средняя  часть
 23,1
 17,3
 13,6
 14,8
 Нижняя  часть
 29,7
 28,1
 21,1
 24,0
 Шлейф
 46,0
 36,2
 25,3
 .31,5
 Выпуклый
 склон
 Водораздел
 35,1
 26,7
 22,3
 29,7
 Верхняя  часть
 27.3
 -  24,8
 19,6
 23.2
 Средняя  часть
 21.5
 17,1
 14,3
 17,3
 Нижняя  часть
 12.8
 9,6
 7,1
 10,0
 За  счет  этого  процесса  с  ростом  уклона  будет  умень¬
шаться  склоновый  сток,  но  увеличиваться  сток  в  русло¬
вой  сети.  Нужо  иметь  также  в  виду,  что  в  условиях  эро¬
зионного  расчленения  коэффициент  стока  для  водосбо¬
ра  —  условная  величина,  так  как  запасы  воды  в  снеге
определяются  на  относительно  нерасчлененных  участ¬
ках.
 4.3.2. 	Просачивание  и  поверхностный  сток
 Правая  часть  уравнения  (4.2)  включает  просачи¬
вание  П,  поверхностный  сток  С  и  поверхностное  задер¬
жание  ПЗ.  Сумма  этих  составляющих,  если  пренебречь
испарением  за  период  выпадения  осадков,  равняется  ве¬
личине  активных  осадков.  Что  касается  величины  ПЗ,
то  для  склонов,  на  которых  не  проводится  специальная
 124

ЩозаДерживающая  обработка  почвы,  ata  со^авлйю-
щая  очень  мала  и  быстро  трансформируется  в  П.  В  при¬
водораздельной  части  склона  величина  ПЗ  может  быть
весьма  существенной  при  наличии  там  замкнутых  пони¬
жений  в  виде  блюдец,  подов,  зандровых  полей  и  отло¬
жений  конечных  морен.  Такие  понижения  могут  подчас
достигать  значительных  размеров  и  занимать  до  25—
35%  территории  с  возможным  слоем  аккумулированной
в  них  воды  до  70—108  мм  [86;  144].
 Просачивание  П  определяется  интенсивностью  впи¬
тывания,  которая  может  быть  выражена  формулой
[15;  17]  '
 М=М-£. 	(4-8)
 Здесь  А  —  коэффициент,  зависящий  от  дефицита
влажности  почвы:  Ко  —  параметр,  изменяющийся  в  за¬
висимости  от  типа  почвы  и  интенсивности  дождя.  Пока¬
затель  редукции  впитывания  во  времени  п  формулы
(4.8)  изменяется  с  учетом  стадии  впитывания.  Согласно
теоретическим  исследованием  п=0,50.  По  опытным  дан¬
ным  [116;  123],  эта  величина  колеблется  от  0,3(Гдо  1,2.
 Свойства  подстилающей  поверхности,  и  в  первую
очередь  свойства  почвы,  изменяются  под  действием  вод¬
ной  эрозии,  которая  тесно  связана  с  рельефом  местнос¬
ти.  Наиболее  полно  (хотя  и  с  разных  позиций)  освеще¬
но  в  литературе  влияние  рельефа  на  весенний  склоно¬
вый  сток.  Так,  А.  П.  Бочков,  обобщая  результать!  экс¬
периментальных  работ  ряда  исследователей,  приходит
к  выводу  о  связи  коэффициента  стока  со  средним  укло¬
ном  склона.  Для  ЦЧО  отмечено,  что  увеличение  уклона
с  10  до  20%  способствует  росту  стока  в  1,5—2,5  раза
[131].
 В  американской  литературе  вывод  о  влиянии  уклона
на  ливневый  сток  получен  по  результатам  эксперимен¬
тов  для  различных  условий  подстилающей  поверхности,
микрорельефа,  содержания  гумуса  и  др.  Для  пропаш¬
ных  культур  при  увеличении  уклона  на  10%  сток  возрас¬
тает  только  на  10%  [131].
 При  опытах  методом  искусственного  дождевания  об¬
наруживалось  уменьшение  впитывания  с  ростом  укло¬
на.  Н.  Ф.  Бефани  получила  зависимость  для  коэффици¬
ента  уклона  <р  (в  качестве  которого  принято  отношение
 125

величины  впитывания  на  склоне  к  величине  впитывания
на  горизонтальной  поверхности)  от  уклона  в  виде
 ср=  1—0,001  II, 	(4.9)
 где  /  —  уклон,  %  •
 Наличие  связи  уклона  со  стоком,  в  том  числе  анало¬
гичное  (4.9),  отмечается  другими  авторами.  А.  И.  Чебо¬
тарев  и  С.  И.  Харченко  на  основании  материалов  на¬
блюдений  на  логах  Дубовской  станции  ГГИ  пришли  к
выводу,  что  влияние  уклона  на  сток  имеет  место  в  мало¬
водные*  годы  и  полностью  отсутствует  в  многоводные
[131].
 Наконец,  М.  И.  Львович  и  Г.  В.  Назаров  считают,
что  если  влияние  уклона  на  величину  стока  и  существу¬
ет,  то  оно  скорее  заключается  в  перераспределении  сне¬
га.  Учитывать  же  другие  стороны  влияния  уклона  на
величину  стока  при  практических  расчетах,  по  их  мне¬
нию,  нельзя.
 Влияние  рельефа  на  впитывание  может  сказываться
в  сдвиге  ординат  гидрографа.  Увеличение  уклона  сопро¬
вождается  появлением  более  раннего  и  обильного  стока.
Причем  глубина  стекающего  потока  оказывается  тем
меньше,  чем  больше  уклон.  Примерно  так  же  проявля¬
ется  роль  длины  склона:  с  ее  ростом  при  прочих  равных
условиях  увеличивается  продолжительность  стекания  и
средняя  глубина  потока.  Изменение  глубины  приводит  к
изменению  гидравлического  градиента,  определяющего
скорость  впитывания.
 Наши  натурные  наблюдения  во  время  ливней  на  ес¬
тественных  склонах  показали,  что  можно  выделить  три
основные  формы  строения  ручейковой  сети,  определяю¬
щей  также  и  характер  распределения  глубины*  стекаю¬
щего  потока.  Первая  наблюдается  в  условиях  не  рас¬
члененного  эрозионными  размоинами  склона  и  большой
шероховатости.  Нарастание  глубины  в  этих  условиях
равномерно,  ее  изменение  поперек  склона  незначитель¬
но,  склоновый  поток  почти  не  расчленен  ручьями.  Вто¬
рая  форма  наблюдается  в  условиях  эрозионно-расчле¬
ненного  склона  и  большой  шероховатости  или  при  ма¬
лой  шероховатости,  но  не  расчлененном  склоне.  Водный
поток  в  этих  условиях  формируется,  как  правило,  в  ви¬
де  лент.  При  длительном  ливне  эта  форма  может  пере-'
ходить  в  третью  —  струйчатую  форму  стекания,  когда
 126

весь  склоновый  поток  представляет  собой  систему  ру¬
чейков,  наиболее  крупные  из  которых  образуют  струйча¬
тый  размыв.  Третья  форма  стекания  как  самостоятель¬
ная  чаще  возникает  в  условиях  расчлененного  склона
при  малой  его  шероховатости.  Надо  иметь  в  виду,  что
рассмотренные  формы  стекания  для  одних  и  тех  же  ус¬
ловий  склона  меняются  и  во  времени.  В  начальный  мо¬
мент  появления  водоотдачи  практически  всегда  наблю¬
дается  система  ручейков.  По  мере  включения  в  форми¬
рование  стока  все  новых  и  новых  частей  склона  эти  пер¬
воначальные  формы  в  зависимости  от  рассмотренных
условий  могут  трансформироваться.
 Экспериментальная  проверка  влияния  глубины
(слоя)  воды  на  впитывание,  выполненная  нами  мето¬
дом  заливных  колец,  показала,  что  десятикратное  уве¬
личение  слоя  (с  2  до  20  см)  приводит  к  увеличению  впи¬
тывания  примерно  на  20—25%.  Приближенная  оценка
роли  глубины  водного  потока,  проведенная  согласно
теории  склонового  стекания  А.  Н.  Бефани  для  условий
полного  стока  и  водоотдачи  в  0,5  мм/мин  при  различных
уклонах  с  учетом  обнаруженной  Тенденции  изменения
впитывания  в  зависимости  от  роста  слоя  воды,  выяви¬
ла  незначительность  влияния  уклона  на  данный  про¬
цесс.  Изменение  длины  склона  от  100  до  1000  м  может
увеличить  впитывание  на  склоне  до  7%,  зато  расчленен¬
ность  склона  эрозионными  ложбинами  без  учета  других
эрозионных  последствий  может  уменьшить  впитывание
до  10%.
 Другой  процесс,  в  результате  которого  реализуется
влияние  рельефа  на  впитывание,  заключается  в  измене¬
нии  времени  стока  после  прекращения  поступления  воды
на  склон.  С  увеличением  уклона,  уменьшением  длины
склона  и  степени  его  расчленения  это  время  уменьшает¬
ся,  а  значит,  уменьшается  и  впитывание.  Согласно  тео¬
ретической  схеме  А.  Н.  Бефани,  эта  зависимость  может
быть  выражена  следующим  образом:
 У=$т-/?т  =5т-а,^'* 	(4.10)
 где  У  —  слой  склонового  стока;  5Т  —  слой  водообразо-
вания;  —  слой  потерь  за  время  спада;  а.\  —  коэффи¬
циент,  зависящий  от  впитывающей  способности  почвы,
 127

строения  микрорельефа  склона  и  его  Шероховатости;
кх  —  интенсивность  впитывания,  средняя  во  времени  за
весь  период  спада,  /  —  длина  склона.
 На  основании  формулы  (4.10)  с  учетом  [16;  28;  51]
получаем,  что  двукратное  увеличение  уклона  (с  50  до
100%)  уменьшает  впитывание  на  спаде  примерно  в  1,2
раза,  двукратное  увеличение  длины  (со  100  до  200  м)
увеличивает  его  в  1,6  раза,  а  изменение  степени  расчле¬
нения  склона  эрозионными  ложбинами  (примерно  в  2
раза),  согласно  экспериментальным  данным,  приводит  к
изменению  впитывания  на  спаде  от  1,5  до  3,5  раз.  Об-
щий  эффект  Ях  на  суммарную  величину  впитывания
будет  заметным,  конечно,  лишь  для  сравнительно  ко¬
ротких  периодов  водоотдачи  или  для  склонов,  имеющих
большую  шероховатость.
 Третья  особенность  влияния  рельефа  на  впитывание
связана  с  изменением  микрорельефа.  Известно,  что  на¬
личие  замкнутых  понижений  на  склоне  увеличивает
впитывание.  Количество  этих  понижений,  их  емкость  за¬
висят  от  уклона  склона  и  степени  его  расчленения*
 Впитывание  воды  в  почву  зависит,  как  известно,  от
воднофизических  свойств  почвы  и  в  первую  очередь  о  г
свойств  ее  верхнего  слоя.  Изменения  этих  свойств  под
воздействием  водноэрозионных  процессов  могут  быть
подразделены  на  две  категории:  обратимые  и  необрати¬
мые.
 К  обратимым  отнесем  такие  изменения  состояния
поверхности  почвы,  которые  с  течением  времени  исче¬
зают,  например,  уплотнение  поверхности  и  разрушение
агрегатов  почвы  каплями  дождя  и  потоком.  Эти  изме¬
нения  под  действием  растительности,  микроорганизмов
и  хозяйственной  деятельности  человека  могут  быть  лик¬
видированы.  Необратимые  изменения  физического  со¬
стояния  поверхности  почвы  происходят  при  преоблада¬
нии  смыва  над  почвообразовательным  процессом,  что
приводит  к  появлению  смытой  почвы.
 Изменение  свойств  смытой  почвы  изучено  в  настоя¬
щее  время  подробно.  Не  останавливаясь  на  них,  приве¬
дем  лишь  самые  общие  выводы  преимущественно  для
черноземной  почвы  (табл.  4.3).  Второй,  третий  и  четвер¬
тый  показатели  таблицы  получены  в  результате  обоб¬
щения  как  наших  наблюдений,  так  и  данных  М.  Н.  За¬
славского,  Г.  А.  Черемисинова  и  др.
 128

5-5234
 Таблица  4,3.  Относительное  изменение  свойств  слоя  О—50  см  при  равной  степени  смытости  (за  единицу
приняты  свойства  несмытой  почвы)
 Свойства
 Значение  показателей  при  степени  смытости  почв
 С1абосммтая  1
 ;  |
сродчрсмытая
 ^  си^ьчосмытая
 Мощность  почвенных  горизонтов  (по  М.  Н.  За¬
славскому
 А
 0,50
 0,50—0,00
 В
 1,00
 1,00
 0,90—0,00
 Содержание  гумуса
 0,95—0,75
 0,75—0,50
 0,50—0,30
 Объемный  вес
 1,03—1,06
 1,05—1,12
 1,10—1,23
 Влажность  завядания
 0,98—0,96
 0,90—0,85
 0,75—0,6  5
 Порозность  (по  М.  Н.  Заславскому),  %
 Полная  влагоемкость  (по  М.  И.  Заславскому),  %
 1,00—0,95
 0,96—0,90
 .0,80—0,75
 0,98—0,95
 0,95-0,80
 0,85—0,70
 Водопроницаемость  (по  Г.  А.  Черемисинову)
 —
 0,72-0,64
 0,49—0,43
 Средний  урожай  разных  культур  (по  М.  Н.  За¬
славскому  и  Г.  А,  Черемисинову)
 Зерна
 1,00—0,80-
 0,80—0,60
 0,60—0,30
 Массы  зеленой
 1,00—0,90
 0,90—0,70
 0,65—0,45
 Зависимость  степени  смытости  от  уклона  и  рас¬
члененности  склона
 А.  Уклон  (по  А.  С.  Козменко),  %
 30
 30—50
 50—70  и  более
 для  черноземов
 50
 50—90
 90—120  и  более
 для  серых  лесных  почв
 35
 35—70
 60—120  и  более
 Б.  Число  ложбин  на  100  м  поперечного
сечения  в  абсолютных  значениях
 (по  А.  С.  Козменко)
 единичные
 3—5
 5—10  и  более
 Признаки  смываемости  почвы  [138]
Впитывание  воды
 0,85—0,75
 0,70—0,60
 0,60—0,50
 Мутность  потока
 1,10—1,20
 1,20—1,40
 1,40—1,60
 Показатель  смываемости
 1,30—1,50
 1,80—2,20
 2,50—3,00

Обобщение  разнообразных  экспериментов  позволило
выразить  аналитически  отношение  впитывания  на  смы¬
той  почве  к  впитыванию  на  несмытой  [138]:
 / 	\1.53
 /=0,47+0,53  ( 	, 	(4.11)
 где  н  Нг  —  мощность  гумусового  горизонта  соот¬
ветственно  смытой  и  несмытой  почвы.
 Принимая  /=  1,0  для  несмытой  почвы,  имеем  /=0,80;
0,65  и  0,55  соответственно  Для  слабо-,  средне-  и  сильно-
смытой  почвы.
 -  Обратимые-эроэионные  процессы  обусловлены  раз¬
рушением  и  уплотнением  поверхности  почвы  каплями
дождя  и  потоком  (эрозия  почвенной  структур).  Этот
процесс  определяется  мутностью  стекающего 	потока,
 взвешенные  частицы  которого  при  прохождении  через
почву  оседают,  закупоривая  поры  и  умейьшая  впитыва¬
ние.  На-основе-лабораторных  .исследований  .с  насыпной
почвой  получено,  что  изменение  установившейся  величи¬
ны  впитывания  ко  за  счет  мутности  подтекающей  воды
р  в  пределах  до  4  г/л  отвечает  следующей  зависимости:
 ¿¿  =  4,0  —  0,94  р0-8. 	(4.12)
 Таким 	образом,  влияние  эрозионных 	процессов  на
 впитывание  описывается  формулами  (4,11,  4,12).
 Влияние  уклона  на  впитывание  и  мутность  стекаю*
щего  потока  (естественные  склоны)  для  почв  разной
эрозионной  устойчивости  показано  в  работе  [138],  где
помещены  результаты  экспериментов  искусственного
дождевания  в  абсолютно  однородных  условиях  за  исклю¬
чением  уклона.  На  несмытом,  очень»  устойчивом  к  эро¬
зии  обыкновенном  черноземе  (Велико-Анадольская  вод¬
нобалансовая  станция,  лог  Пасечный)  с  ростом  уклона
впитывание  практически  не  меняется.  Для  эрозионно¬
неустойчивой,  среднесмытой  лесной  оподзоленной  почвы
(Придеснянская  воднобалансовая  станция)  увеличение
уклона  вызвало  значительный  рост  мутности  потока  и
некоторое  уменьшение  впитывания.  Здесь,  очевидно,
оказывает  влияние  различие  эрозионных  процессов  в
этих  условиях.
 Как  было  показано  ранее,  увеличение  эрозионного
процесса  на  поверхности-почвы  не  из-за  -изменения
 130

уклона,  а,  например,  из-за  увеличения  мощности  падаю¬
щих  капель,  также  уменьшает  интенсивность  впитыва¬
ния  [132;  138].  По  результатам  искусственного  дожде¬
вания  площадок  естественных  склонов  получено,  что  от¬
ношение  интенсивности  впитывания  при  данной  мощнос¬
ти  осадков  М  (  к  интенсивности  впитывания  при  М.{  =0
можно  приближенно  выразить  уравнением  [138]
 -о  м,
 ак  =  е  *, 	(4.13)
 где  ё  —  основание  натурального  логарифма;  о  к  —  ко¬
эффициент  (для  южного  слабосмытого  среднесуглинис¬
того  чернозема  ак  =0,00023);  М1  —удельная  мощность
капель.
 Опыты  показали,  что  ак  для  различных  интерва¬
лов  времени  в  пределах  45—50  мин  опыта  изменяется
примерно  одинаково.  Это  говорит  о  том,  что  энергетиче¬
ское  воздействие  капель  не  суммируется.  Тончайший
уплотненный’  слой  почвы,  который  наряду  с  другими
факторами  определяет  впитывание,  не  стабилен,  он  фор-
.мируется  и  здесь  же  разрушается  под  действием  тех  же
капель  и  стекающего  потока.  При  увеличении  М1  воз¬
растает  уплотнение  почвы,  но  усиливается  и  ее  разруше¬
ние.  Поэтому  влияние  предыдущего  уплотнения  оказы¬
вается  малозаметным.  Однако  влияние  М{  на  впиты¬
вание  не  остается  постоянным.  Если  почву  сильно
урлажнить  (при  слое  впитывания  более  80—100  мм),  то
первоначального  результата  достигнуть  нельзя.  Очевид¬
но,  при  длительном  увлажнении  почвы  основным  факто¬
ром  впитывания  будет  фильтрация  воды  в  нижележа¬
щие  слои  грунта,  и  относительная  роль  мощности  осад¬
ков  становится  малозаметной.  То  же  обнаруживается  и
при  весьма  большой  интенсивности  осадков  (3—4
мм/мин),  но  совсем  по  другой  причине.  В  таких  усло¬
виях  большая  разница  между  интенсивностью  впитыва¬
ния  и  осадков  приводит  к  образованию  слоя  воды  на
поверхности,  препятствующего  воздействию  капель  на
почву.  Согласно  (4.13),  при  интенсивности  осадков  око¬
ло  2,0  мм/мин  изменение  высоты  дождевальной  рамы  с
40  до  160  см  способствует  уменьшению  впитывания  при¬
мерно  на  25—30%.
 Этим  не  исчерпывается  влияние  рельефа  и  эрозион¬
ных  процессов  на  сток.  Можно  привести  и  другие  при¬
 5*
 ‘  131

меры  связи  между  рассматриваемыми  процессами.  На¬
пример,  Г.  А.  Черемисинов  нашел,  что  потери  влаги  за
40  дней  из-за  испарения  с  паровых  площадок  (6,25  м2),
влажность  которых  весной  была  доведена  до  полевой
влагоемкости  (а  в'течение  летнего  периода  площадки
поддерживались  в  чистом  виде  и  рыхлом  состоянии),  со¬
ставляли  для  несмытой  почвы  629  т/га,  для  сильносмы-
той  —  990  т/га.
 С  точки  зрения  оценки  стока,  уменьшение  запасов
влаги  на  смытой  почве  должно  повлечь  увеличение  впи¬
тывания.  Однако  так  бывает  далеко  не  всегда.  По  дан¬
ным  Г.  А.  Черемисинова,  ливень  в  35  мм,  выпавший  за
20  миН,  способствовал  на  одном  из  склонов  изменению
влНгозапасов  слабосмытой  почвы  с  947  до  1183  т/га
(т.  е.  на  226  т/га),  среднесмытой  —  с  812  до  881  т/га
(т.  е.  на  79  т/га).  Аналогичная  картина  наблюдалась  на
других  склонах.
 Таким  образом,  влияние  смытости  почвы  на  сток
через  изменение  влагозапасов  несопоставимо  мало  по
сравнению  с  изменением  впитывания.
 Влияние  рельефа  на  сток  может  проявляться  также
через  изменение  интенсивности  снеготаяния  при  соляр¬
ном  типе  весны  и  иссушении  почвы  на  склонах  разного
уклона  и  экспозиции.  Это  влияние  может  быть  выраже¬
но  коэффициентом  С„  рассчитанным  по  формуле  (3.59).
При  этом  параметр  П  в  необходимо  определить  по  экс¬
периментальным  данным.
 Поскольку  влияние  этих  факторов  на  величину  стока
(а  не  на  ее  составляющие)  по  указанным  оценкам  со¬
ставят  не  более  5—7%,  что  находится  в  пределах  точ¬
ности  измерения  величины  стока,  то  их  необходимо  учи¬
тывать  лишь  при  особо  подробных  экспериментах.  .
 Проанализируем  данные  о  стоке  по  материалам  Ни-
ждевицкой  стоковой  станции  (рис.  4.1).  Значения  коэф¬
фициентов  стока  и  характеристики  водосборов  заим¬
ствованы  из  работы  А.  Н.  Попова  [93].  Рассматрива¬
лись  несколько  факторов,  но  удалось  выявить  влияние
на  коэффициент  стока  лишь  уклона,  залесенности  и
площади  водосбора.  Привлечение  двух  последних  в  дан¬
ном  случае  необходимо  лишь  для  уточнения  роли  укло¬
на.  Как  видим  (рис.  4.1,  а),  влияние  уклона  оказалось
незначительным,  но  несколько  больше  для  среднегодо¬
вого  стока,  чем  для  стока  половодья.
 132

В  первом  случае  коэффициент  стока  примерно  пропор¬
ционален  У0-20,  во  втором  —  У0,08,  т.  е.  наибольшее  влия¬
ние  уклона  приходится  на  сток  ливневых  вод.  Судя  по
описанию,  роль  грунтового  питания  сколько-нибудь  су¬
щественно  прослеживается  только  для  бассейнов  р.  Де¬
вица  и  р.  Ясенек  (точки  1  и  2).  Именно  этим  и  объясня¬
ется  влияние  площади  водосбора  на  сток.  Можно  полу¬
чить,  что  коэффициент  стока  ливневых  вод  пропорцио¬
нален  уклону  уд<е  в  степени  0,6—0,7.  Реальнее  считать
все  же,  что  часть  такого  влияния  сказывается  через
грунтовое  питание  (хотя  оно  и  незначительно)  и  что
показатель  степени  при  уклоне  для  учета  его  воздейст¬
вия  на  сток  от  дождей  —  примерно  0,4—0,5.  Значитель¬
но  большая  роль  уклона  в  формировании  ливневого  сто¬
ка,  на  наш  взгляд,  также  объясняется  в  первую  оче¬
редь  особенностью  водноэрозионных  процессов.  Наблю¬
дения  за  мутностью  потоков,  образовавшихся  от  летних
осадков,  показывают,  что  во  время  выпадения  ливней
мутность  бывает  на  порядок  и  более  выше  мутности  ве¬
сенних  потоков.  Естественно  ожидать  различия  эрозион¬
ных  процессов  на  склонах  разного  уклона  и  как  след¬
ствие  —  разного  влияния  их  на  сток.  Однако  только
этим  вряд  ли  можно  объяснить  столь  существенное  раз¬
личие  роли  уклона  в  весеннем  стоке  и  стоке  в  летний
период.  Очевидно,  в  летний  период  возрастает  также  и
роль  эродированной  почвы  в  формировании  стока.  Вес¬
ной  же,  когда  верхний  слой  почвы  еще  не  полностью
оттаивает,  роль  смытости  почвы,  вероятно,  мала.
 Точки  1  и  2  (рис.  4.1,6)  для  годового  стока  и  точка
/  для  половодья  отклоняются  от  общей  закономерности.
Это  скорее  всего  объясняется  ролью  грунтового  пита¬
ния,  которая  (рис.  4.1,  а)  для  весеннего  половодья  на
р.  Ясенек  уже  малозаметна.  Обычно  изменение  коэффи¬
циента  стока  связывается  с  площадью  водосбора  /\
Иногда  утверждается  наличие  непосредственного  влия¬
ния  Р  на  сток,  по  крайней  мере  для  небольших  водо¬
сборов.  При  этом  приводятся  фактические  данные,  в
том  числе  и  материалы  по  стоковым  площадкам.  Одна¬
ко  обнаруженное  таким  образом  влияние  не  может
быть  объяснено  только  изменением  длины  склона.
 Напомним,  что  как  смытость  почвы,  так  и  мутность
потока  увеличиваются  с  ростом  длины  склона.  Сущест¬
вующие  стоковые  площадки  для  изучения  влияния  дли¬
 133

ны  склона  на  сток  располагаются  обычно  своими  ниж¬
ними  концами  примерно  на  одной  горизонтали.  Поэто¬
му  короткая  площадка  оказывается  на  более  смытой
почве  и,  как  правило,  вместе  с  ростом  длины  площадки
на  ней  уменьшается  доля  смытой  почвы.  В  зоне  избы¬
точного  увлажнения  расположение  нижних  концов  пло¬
щадок  на  одной  горизонтали  при  поднятии  уровня  грун¬
товых  вод  влечет  к  большому  удельному  увлажнению
короткой  площадки  по.  сравнению  с  длинной.  Это  может
способствовать  уменьшению  коэффициента  стока  с  рос¬
том  длины  площадки.  Обнаруживаемая  иногда  корреля¬
ция  между  коэффициентом  стока  и  уклоном  по  данным
разных  воднобалансовых  станций,  по-видимому,  опо¬
средованно  отражает  влияние  смытости  почвы,  так  как
практически  всегда  при  большем  уклоне  располагается
более  смытая  почва.
 Рис.  4.1.  Влияние  уклона  /,  залесенности  и  площади  водосбора  Р
на  коэффициент  стока  ^Ст  водотоков  Нижцедевицкой  стоковой
 станции:
 О  —  среднегодовой  сток,  ф  —  сток  половодье:  цифры  возле  точек*  пер¬
вая  —  номер  водотока  по  табл.  А  Н.  Попова  Г931.  вторая  —  площадь  во¬
досбора.  км’,  третья  —  залесенность,  %
 Итак,  исследования  показали,  что  влияние  рельефа
и  эрозионных  процессов  на  сток  целесообразно  рассмат¬
 134

ривать  совместно,  поскольку  'Эрозионные,  процессы,  с
одной  стороны,  зависят  от  рельефа,  с  другой,  —  опреде¬
ляют  многие  его  стороны.
 Наиболее  вероятное  изменение  стока,  под  влиянием
рельефа  может  происходить  при  следующих  условиях:
а)  в  малоснежные  зимы  с  увеличением  уклона  возмож¬
но  увеличение  стока  весеннего  половодья;  причем  роль
уклона,  очевидно,  будет  повышаться,  с  ростом  расчлене¬
ния  местности  овражно-балочной  сетью;,  б)  на  смытых
почвах  .склонов,  доля  которых-’обычно  возрастает  с  рос¬
том  уклона,-  возможно  увеличение  стока  с  ростом  укло¬
на;  для  стока  ливневых  вод  это  влияние  будет  больше,
чем  для  стока  талых;  в)  воздействие  сдвижки  гидрогра¬
фа  стока,  изменение  гидравлического  градиента  и  обра¬
тимых  эрозионных  процессов  под  влиянием  уклона  -и
длины  склона  может  сказаться  скорее  всего  лишь  для
отдельных  паводков;  по  изменению  величины  среднего¬
дового  стока  при  существующей  точности  постановки
эксперимента  оно  не  может  быть  обнаружено;  г)  на  це¬
лине,  в  лесу  и  на  других  неэродированных  и  эрозионно¬
устойчивых  поверхностях  влияние  уклона  не  будет  ска¬
зываться  на  величине  стока.  Сюда  не  всегда  можно  от¬
носить  л  залежь,  так  как  она  часто  представляет  собой
эродированные  бросовые  земли,  используемые  под
выпас.
 4.3.3. 	Испарение  и  конденсация  влаги
 Одна  из  составляющих  прихода  влаги,  согласно
уравнению  (4.1)  —  конденсация  водяных  паров  К.  Не¬
обходимо  обратить  внимание  на  установившееся  мнение
о  незначительной  доле  составляющей  в  общем  балансе.
Можно  предполагать,  что  в  целом  для  года  это  именно
так.  В  то  же  время,  как  показали  исследования
А.  В.  Швебс  [129]  в  районе  Молдавии  и  юга  Украины,
отдельные  периоды,  особенно  с  небольшой  влажностью,
давали  значительные  отклонения  от  общепринятого
мнения*.
 Что  касается  внутрипочвенного  стока,  то  он,  соглас¬
но  нашим  исследованим  [138],  может  возникать  по
пахотной  подошве  лишь  при  очень  переувлажненной
почве.  Методом  дождевания  его  удается  воспроизвести
при  искусственном  увеличении  впитывания,  например,
 •135

с  помощью  мульчирования  взрыхленной  поверхности
склона  соломой.  Однако  в  связи  с  общим  переувлаж¬
ненным  состоянием  склона,  при  котором  может  возни¬
кать  внутрипочвенный  сток,  вряд  ли  можно  ожидать
сколько-нибудь  существенных  изменений  водного  ба¬
ланса  склона  за  счет  этой  составляющей.
 Отток  влаги  при  прочих  равных  условиях  зависит  от
изменения  коэффициента  фильтрации  с  глубиной.  Со¬
гласно  А.  Н.  Бефани  [14],  более  высокое  значение  эмпи¬
рического  показателя  редукции  'п  в  формуле;  впитыва¬
ния  (4.8)  по  сравнению  с  теоретическим  связано  именно
с  тем,  что  водопроницаемость  почвы  падает  с  глубиной.
А.  Н.  Бефани  нашел,  что  для  юга  Украины  3/4,  в  то
время  как  теоретическое  значение  этого  параметра  —
0,5.  Как  следует  из  рабЪты  А.  И.  Будаговского  [25],  к
аналогичному  выводу  об  уменьшении  коэффициента
фильтрации  с  глубиной  пришел  Е.  И.  Цыпленкин;  к
такому  же  выводу  пришел  и  С.  А.  Захаров  [46].  Дан¬
ный  вывод  вполне  понятен,  так  как  пористость  обычно
убывает  от  верхнего  гумусного  горизонта  почвы  к  гори¬
зонтам  вмывания;  в  подпочвенных  горизонтах  она  мо¬
жет  вновь  возрастать  [99].
 В  уравнении  водного  баланса  осталась  нерассмот¬
ренной  величина  суммарного  испарения  И.  Существую¬
щие  приемы  измерения  испарения  основаны,  как  пра¬
вило,  на  весовом  методе  и  проводятся  в  условиях  не
склона,  а  ровного  места.  Расчетные  методы  позволяют
оценить  различие  не  самого  испарения,  а  испаряемости.
Испарение  при  прочих  равных  условиях  определяется,
как  известно,  приходом  радиации  и  силой  ветра.  Ско¬
рость  ветра  возрастает  к  вершине  склона.  Это,  естест¬
венно,  должно  привести  к  увеличению  испарения.  По
данным  лизиметрических  наблюдений  [148],  изменение
испарения  на  вершине  склона  может  быть  почти  в  2
раза  больше,  чем  у  подножья.  Однако  в  условиях  степ¬
ной  зоны  решающий  фактор  в  количественной  оценке
испарения  —  солнечная  радиация,  меняющаяся  в  зави¬
симости  от  экспозиции  склона.
 В  монографии  «Микроклимат  СССР»  [75]  приведе¬
ны  сведения  об  испаряемости  со  склонов  разной  экспози¬
ции,  вычисленной  по  радиационному  балансу.  Из  этих
данных  видно,  что  отношение  испаряемости  на  север¬
ных  и  южных  склонах  к  испаряемости  на  ровном  месте
 136

меняется  сколько-нибудь  заметно  лишь  для  уклонов
более  10°.
 Косвенно  оценить  влияние  экспозиции  на  испарение
удается  через  изменение  запасов  почвенной  влаги  в  за¬
висимости  от  величины  прямой  солнечной  радиации.  Ис¬
следования  [128]  позволили  записать  выражение  для
запасов  почвенной  влаги  на  склоне  определенной  экспо¬
зиции  в  зависимости  от  запасов  влаги  на  равнинном
участке,  согласно  которому  для  широты  50°  и  уклона
15°  разница  в  запасах  влаги  на  склонах  южной  и  се¬
верной  экспозиций  составит  33%.  При  уклоне  в  10°  эта
величина  уменьшается  до  24%,  а  при  5°  —  до  13%.
Причем,  изменение  влагозапасов  почвы  с  ростом  кру¬
тизны  склона  на  северном  склоне  в  сторону  увеличения
происходит  интенсивнее,  чем  на  юге  в  сторону  уменьше¬
ния.  При  углах  наклона  меньше  3°  разница  в  запасах
почвенной  влаги  практически  не  должна  наблюдаться.
 Рассмотрение  каждого  из  элементов  водного  балан¬
са  почвы  на  склонак  показывает,  что  это  очень  слож¬
ный  процесс,  определяемый  не  просто  многими  факто¬
рами,  но  и  сложными  взаимосвязями.
 Действительно,  с  одной  стороны,  увеличение  длины
салона  способствует  увеличению  слоя  стекающей  воды,
а  вместе  с  тем  и  впитывания,  но,  с  другой,  —  рост  дли¬
ны  склона  может  ухудшать  условия  впитывания  из-за
роста  мутности  потока  и  появления  в  нижних  частях
длинных  склонов  смытых  земель.  А  если  учесть,  что  как
поглощение,  так  и  испарение  зависят  от  степени  перво¬
начального  увлажнения  почвы,  то  станет  понятной  вся
сложность  проблемы.  Поэтому  особый  интерес  пред¬
ставляет  распределение  уже  сложившихся  запасов  вла¬
ги  на  склонах  как  интегральная  характеристика  изме¬
нения  элементов  водного  баланса.  Для  приближенной
оценки  характера  распределения  почвенной  влаги  на
склоне  использованы  специальные  съемки  влажности
почвы,  проводимые  преимущественно  в  летний  период.
В  результате  анализа  всего  материала  удалось  выде¬
лить  пять  основных  типов  распределения  запасов  влаги.
 I.  Склоны  прямые  или  вогнутые  с  однообразным  ме¬
ханическим  составом  почвы,  небольшим  изменением
эродированности  почвы  по  склону  и  равномерным  рас¬
пределением  растительности.  В  этих  условиях  наблюда¬
ется;  как  правило,  увеличение  запасов  влаги  по  мере
 137

удаления  от  вершины  склона.  На  вогнутых  склонах
процесс  протекает  несколько  быстрее,  особенно  с  появ¬
лением  намытой  почвы.  Процесс  накопления  влаги  от¬
мечается  и  на  слабовыпуклых  склонах  с  небольшим  из¬
менением  степени  эродированности.
 II. 	Те  же  склоны,  что  и  в  первом  случае,  и  склоны
выпуклой  формы  при  значительном  изменении  степени
эродированности  почвы.  Обычно  имеет  место  уменьше¬
ние  запасов  влаги  вниз  по  склону.  Иногда  -бывает  пер¬
воначальное  увеличение  влажности,  затем  по  мере  на¬
растания  эродированности'  оно  прекращается  и  начина¬
ется  падение  влажности.
 III. 	1)  Хотя  склоны  слабо  эродированны,  в  нижней
их  части  лучше  развита  растительность.  По  мере  уве¬
личения  растительной  массы  наблюдается  уменьшение
влажности  почвы  вниз  по  склону.  2)  Иногда  бывает
противоположная  картина:  внизу  склона  из-за  сильной
эродированности  растительность  развита  слабо,  поэтому
вследствие  неравномерной  транспирации  даже  при
больших  первоначальных  запасах  влаги  в  верхней  части
склона  наступает  момент,  когда  вниз  по  склону  наблю¬
дается  увеличение  влажности  почвы.
 IV. 	"  Выпуклая  или  выпукло-вогнутая  форма  склона  с
выраженной  бровкой,  к  которой  приурочена  почва  наи¬
большей  смытости.  Вниз  по  склону  может  наблюдаться
общее  нарастание  влажности  почвы,  но  на  средней  час¬
ти  наблюдается  не  только  замедление  этого  роста,  но  и
уменьшение  влажности.
 V. 	На  склонах  любой  формы,  степени  смытности  и
состояния  растительности  при  появлении  почвы  иного
механического  состава  происходит  резкое  нарушение
закономерности  формирования  почвенной  .  влаги  под
влиянием  рельефных  факторов.  При  облегчении  механи¬
ческого,  состава  влажность  почвы  уменьшается,  при  утя¬
желении  —  увеличивается.
 4.4. 	ВОДНОБЛЛАНСОВЫЙ  МЕТОД
РАСЧЕТА  СТОКА  И  ИСПАРЕНИЯ
 По  данным  периодических  наблюдений  за  влаж
ностью  делаются  попытки  охарактеризовать  сток  или
испарение;  принципиальных  возражений  это  не  вызыва¬
ет.  Однако  при  случайных  дискретных  измерениях
 .138

влажности  получаемые  таким  образом  характеристики
сомнительны.
 В  настоящее  время  имеются  разработки,  позволяю¬
щие  надеяться,  что  в  ближайшем  будущем  станет  воз¬
можным  проводить  непрерывные  наблюдения  за  влаго-
запасами  почво-грунтов.  Эти  измерения  в  сочетании  с
наблюдениями  над  осадками  позволяют  воднобалансо¬
вым  методом  приближенно  рассчитать  величину  стока
и  испарения.
 Не  вдаваясь  в  техническую  сторону'  вопроса,  рас¬
смотрим  использование  непрерывных  наблюдении  за
влажностью  почвы,  охватывающих  весь  слой  промачива-
ния.  Исходя  из  формулы  (4.1),  принимая  за  период
дождя  К=0,  И  =  0  и  учитывая,  что  ДВЗ  формируется
только  до  нижней  границы  промачивания,  т.  е.  ВВ  так¬
же  равно  нулю,  нетрудно  получить  средний  слой  стока
 С  = 	ДВЗ)Л=  г|](*-ДВЗ)Л 	(4.14)
 а  в  период  между  осадками  разность  испарения  и  кон¬
денсации
 Й-К  =  з  |дВЗ^=^-|]ДВЗЛ, 	(4.15)
 Здесь  £  —  длина  всего  склона,  //  —длина  части
склона,  для  котороиНфинимаются  осредненные  значения
х  и  ДВЗ,  причем  ДВЗ  является  средним  значением  из
измерений  ВЗ  по  поперечнику  (по  крайней  мере  в  3—4
характерных  точках  микрорельефа).
 Рассматриваемый  метод  с  несколько  большей  ошиб¬
кой  измерения  может  быть  применен  для  теплого  перио¬
да  года  и  в  условиях  существующих  способов  определе¬
ния  влажности  почвы.  При  этом  можно  рекомендовать
следующее:
 1) 	При  длине  склона  до  300  м  измерение  осадков
допустимо  проводить  одним  дождемером,  установлен¬
ным  в  середине  склона.
 2) 	Определение  влажности  осуществляется  в  2—3
поперечниках  склона.
 3) 	Методика  определения  влажности  может  быть
следующей:  съемка  влажности  по  склону  проводится
 139

до  глубины  промачивания  непосредственно  после  окон¬
чания  стока.  Детальная  съемка  делается  сразу  после
окончания  стокообразуюшего  ливня  и  2—3  раза  за  се¬
зон  в  период  между  ливнями.  В  остальное  время  может
проводиться  упрощенное  определение  влажности.  Упро¬
щение  допустимо  как  по  количеству  точек,  так  и  по  глу¬
бине  определения  влажности.  При  этом  целесообразно
применять  влагомер,  позволяющий  без  особых  затруд¬
нений  получить  ВЗ  до  глубины  50  см.
 4) 	Расчет  стока  можно  проводить  по  формуле  (4.14)
при  условии  надежного  измерения  ВЗ*  до  слоя  с  влаж¬
ностью,  не  превышающей  наименьшую  влагоемкость
НВ,  и  В3„  непосредственно  предшествующих  выпада¬
нию  ливня.  Естественно,  что  ВЗН,  как  правило,  восста¬
навливается  (©кстраполируется)  по  результатам  по¬
следних  измерений  ВЗ.
 5) 	Расчет  испарения  по  формуле  (4.16),  как  и  стока,
допустим  лишь  в  тех  случаях,  когда  обеспечено  опре¬
деление  ВЗ  во  всем  слое,  где  ВЗ>НВ.

5. 	СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
 ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ  МЕРОПРИЯТИЙ
 5.1. 	Подстилающая  поверхность
и  водная  эрозия
 б>1.1>  Влияние  предпосевной
 обработки  Па  сток  и  смЫв
 Области  контакта  различных  природных  сфер
всегда  оказываются  наиболее  мобильными  частями
природной  среды.  Из  них  самая  мобильная,  более  всего
подтверженная  негативным  последствиям  антропогенной
деятельности  —  область  контакта  поверхности  литосфе¬
ры,  гидросферы  и  атмосферы.  В  естественных  условиях
ее  развитие  контролируется  состоянием  биосферы,  по
мере  трансформации  которой  происходит  видоизмене¬
ние  в  строении  и  развитии  самого  контактного  слоя.
 В  понятие  подстилающая  поверхность  входит  верх¬
ний  слой  почвы  и  растительность  с  корневой  системой.
На  все  это  накладываются  результаты  различных  ме¬
лиоративных  мероприятий.  Подстилающая  поверх¬
ность  —  буферная  зона,  ослабляющая  и  предотвращаю¬
щая  неблагоприятные  природные  последствия.  Поэтому
ее  роль  в  развитии  ландшафта  особенно  проявляется  в
периоды  стихийных  природных  процессов.  При  исполь¬
зовании  земли  человек  коренным  образом  изменил  со¬
стояние  биосферы  в  области  подстилающей  поверхнос¬
ти.  Это  касается  в  первую  очередь  растительности  и  со¬
стояния  почвы.  Противоэрозионные  приемы  также  прак¬
тически  всегда  связаны  с  видоизменением  условий  под¬
стилающей  поверхности.
 Влияние  различных  свойств  подстилающей  поверх¬
ности  на  впитывание,  скорость  стекания  воды  и  другие
элементы,  динамики  поверхностно-склоновых  процессов
уже  рассмотрены  —  см.  гл.  3,  4  данной  работы,  а  также
[137].  Из  многих  факторов  этой  проблемы  проанализи¬
руем  в  ресурсном  аспекте  эрозиоведения  лишь  два  ос¬
новных:  предпосевную  обработку  почвы  и  растительный
 141

Покров.  Это  те  факторы,  Которые  формируют  фоновые
условия  образования  смыва  почвы:
 Несмотря  на  большую  историю  вопроса  существует
ограниченное  количество  полноценных  эксперименталь¬
ных  данных.  Разный  подход  к  материалам  наблюдений
породил  в  свое  время  широкую  дискуссию  [7;  13;  34;  54;
69;  70;  80;  92;  95;  106;  107;  1*19;  120;  124;  133;  140;  155].
Спорящие  стороны  широко  познакомили  читателей  с
историей  вопроса  и  высказываниями  ученых  .прошлых
леТ:  А.  П.  Бочкова,  М.  М.  Львовича,  Г.  В.  Назарова,
А.  И.  Чеботарева,  С.  И.  Харченко  и  др.
 В  связи  с  небольшим  количеством  однородных  экспе¬
риментальных  объектов  приходится  использовать  при
исследовании  материалы,  полученные  по  небольшим  во¬
досборам,  различающимся  уклонами,  залесенностыо,
площадями,  характером  сельскохозяйственного  примене¬
ния.  Естественно,  что  предварительно  разнородные  дан¬
ные  стремятся  привести  к  одним  условиям.  Однако  тех¬
ническая  сторона  процедуры  зависит.от  теоретической
разработки  всего  гидрологического  процесса,  нашего
понимания  роли  тех  или  иных  факторов  в  формирова¬
нии  стока.  Развитие  науки  в  целом  создает  условия  для
совершенствования  методики  обработки  этих  материа¬
лов.  С  такой  точки  зрения  опыт  и  интуиция  исследова¬
телей  прошлого  не  всегда  могут  быть  восприняты  без
критического  анализа:  «каждый  век,  приобретая  новые
идеи,  приобретает  и  новые  глаза»  (Г.  Гейне).
 По  сути,  основной  вывод  обеих  споривших,  сторон
сводился  к  тому,  что  рыхление  (чем  глубже,  тем  боль¬
ше)  увеличивает  водопроницаемость  и  водоемкость
почвы,  а  значит,  уменьшает  сток.  В  дальнейшем,  как  и
Следовало  ожидать,  появилось  существенное  дополне¬
ние:  прежде  всего  было  установлено,  что  роль  рыхле¬
ния  (пахоты)  тем  меньше,  чем  больше  запасы  воды  в
снежном  покрове,  т.  е.  чем  больше  сток.  В  годы  с  очень
большими  запасами  снега  влияние  зяблевой  пахоты  на
сток,  особенно  максимальный,  оказалось"  исчезающе  ма¬
лым  или  даже  увеличивало  сток  [124].  Учитывая  то,
что  смыв  формируют  не  обычные  (средние),  а  выдаю¬
щиеся  паводки,  позитивная  роль  зяблевой  пахоты  в  об-
щегеографическо'м  процессе  сомнительна.  Тем  более,
что  тот  же  самый  сток  (в  выдающийся  паводок)  проис¬
ходит  при-рыхлой,  легко  размываемой  (в  3-15  раз)  поч¬
 142

ве.  По  мере  появления  смытой  почвы  негативные  Послед¬
ствия  зяблевой  пахоты  возрастают  и  начинают  безуслов¬
но  преобладать  над  позитивными  на  склонах  со  значи¬
тельным  уклоном,  где  помимо  появления  смытой  почвы
интенсивнее  происходит  процесс  кольматации  и  хуже
физические  свойства  почвы.  Подробный  гидрологический
анализ  данной  ситуации  уже  проделан  —  см.  П.  4.3.2.
Следует  пЬдчеркнуть,  что  позитивные  стороны  зяблевой
паХоты  сказываются  в  увеличении  урожая  сразу  же,  в
этот  же  год.  Их  легко  учесть  и  обсчитать.  Негативные
же  последствия  накапливаются  nocteneHHO,  суммируют¬
ся  с  предыдущими,  разрушая  в  ряде  случаев  земельные
ресурсы,  но  их  нельзя  увидеть  на  фоне  позитивных
в  этот  же  год  или  даже  в  период  пятилетия.
 Нет  сомнения,  что  соотношение  позитивных  и  негатив¬
ных  сторон  зяблевой  пахоты  в  разных  физико-географи¬
ческих  условиях  различно.  Но  и  в  пределах  одного  при¬
родного  района  это  соотношение  меняется  в  зависимо¬
сти  от  рельефа  и  смытости  почвы.  Многочисленные  (но
приближенные)  расчеты  стока  и  смыва  почвы  для  усло¬
вий  центральных  и  южных  районов  Союза  с  всесторон¬
ним  учетом  роли  зяблевой  пахоты  приводят  к  выводу,
что  положительный  эффект  зяблевой  пахоты  преобла¬
дает  над  отрицательным  в  пределах  I  подсистемы  ПТУС.
Но  уж'е  во  II  подсистеме,  где,  как  правило,  уклоны  зна¬
чительны  и  почва  более  смыта,  негативные  последствия
начинают  преобладать,  .достигая  угрожающих  размеров
на  границе  с  III  подсистемой.  Зяблевая  пахота  в  преде¬
лах  III  подсистемы  равносильна  преднамеренному  усиле¬
нию  эрозии.
 В  последнее  время  все  шире  используется  плоскорез¬
ная  обработка  почвы.  История  ее  внедрения  в  качестве
средства  борьбы  не  только  с  дефляцией,  но  и  водной  эро¬
зией  интересна  тем,  что  обоснование  этого  метода  как
эффективного  средства  уменьшения  смыва  почвы  было
сделано  с  помощью  не  эксперимента,  а  численного  моде¬
лирования  ИЗО],  для  чего  использовалась  модель  вида
(3.35).  Понадобилось  почти  20  лет,  чтобы  получить  ана¬
логичный  вывод  (поверить  ему,  а  не  моделированию)  на
основании  трудоемких  полевых  экспериментов.
 Плоскорезная  обработка,  сохраняя  растительные  ос¬
татки  на  поверхности  склона,  способствует  сохранению
эрозионной  устойчивости  почвы  и  увеличению  шерохова-
 143

тостК,  а  значит,  уменьшению  мутносТи  стекающего  пото¬
ка.  Некоторое  увеличение  стока  по  сравнению  с  пахотой
при  обороте  пласта  с  позиций  охраны  почвы  как  ресур¬
са  полностью  окупается  общим  уменьшением  смыва.
Именно  плоскорезная  обработка  должна,  очевидно,
стать  основным  средством  рыхления  не  только  в  услови¬
ях  III  подсистемы  ПТПС,  но  и  II.
 5.1.2. 	Влияние  растительности
и  севооборота  на  смыв
 Наибольшие  различия  подстилающих  поверхностей
обнаруживаются  при  разных  видах  растительности.  По¬
нятие  вида  растительности  косвенно  включает  в  себя
учет  определенного  способа  послепосевной  обработки
почвы.  В  естественных  условиях  для  почвы  и  ландшаф¬
та  в  целом  растительность  —  основной  фактор  гомеоста¬
за.  С  позиций  формального  анализа  сложности  систем
естественная  растительность  всегда  обеспечивает  мак¬
симальное  значение  сложности.
 Важным  элементом  культуры  земледелия  является
смена  растительного  покрова  —  севооборот.  Известно,
что  монокультура  —  бич  почвы.  В  природе  ее  практиче¬
ски  не  бывает.  Естественные  сообщества  растений  обес¬
печивают  нормальный  почвообразующий  процесс.  В  ис¬
кусственных  условиях  такой  процесс  в  той  или  иной  ме¬
ре  выполняет  севооборот.  Эффективность  могла  бы  быть
большей,  если  бы  были  созданы  условия  для  выращива¬
ния  одновременно  нескольких  культурных  .злаков.  Этот
вопрос  изучается  пока  недостаточно.  Согласно  сообще¬
нию  Ж.  Дорста  [38],  в  некоторых  странах  уже  предпри¬
няты  попытки  разработать  списки  растений-сорняков
покровительственного  характера,  составляющих  совмест¬
но  с  культурными  растениями  нечто  вроде  естественной
системы  сообществ.
 Генезис  влияния  растительного  покрова  на  эрозию
рассмотрен  нами  ранее  [138].  Прямое  воздействие  рас¬
тительности  заключается  в  скреплении  частиц  почвы,
предохранении  от  ударов  капель  држдя,  увеличении  ше¬
роховатости  и  уменьшении  скорости  потока,  а  также  из¬
менении  режима  впитывания.  Косвенное  влияние  расти¬
тельности  обусловлено  изменением  физических,  химиче¬
ских  и  биологических  свойств  почвы.
 144

Таблица  51  Относительная  оценка  роли
 растительности  на  смыв  почвы
 Агрофон
 По
 Г  Конке
(1959)
 По
 Ван  До-
реку
(1956)
 Среднее
 (относи¬
 тельно
 пара)
 Обработанная  поверхность  (пар)
 —
 1,00
 Непрерывные  пропашные
 1,00
 1,00
 0,90
 Четвертый  год  пропашных  после
однолетних  трав
 1,00
 —
 0,90
 Третий  год  пропашных  после  зер¬
новых
 —
 .1,00
 0,90
 Третий  год  пропашных  после  од¬
нолетних  трав
 0,95
 6,95
 0,85
 Второй  год  пропашных  после  зер¬
новых
 1,00
 0,90
 0,85
 Второй  год*  пропашных  после  од¬
нолетних  трав
 0,80
 0,85
 0,75
 Второй  тод  пропашных  после  мно¬
голетних  трав
 0,70
 0,64
 0,60
 Пропашные  после  зерновых
 0,90
 0,65
 0,75
 Пропашные  после  однолетних  трав
 0,40
 0,45
 0,38
 Пропашные  после  многолетних
трав
 0,35
 0,35
 0,32
 Зерновые  после  трех  лет  пропаш¬
ных
 0,40

 0,36
 Зерновые  после  двух  лет  пропаш¬
ных
 0,35
 0,25
 ~  0,27
 Зерновые  после  одного  года  про¬
пашных
 0,23
 0,21
 Зерновые  после  кукурузы,  следую¬
щей  за  многолетними  травами
 0,25
 0,15
 0,18
 Зерновые  после  зерновых
 0,25
 0,20
 Зерновые  после  однолетних  трав
 0,15
 —
 0,14
 Зерновые  после  многолетних  трав
 0,10
 0,15
 0,12
 Однолетние  травы
 0,01
 0,02
 0,01
 Многолетние  травы
 0,005
 ,  —
 0,004
 Одна  и  та  же  культура  по-разному  влияет  на  смыв  в
зависимости  от  природных  условий  региона,  сортовых
 145

особенностей  и  режима  увлажнения.  В  маловодные  го¬
ды,  например,  различия  между  влиянием  пропашных  и
густопокровных  культур  несколько  меньшие,'чем  в  мно¬
говодные.  Велико  изменение  роли  растительности  в  за¬
висимости  от  фазы  ее  развития.  Однако,  пожалуй,  основ¬
ное  в  ресурсном  аспекте  —  последовательность  смены
растительного  покрова.
 Обобщение  оригинальных  и  опубликованных  данных
позволило  автору  оценить  роль  отдельных  видов  расти¬
тельности  в  осредненных  условиях  [138].  Применитель¬
но  к  уравнению  (3.57)  параметры,  зависящие  от  расти¬
тельного  покрова,  определяются  по  номограмме
(рис.  3.3).  Рассмотрим  (табл.  5.1)  влияние  отдельных
культур  на  смыв  почвы  для  каждого  года  севооборота
по  американским  источникам  —  материалы  Ван  Дорена
и  др.  [164]  и  Г.  Конке  и  др.  [59].  Этими  исследователя¬
ми  за  единицу  принимался  смыв  с  пропашной  культуры.
Помещены  (табл.  5.1)  осредненные  результаты,  приве¬
денные  к  оголенной  поверхности.
 Появившиеся  в  отечественной  литературе  данные  об
эффективности  различных  севооборотов  не  всегда  под¬
даются  аналогичному  обобщению  из-за  недостаточной
исходной  информации.  Однако  те  выводы,  которые  все
же  можно  сделать  на  основании  их  анализа,  не  противо¬
речат  указанным  материалам.
 5.2. 	Водозадерживающие  и  противоэрозионные
свойства  мульчирования
 Мульчирование  —  это  прием  искусственного  созда¬
ния  подстилки  (буферного  слоя),  в  чем-то  аналогично¬
го  лесной.  Природа  водозадерживающего  и  почвоохран¬
ного  эффекта  мульчи  также  аналогична  лесной  подстил¬
ке:  она  гасит  удары  капель  и  благодаря  большой  водо-
емкости  удерживает  в  себе  воду,  создавая  в  нижележа¬
щих  слоях  почвы  условия,  благоприятные  для  ее  интен¬
сивного  впитывания.
 Мульчирование  можно  подразделить  на  поверхност¬
ное  п  глубинное.  Первое  —  покрытие  мульчей  поверхно¬
сти  почвы.  Второе.—  заполнение  мульчматериалами  раз
личного  рода  траншей.  В  качестве  мульчи  могут  быть  ис¬
пользованы  материалы  органического  «ли  минерального
происхождения  и  искусственные.  Органическая  муль¬
 146

ча  —  это  растительность  и  ее  остатки.  Помимо  своего
прямого  назначения,  органическая  мульча  после  разло¬
жения  удобряет,  почву»  Мульча  минерального  происхож¬
дения  —  это  крупный  песок,  гравий,  мелкие  камни.  Если
органическая  мульча  целесообразнее  для  поверхностно¬
го  мульчирования,  то  минеральная  —  для  глубинного,
так  как  там  она  не  гниет  и  дольше  сохраняет  поглотите¬
льные  свойства  грунта.  Искусственная  мульча  —  обычно
продукт  химической  промышленности  или  ее  отходы.  Ча¬
ще  это  искусственные  пленки,  созданные  из  парафини¬
стого  отстоя  или  губчатые  вещества  типа  поролона.  Ис¬
кусственная  мульча  непосредственно  примыкает  к  поли¬
мерам,  применяемым  для  искусственного  создания  водо¬
прочной  структуры  почвы.
 Согласно  нашим  исследованиям  (табл.  5.2.),  при
мульчировании  взрыхленной  почвы  соломой  из  расчета
 2,5 	т/га  осадки  менее  100  мм,  выпадающие  с  интенсив¬
ностью  даже  более  3  мм/мин,  полностью  поглощаются.
Столь  высокая  поглотительная  способность  объясняется
тем,  что  мульча,  предохраняя  почву  от  удара  капель
дождя,  препятствует  созданию  на  поверхности  слабопро¬
ницаемого  уплотненного  слоя  и  способствует  равномер¬
ному  распределению  воды  по  различным  частям  нано¬
рельефа.  На  оголенной  почве  капля  воды,  не  успевшая
впитаться,  бьГстро  скатывается  в  понижение.  Туда  же  по¬
падают  другие  капли,  создавая  очаг  впитывания.  В  то
же  время  иные  участки,  преимущественно  возвышенные,
а  также  места,  занятые  криками,  поглощают  воду  им¬
пульсами  лишь  в  момент  соприкосновения  с  каплей.  Сов¬
сем  другое  дело  при  наличии  мульчи.  Капля  воды,  уда¬
рившись  о  мульчу  и  потеряв  свою  энергию,  медленно,  за¬
частую  разбившись  на  мелкие  частицы,  подходит  к  поч¬
ве.  Скатывание  капель  в  понижение  затруднено  из-за
значительной  шероховатости  поверхности.  Увеличение
шероховатости  уменьшает  скорость  стекающего  по  скло¬
ну  потока,  что  способствует  выпадению  частиц  почвы  из
водного  потока.  Кроме  того,  зимой  под  слоем  мульчи  зна¬
чительно  уменьшается  промерзание  почвы.  При  мульчи¬
ровании  склона  из  расчета  7  т/га  глубина  промерзания
почвы  уменьшается  почти  в  3  раза,  а  при  покрытии  поч¬
вы  соломенной  мульчей  из  расчета  18  т/га  промерзание
почвы  отсутствует  даже  в  очень  суровые  зимы  (591.  Му¬
льчирование  усиливает  жизнедеятельность  микроорга¬
 147

низмов,  уменьшает  в  3—4  раза  Испарение  и  увеличивает
скорость  инфильтрации  воды  в  почву  в  3,2—3,8  раза
1163].
 Таблица  5.2  Влияние  на  сток  и  смыв  мульчирования  почвы
«южный  чернозем»  соломой  по  материалам  искус*
ственного  дождевания  с  перерывом  между  1-ми  2*м
опытами  в  30  мин
 Вес
 соломы.
 т/га
 *
 опыта
 Интен¬
сивность
осадков,
мм/мин
 Время
 выпадения
 осадков,
 мин
 Слой
 осадков,
 мм
 Слой
 стока,
 мм
 Смыя
 почвы,
 т/га
 У  К  Л
 ОН  СК  Л  <
 )  н  а  *  7°
 0
 1
 2,05
 20
 41,0
 1,3
 0,02
 2
 2,53
 15
 38,0  .
 18,0
 2,44
 0,15
 1
 2,12
 20
 42,4
 0,3
 —
 2
 2,03
 15
 34,0
 6,3
 0,07
 0,50
 1
 1,80
 20
 36,0
 0
 0
 2
 1,98
 '  15
 29,7
 2,5
 0,05
 У  к  л
 он  с  к  л
 юна  Г
 0
 I
 2,02
 20
 40,5
 4,8
 0,53
 2
 2,04
 15
 30,7
 11,6
 1,16
 0,75
 1
 1,91
 20
 38,2
 0
 0
 2
 1,88
 15
 28,2
 1,2
 0,03
 1,50
 1
 1,88
 20
 37,6
 0
 0
 2
 1,90
 20
 38,0
 0,2
 —
 2,39
 17
 40,6
 7,8
 0,22
 2,50
 1
 1,97
 20
 39,4
 0
 0
 2
 1,95
 20
 38,9
 0
 0
 —
 3,24
 8
 25,9
 0
 0
 —
 2,85
 8
 22,8
 3,2
 0,06
 В  американских  исследованиях  [36]  отмечается,  что
покрытие  почвы  мульчей  более  эффективно,  чем  заделка
в  почву  органических  веществ.  Так,  количество  влаги,  со¬
хранившееся  в  почве  при  мульчировании  соломой
(5  т/га)  —  243  мм,  при  заделке  дискованием  ,—  173  мм,
при  запашке  —  153  мм,  без  мульчи  —  87—92  мм.  Там
же  приводится  фактический  материал  по  эксперимен¬
тальной  проверке  эффективности  мульчи.  Так  в  течение
2—3  дней  делянка  поливалась  искусственным  дождем  в
течение  16  часов  осадками  в  713  мм.  При  этом  впитыва¬
лось  614  мм.  В  то  же  время  на  обнаженную  почву  за  9,3
часа  подали  всего  346  мм,  впиталось  при  этом  147  мм.
 148

Коэффициенты  стока  —  0,86  и  0,43  соответственно.
Мульчирование  в  засушливых  районах  [36]  —  более
эффективное  средство  восстановления  плодородия,  чем
многолетние  травы.
 Искусственная  мульча  бывает  разного  вида.  Извест¬
ны  даже  случаи  применения  бумажных  лент.  Асфальто¬
вая  эмульсия,  парафинистый  отстой  и  другие  подобные
материалы  наносятся  на  поверхность  в  жидком  виде
(распыляются).
 Имеются  сообщения  об  очень  эффективной  мульче,
представляющей  собой  измельченные,  отходы  стиропо--
ра  —•  теплоизоляционного  пенистого  материала.  Буду¬
чи  запаханными  в  землю,  они  придают  ей  '  рыхлость,
которая  восстанавливается  даже  после  прохождения"  ав¬
томобиля  или  гусеничного  трактора.  Эффект  их  сохраня¬
ется  многие  годы.
 В  настоящее  время  предпринимаются  попытки  созда¬
ния  пластопоники  —  новой  области  использования  пени¬
стых  пластмассовых  материалов.
 Некоторые  из  них,  например  пластозоль  [41],  обра¬
зуются  из  взаимодействия  двух  жидких  компонентов
прямо  во  время  распыления.  После  нанесения  их  на  по->
верхность  почвы  создается  мульча,  которая  не  мешает
всходам  растений,  улучшает  водно-физические  свойства
почвы  и  практически  полностью  прекращает  сток  и
смыв.
 Все  это  ставит  мульчирование  в  ряд  самых  эффектив¬
ных  противоэрозионных  приемов.  Однако  до  сих  пор  оно
не  применяется  из-за  недостатка  самой  мульчи.  С  целью
экономии  при  борьбе  с  ливневой  эрозией  нами  рекомен¬
довано  вместо  сплошного  мульчирования  делать  полосы
из  мульчи  [130;  137].  При  частом  расположении  полос
они  мало  уступают  сплошному  мульчированию.  Дело  в
том,  что  высокая  поглотительная  способность  почвы  под
слоем  мульчи  остается  до  тех  пор,  пока  вся  почва  на  уча¬
стке,  включая  и  межполосные  пространства,  не  станеФ
пересыщена  водой.  Вода,  попавшая  на  полосу  мульчи  с
вышележащих  участков  быстро  теряет  свою  скорость,
движения,  и,  фильтруясь  через  слой  мульчи,  освобожда¬
ется  от  большей  части  взвешенных  частиц.  Кроме  того,
мульча  распыляет  концентрированные  струйки.  Этому
способствуют  оседающие  частицы.  В  микроруслах,  где
сконцентрированы  основной  сток  и  наносы,  под  дей¬
 149

ствием  мульчи  быстро  начинает  образовываться  конус
отложений,  который  по  мере  своего  роста  распластыва¬
ет  поток,  заставляя  его  растекаться  по  мульче  в  разные
стороны.
 Вода,  поглощаясь  под  слоем  мульчи,  имеет  .  большую
скорость  фильтрации  и  проникает  за  одно  и  то  же  вре¬
мя  всегда  глубже,  чем  на  открытой  поверхности.  Было
замечено,  что  в  большинстве  случаев  при  отсутствии  по¬
верхностной  мульчи  внутри  почвы  не  возникает  движе¬
ния  воды  даже  при  самых  продолжительных  осадках.
Объяснить  это  можно  тем,'  что  при  оголенной  поверхно¬
сти  в  результате  уплотнения  верхнего  слоя  почвы  впи¬
тывание  воды  становится  меньше,  чем  расход  ее  на  фи¬
льтрацию  в  нижележащие  слои.
 Другое  дело,  при  наличии  мульчи,  когда  налицо
очень  большое  (предельное)  впитывание.  Может  насту¬
пить  такое  состояние,  когда  почва  в  некотором  слое
достигает  полной  влагоемкости  и  вода  при  достаточном
градиенте  начинает  двигаться  внутри  слоя.  Поверхност¬
ный  сток  в  таком  случае  может  отсутствовать.  Явление
внутрипочвенного  стока  неоднократно  воспроизведено
нами  в  опытах  с  искусственным  дождеванием  на  юж¬
ных  и  обыкновенных  черноземах.
 Подобными  процессами  можно  объяснить  высокую
водопоглощающую  способность  полос  мульчи.  Оче¬
видно,  после  достижения  почвой  полной  влагоемкости
вода  из-под  полос  по  почвенным  порам  переместится
вниз  по  склону  —  на  участки,  не  занятые  мульчей.
 Рассмотрим  (табл.  5.3)  результаты  исйытания  полос
мульчи  шириной  3  м  методом  искусственного  дождева¬
ния,  в  частности  с  подтоком.  Опыты  подтверждают  боль¬
шую  водопроницаемую  способность  и  противоэрозион-
ный  эффект  полос  мульчи.
 Известно,  какое  большое  внимание  уделяется  лесо¬
мелиоративным  противоэрозионным  мероприятиям,  осо¬
бенно  лесополосам.  Бесспорно,  что  лесополосы  обла-.
дают  высоким  водорегулирующим  и  противоэрозионным
эффектом.  Кроме  того,  они  благоприятно  влияют  на  вет¬
ровой  режим  и  снегозадержание.  В  некоторых  случаях
вместо  лесных  полос  для  борьбы  с  водной  эрозией  целе¬
сообразно  применять  полосы  мульчи.  Солома  или  другие
остатки  растительности,  уложенные  на  разрыхленную
поверхность  в  виде  сплошного  слоя  из  расчета  6—7  т/га
 150

Таблица  53  Влияние  мульчирования  на  водопоглощение  и  эрозию  почвы  при1  искуственном  дожде
и  подготовке  воды  (обыкновенный  суглинистый  сильно-  и  среднесмытый  чернозем)
 Слой
 Слой
 №
 Характеристика  площадки
 осадков,
 мм
 стока,
 мм
 Смыв
 почвы.
 т/га
 Примечание
 Щадки
 Средняя
 интенсивность
 Средняя
 осадков.
 интенсивность
 мм/мин
 стока,  мм  /мин
 1
 Вскопана  на  1  штык;
 208,00
 0,00
 0,0
 В  течение  последних  14  мин
 покрыта  сплошным  слоем  муль¬
чи  (солома,  5  т/га)
 1,76
 0,00
 опыта  осуществляется  подток  из
расчета  20,8  л/мин;  по  пахотной
 подошве  появляется  внутрипоч-
венпый  сток
 2
 Аналогично  площадке  1,  но  без
 122,00
 21,30
 3,2
 —
 мульчи
 1,36
 0,2*4
 В  течение  последних  5  мин  опы¬
 3
 Вскопана  на  1  штык;
 154,10
 0,00
 0,0
 покрыта  мульчей  из  стеблей  ку¬
курузы  примерно  на  85%  види¬
 1,47
 0,00
 та  осуществляется  подток  из
расчета  20  л/мин;  по  пахотной
 мой  поверхности
 подошве  появляется  внутрипоч-
венный  сток
 А
 Аналогично  площадке  3,
 111,40
 6,55
 0,9
 —
 т
 но  без  мульчи
 1,35
 0,08
 С
 Вскопана  на  1  штык;
 112,00
 4,00
 0,0
 —
 О
 покрыта  мульчей  из  стеблей  ку¬
курузы  на  70%
 1,68
 112,40
 0,05
 10,00
 1,8
 _
 £
 Аналогично  площадке  5,
 О
 1.51
 .  0,14
 но  без  мульчи

и  предохраненные  от  раздувания  ветром,  по  своим  стоко¬
удерживающим  свойствам  могут  заменить  лесную  полосу
такой  же  ширины.  Для  предотвращения  выдувания  со¬
ломы  и  другой  мелкой  мульчи  можно  рекомендовать
двуслойное  мульчирование: 	нижний  слой  из  легкой
 мульчи  (солома,  4—5  т/га),  верхний  —  стебли  крупных
растений  (кукуруза,  подсолнечник,  кустарник,  2—Зт/га).
Такая  двуслойная  полоса  будет  устойчива  к  возденет^
вию  ветра  и  улучшит  свои  водопоглотительные  свойст¬
ва.  Эффект  мероприятия  проявляется  сразу  же  после
создания  полос,  чего  нельзя  сказать  о  лесополосах.  По¬
этому  иногда  до  того,  как  образуется  лесная  подстил¬
ка  и  лесополоса  обретет  свои  водопоглотительные  свой¬
ства,  водные  потоки  разрушают  насаждения.  'Чаще  все¬
го  такое  можно  наблюдать  в  местах  концентрирован¬
ного  стока,  у  вершин  оврагов  и  т.  д.  В  сочетании  с  дру¬
гими  приемами  полосы  мульчи  могут  быть  применены
и  при  борьбе  с,  оврагами  в  местах  распыления  и  пере¬
хвата  стока.  И,  наконец,  в  отличие  от  лесных  полос  по¬
лосы  мульчи  не  препятствуют  движению  сельскохозяй¬
ственных  машин.
 Следует  отметить,  что  в  ряде  случаев  снегозадержи¬
вающие  свойства  лесных  полос  имеют  вредные  послед¬
ствия,  что  отмечал  еще  А.  С.  Козменко  [56],  На  эрози¬
онных  склонах  накопление  сугробов  снега  вдоль  водоза¬
держивающих  лесных  полос  подчас  способствует  обра¬
зованию  размывов.  В  подобных  условиях  полосы  из  му¬
льчи  окажутся  более  эффективными,  так  как  они  не  спо¬
собствуют  дополнительному  задержанию  снега.  В  то  же
время  зимой  слой  мульчи  предохранит  почву'от  глубоко¬
го  промерзания,  что  повысит  водопоглотительные  свойст¬
ва  почвы  ранней  весной.
 Полосное  мульчирование  применимо  и  на  виноград¬
никах.  Очевидно,  там  полосы  должны  быть  в  виде  вали¬
ков,  идущих  вдоль  рядов  посадки.  Такие  валики  не  пре¬
пятствуют  обработке  междурядий  и  в  то  же  время  задер¬
живают  сток.  Создание  валиков  целесообразно  в  пер¬
вую  очередь  в  местах  образования  размоин.  При  форми¬
ровании  двуслойных  валиков  в  качестве  верхнего  слоя
можно  применять  отходы  самого  виноградника.
 Необходимо  учитывать  и  отрицательную  сторону  по¬
лосного  мульчирования:  его  применение  ведет  к  неравно¬
мерному  оттаиванию  и  созреванию  почвы,
 152

5.3. 	ПРИЕМЫ.  ОСНОВАННЫЕ  НА  ИСКУССТВЕННОМ
СОЗДАНИИ  ВОДОПРОЧНОЙ  СТРУКТУРЫ  ПОЧВЫ
 В  естественном  *  состоянии  почва  обладает  высокой
противоэрозионной  устойчивостью.  Потеря  гуминовых
кислот  и  других  диспергирующих  веществ  в  результате
эрозии  приводит  к  ослаблению  противоэрозионной  устой¬
чивости.  По  мере  раскрытия  генезиса  склеивания  поч¬
венных  частиц  последовали  попытки  искусственного  фор¬
мирована  этих  процессов  внесением  в  почву  нужных  ве¬
ществ.  Опробованы  материалы  нескольких  типов  [41]:
полимерные  препараты  каучукового  типа  (латексы),
пластмассового  типа  (акрилы)  и  некоторые  отходы  неф¬
тяной  и  сланцевой  промышленности  (жидкие  смолы).
 Изучение  искусственного  оструктуривания  широко
проводилось  агрофизическими  методами.  Наиболее  пол¬
ное  изложение  вопроса  —  в  работе  И.  Б.  Ревута  и  др.
[96].  В  большинстве  своем  исследования  данного  напра¬
вления  основывались  на  определении  содержания  и  ско¬
рости  изменения  количества  водопрочных  агрегатов.  Не
анализируя  подробно  имеющиеся  материалы,  приведем
лишь  некоторые  общие  выводы  о  влиянии  структурооб¬
разующих  препаратов  на  сток  и  смыв  почвы:  структуро¬
образующие  полимеры  повышают  содержание  водопроч¬
ных  агрегатов  на  5—40%;  резко  возрастает  количество
агрегатов  размером  более  1  мм;  полимеры  снижают
шотность  почвы  и  увеличивают  ее  порозность  и  црдопро-
шцаемость;  количество  необходимого  препарата  и  про¬
должительность  его  действия  зависят  от  химической
природы  структурообразования  и  почвы.
 Недостаток  большинства  исследований  по  химическо¬
му  воздействию  на  почву  —  то,  что  в  качестве  индика¬
тора  эффективности  используются  лишь  лабораторные
методы  определения  водопрочности  почвенных  агрега¬
тов,  которые  чаще  всего  не  воспроизводят  и  не  модели¬
руют  реального  процесса  водной  эрозии.  Даже  самый
совершенный  из  них  [96]  позволяет  оценить  степень  раз¬
рушения  водой  почвенных  агрегатов,  помещенных  в  ко¬
лонку  сит.  Поскольку  колонка  сит  осуществляет  колеба¬
тельные  движения  в  стоячей  воде,  в  опытах  не  имитиру¬
ется  естественная  гидравлика  потока.  Полученные  та¬
ким  образом  данные,  безусловно,  характеризуют  некото¬
рые  физические  свойства  почвы,  но  водную  эрозию  они
 .153

отображают  лишь  опосредованно.  Причем  функция  свя¬
зи  никем  никогда  не  определялась.  Возможно,  при  агро¬
физических  исследованиях  без  подобных  методов  иссле¬
дования,  в  частности  исследования  ‘химических  способов
воздействия  на  эрозию,  обойтись  сложно,  но  и  ограни¬
чиваться  лишь  их  применением  недопустимо.
 С  целью  дальнейшего  изучения  специфических  сто¬
рон  воздействия  химических  структурообразователей  на
водноэрозисщные  свойства  почвы  и  сам  процесс  нами
проведены  несколько  серий  опытов  с.  применением  цир¬
куляционного  потока  и  искусственного  дождевания.  В
качестве  структурообразующего  препарата  использовал¬
ся  полиакриламид;  почвы  —  обыкновенный  и  южный
черноземы.
 Одна  из  серий  опытов  была  посвящена  влиянию  по¬
лиакриламида  на  интенсивность  разрушения  частиц  в
водном  потоке.  Опыты  проводились  в  лотке  специальной
конструкции  [138].  В  результате  эксперимента  устанав¬
ливалась  зависимость  между  гидравлической  круп¬
ностью  частиц  (скоростью  их  падекия  в  стоячей  воде)  и
длиной  пройденного  пути.  Анализ  полученных  материа¬
лов  осуществлялся  после  построения  кривых  разруше¬
ния  частиц  почвы  в  водном  потоке.
 Три  стадии  про¬
цесса  разрушения
частиц  описанны  —
см.  п.  3.5.  На  первых
двух*  стадиях  разру¬
шение  целиком  опре¬
деляется  •  эрозион¬
ной  водопрочнос-
тью  почвы  и  может,
быть,  в  свою  оче¬
редь,  характеристи¬
кой  даннойвеличины.
 Рассмотрим  (рис
5.1)  кривые  интен¬
сивности  .  разруше¬
ния  частиц  почвыг
обработанной  полиакриламидом  и  не  обработанной.
В  данной  серии  опытов  и.во  всех  последующих  бралось
0,01%  полиакриламида  от  веса  почвы.  Для  верхнего
горизонта  0—10  хм  разрушение  агрегатов  почвы  в  пото-
 Рис.  5.1.  Кривые  разрушения  час¬
тиц  почвы  южного  средиесмытого
чернозема  в  водном  потоке:
 0—обработанные  полиакриламидом.  X—
без  обработки  [и>^  —  гидравлическая
крупность,  см/с,  ¿'—длина  пути,  км]-
 154

ке  происходит  не  столь  резко,  однако  через  1,9  км  пути
крупность  частиц  как  обработанных  полиакриламидом,
так  и  не  обработанных  одинакова.  Для  слоя  почвы  10—
20  см  вообще  не  обнаруживается  влияние  полиакрила¬
мида,  а  для  40—60  см  наблюдается  обратная  картина,
т.  е.  после  обработки  полиакриламидом  частицы  имели
меньшую  гидравлическую  крупность.  В  целом  налицо
небольшой  эффект  полимера  лишь  для  верхнего  гори¬
зонта  почвы.  Отсутствие  его  влияния  для  нижних  гори¬
зонтов  объясняется,  очевидно,  химическим  составом
почвы.  Небольшое  склеивающее  действие  полиакрила¬
мида  также  не  распространяется  глубоко  в  агрегат  поч¬
вы,  а  ограничивается  поверхностными  слоями.  Для  ча¬
стицы,  лежащей  на  поверхности  почвы,  этого  вполне  до¬
статочно,  чтобы  значительно  увеличилась  ее  устойчи¬
вость  к  разрушнию.  Но  если  она  вовлеклась  в  поток,  то
под  его  действием  поверхностная  корочка  агрегата,  про¬
питанная  полимером,  разрушается  быстрее,  что  осво¬
бождает  остальные  микроагрегаты,  способствуя  разру¬
шению  частиц  с  такой  же  интенсивностью,  как  и  без
обработки.
 почвы  обыкновенного  слабосмытого  чер-  •
 нозема  в  водном  потоке:
 /  —  1,0—0,5  мм,  2—  2.0—4,0  мм,  3  —  5,0—
 3,0  мм,  4  —  0,5—0,25  мм  (<*>/,  —  гидравлическая
крупность,  см/с,  А'  —  длина  пути,  км|
 Кривые  (рис.  5.2)  характеризуют  разрушение  аг¬
регатов  разного  фракционного  состава.  Здесь  налицо
 155

Таблица  5.4.  Влияние  полиакриламида  иа  сток  и  смыв  почвы  (почва  —  «южный  суглинистый  чернозем»)
 №
 X,
 Т.
 Рс.
 '  Примечание
 площадки
 мм
 мм
 ‘ст
 г/л
 мм/мин*
 г/л*
 г/сек*
 I  серия**:  почва  слабосмытая,  влияние  полиакриламида
 сразу  после  его  внесения
 1  ,  а
 148
 93,4
 0,63
 20,0
 1,85
 23,0
 0,71
 б/Х'<ч
 1
 135
 33,7
 0,25
 7,7
 1,21
 5,7
 0,11
 П  —А  —1,а****
 2
 165
 58,9
 0,36
 5,9
 1,50
 8,6
 0,22
 П  —А  —2,о
 2,  а
 ИЗ
 42,9
 0,38
 23,7
 1,90
 51,0
 1,61
 б/п
 1
 II  серия:
 почва  слабосмытая,
 влияние
 полиакриламида  для  озимой
 пшеницы  после  перезимовки
 3,  а
 155
 72,0
 0,46
 1,7
 1,80
 2,0
 0,06
 б/п
 3
 145
 67&
 0,46
 8,3
 1,90
 9,2
 0£9
 П_А  —3,о
 4,  а
 138
 86,0
 0,62
 10,0
 2,13
 11,5
 0,41
 б/п
 4
 139
 65,0
 0,47
 7,5
 1,85
 8,5
 0,26
 П  —  А  —  4,о
 III  серия:  почва  слабосмытая,  эффект  полиакриламида  при  повторном  дождевании
 5,  а
 121
 52,0
 0,43
 17,2
 2,10
 22,0
 0,77
 б/п
 •  /5
 123
 36,0'
 0,29
 7,9
 1,50
 8,0
 0,20
 П  —А  —5,  о
 6,  о
 116
 79,0
 0,68
 22,0
 2,11
 28,0
 0,99
 б/п
 6
 114
 32,0
 0,28
 7,1
 1,40
 9,0
 0,13
 П  —  А  —  6,  о

IV  серия:  почва  слабосмытая,  влияние  полиакриламида  при  внесении  его  за  10  дней  до  опыта
 7,а
 136
 56,0
 0,41
 13,0
 1,75
 14,0
 0,41  1
 б/п
 7
 123
 36,0
 0,29
 7,9
 1,70
 6,5
 0,18  |
 П  —  А  —  7,  а
 8,  а
 134
 61,0
 0,46
 7,8
 2,08
 28,0
 0,58
 б/п
 8
 1.16
 49,0
 0,42
 ел
 1,73
 7,2
 0,12  |
 П  —  А  —  8,а
 V  серия:
 влияние  полиакриламида  при
 снятии  верхнего  слоя  почвы
 ♦
 9
 128
 10,6
 0,08
 7,1
 0,56
 8,0
 0,07
 П  —  А  —  9,а
 9,  а
 131
 39,8
 0,30
 10,4
 1,81
 14,0
 0,49
 б/п
 10
 125
 13,0
 0,10
 —
 0,88
 2,8
 0,04
 П  —  А—  10,а
Снят  слой  0—20  см
 10,а
 125
 13,0
 0,10
 6,5
 1,86
 4,4
 0,14
 б/п.  Снят  слой  0—20  см
 11,  а
 133
 33,7
 0,25
 7,0
 2,06
 13,2
 0,46
 б/п.  Снят  горизонт  0—4(
 11
 133
 11,0
 0,08
 2,3
 0,44
 2,7
 0,02
 П  —А—  11,0
 Снят  горизонт  0—40  см
 VI  серия:
 лесная  полоса,  площадка  вскопана
 12  1
 118  1
 1  2,4  1
 I  0,02  |
 I  0,2
 I  0,19  1
 I  0,'2
 1  0,001
 П  —  А—  12,а
 12,  а  |
 166  |
 47,2  |
 1  0,28  |
 1  1.7
 1  0,85  |
 1  2,6
 |  0,040
 б/п
 VII  серия:  почва  слабосмытая,  серия  аналогична  первой
 13,  а  1
 138  |
 100  1
 0,72  |
 5,4  |
 2,40  1
 6,5  1
 1  0,26  1
 б/п
 13  I
 177  1
 106  1
 0,60  |
 0,3  |
 2,23  1
 0,3  |
 0,01  1
 П—  А—  13,а
 *  Значения  приведены  к  сопоставимым  величинам  осадков  (см.  гл.  4).
 5116  Опыты  различных  серий  ставились  в  разных  условиях  и  поэтому  не  могут  сопоставляться  между
собой.  Опыты  в  одной  серии  всегда  проводились  на  рядом  расположенных  площадках.
 ***  б/п  —  без  обработки  полиакриламидом.
 **** 	—  д—  7^  а  —  с  обработкой  полиакриламидом  из  расчета  0,01%  от  веса  слоя  почвы  0—20  см
 (А—1,  а  —  площадка  аналога).

преобладание  эффекта  склеивания  для  частиц  1,0—
 0. 	5  мм.  Сопоставляя  рис.  5.2,  и  5.1,  видим,  что  для
частиц  1,0—0,25  эффект  полиакриламида  больше,  чем  для
всех  частиц  почвы,  вместе  взятых.  Очевидно,  уменьше¬
ние  эффекта  для  всей  почвы  происходит  за  счет  более
крупных  частиц,  для  которых  склеивание,  распространя¬
ясь  лишь  на  поверхностный  слой,  не  создает  столь  зна¬
чительного  эффекта,  о  чем  уже  говорилось.
 Полученные  характеристики  влияния  структурообра¬
зующего  препарата  отражают  лишь  узкую  сторону  во¬
проса.  Более  общие  результаты  получены  нами  в  ходе
полевых  экспериментов  с  применением  искусственного
дождевания.
 В  первой  серии  опытов  (табл.  5.4)  почва  площадки
 1, 	ане  обрабатывалась  полиакриламидом  (б/п),  а  пло¬
щадки  1  —  обрабатывалась.  Индекс  П—А—1,  а  показы¬
вает,что  аналогом  А  является  площадка  1,  а  и  лишь  с
ней  можно  сравнивать  все  показатели.  Во  всех  случаях
поликриламидом  обрабатывался  лишь,  верхний  -  слой
почвы  в  20  см  из  расчета  0,01%  к  весу  сухой  почвы.
 Как  видим,  практически  всегда  почва,  обработанная
полимером,  дает  меньший  сток  и  смыв.  Эрозионная  водо-
прочность  по  показателю-  Ro  увеличивается  в  2—10  раз.
Однако  такой  вывод  относится  к  условиям,  когда  поли¬
мер  внесен  за  1—10  дней  до  опыта  (I,  IV  серии).  Во  II
серии  приводятся  результаты,  полученные  на  площад¬
ках,  подготовленных  с  осени  и  засеянных  озимой  пшени¬
цей.  После  зимы  и  влажной  весны  роль  полимера,  как
следует  из  показателей,  значительно  уменьшилась.
(Серия  опытов  проводилась  без  вскапывания4  площадок
весной).  Однако  обьяснить  потери  эффекта  от  полимера
вымыванием  зимне-весенними  осадками  вряд  ли  можно.
В  III  серии  показаны  результаты  при  повторном  дожде¬
вании  одних  и  тех  же  площадок.  На  площадки  подано
более  200  мм  осадков  (примерно  столько  же,  сколько
за  зимне-весенний  период  на  площадки  II  серии),  но
эффект  'полиакрЙЛамида  при  повторном  дождевании  ос¬
тался  столь  же  высоким.
 В  V  серии  приводятся  результаты  изучения  влияния
полимера  не  только  на  поверхностные  слои  почвы,  но  и
на  нижележащие.  При  постановке  опытов  удалялся
верхний  слой  почвы  и  обрабатывался  горизонт  20—40
или  40—60  см.  Сопоставляя  результаты,  видим,  что  ло-
 133

ложительное  действие  полимера  здесь  имеет  место  прак¬
тически  на  всех  горизонтах.  Эти  выводы  находятся  в  не¬
котором  противоречии  с  результатами,  полученными  в
циркуляционном  лотке  (рис.  5.2).  Можно  предположить,
что  влияние  лолиакриамида  на  разрушение  частиц  в  во¬
де  и  на  поверхностный  процесс  эрозии  структуры  для
нижних  горизонтов  почвы  протекает  по-разному.
 На  эрозионноустойчивой  почве  в  лесной  полосе,  не¬
смотря  на  малые  значения  стока  и  смыва,  также  замет¬
но  (VI  серия)  сказывается  влияние  полимера.  В  послед¬
ней  серии  проведено  сопоставление  эффекта  полимера
при  большой  мощности  осадков,  увеличивших  эрозию
структуры.  Здесь  нужно  отметить  несколько  меньшее
влияние  полимера  на  величину  впитывания,  чем  на  мут¬
ность  потока.
 Исследования  показали,  что  внесение  полиакрилами¬
да  по-разному  влияет  на  динамику  влажности  почвы.
Так,  при  исходной  влажности  слоя  почвы  0—70  см  в
11—12%  после  дождевания  слоем  осадков  около  130  мм
на  площадках  с  полиакриламидом  влажность  стала  20,0,
а  без  полиакриламида  —  16,6%.  Причем  глубина  фрон¬
та  просачивания  воды  после  опыта  была  при  наличии  по¬
лиакриламида  70  см,  при  отсутствии  —  40  см.
 Выводы:  1.  Для  черноземных  почв  полиакриламид,
внесенный  в  почву  в  количестве  0,01%  от  веса  ее  верхне¬
го  горизонта  (0—20  или  0—10  см)  способствует  умень¬
шению  эрозии  структуры,  сохраняя  при  ливневом  выпа¬
дении  осадков  комковатое  строение  почвы,-  ликвидируя
образование  слоя  кольматации  й  корки.*  2.  Полиакрил¬
амид  способствует  более  позднему  образованию  стока,
уменьшает  коэффициент  стока  в  среднем  в  1,5  раза  и
мутность  потока  более  чем  в  3  раза  (от  1,5-  до  15  раз).
3.  Показатель  эрозионной  водопрочности  (устойчивости)
при  внесении  полиакриламида  увеличивается  более  чем
в  4  раза  (от  3  до  26  раз).  4.  Эффект  полиакриламида
после  перезимовки  и  весенних  осадков  практически  ис¬
чезает.  5.  Влияние  полиакриламида  сохраняется  при  уве¬
личении  мощности  осадков,  при  постановке  опытов  в
лесной  полосе  или  со  снятым  верхним  горизонтом  поч¬
вы  (хотя  в  последнем  случае  могут  быть,  очевидно,  иск¬
лючения,  связанные  с  особенностями  химического  соста¬
ва  подпочвы.  6.  Длительное  «промывание»  почвы  и  оби¬
лие  осадков  практически  не  влияет  на  противоэрозион-
 159

ный  эффект  полиакриламида.  Причем,  если  без  полиак¬
риламида  при  первых  120  йм  осадков  коэффициент  сто¬
ка  был  цст  =0,43,  а  при  второй  части  опыта  (116  мм)
Т1ст=0,68,  то  при  наличии  полиакриламида  он  не  изме¬
нился  от  первой  части  опыта  ко  второй,  оставаясь  рав¬
ным  0,28—0,29.  7.  Полимеры  могут  быть  использованы  в
исследованиях,  требующих  создания  почв  разной  эрози¬
онной  водопрочности.  При  лабораторных  экспериментах
по  исследованию  смыва  и  стока,  когда  нельзя  непрерыв¬
но  менять  естественную  почву,  с  помощью  полимеров  на
одной  и  той  же  минеральной  основе  можно  создавать  ис¬
кусственную  почву.  8.  Структурообразующие  препара¬
ту  —  эффективное  средство  не  только  борьбы  с  эрозией,
но  и  общего  улучшения  воднофизических  свойств  почвы
и  их  плодородия.  9.  В  связи  со  значительной  дороговиз¬
ной  препаратов  представляется  более  перспективным  ис¬
пользование  их  в  виде  полос  (лент),  а  также  в  условиях,
требующих  срочных  и  эффективных  мер  борьбы  с  эрози¬
ей:  на  выположенных  откосах  оврагов  до  образования
там-дернины  многолетних  трав,  как  средство  поддержа¬
ния  структуры  эрозионноопасных  поливных  земель  и  в
других  особых  условиях.
 5.4. 	ПРОТИВОЭРОЗИОННОЕ  РЕГУЛИРОВАНИЕ
СКЛОНОВОГО  СТОКА  С  ПОМОЩЬЮ
ИСКУССТВЕННЫХ  МИКРОУГЛУБЛЕНИЙ
 5.4.1. 	Гидролого-морфологический  метод  оценки
противоэрозионной  эффективности
искусственных  микроуглублений
 Приемы  задержания  воды  на  склоне  в  поперечных
бороздах  применялись  еще  в  далекой  древности.  Их  по¬
ложительный  эффект  во  многих  случаях  был  очевидным.
Однако  практика  показала  и  некоторые  отрицательные
их  стороны.  Сведения  о  положительном  влиянии  попе¬
речной  -гребнистой  пахоты  на  уменьшение  стока  и  смы¬
ва  обобщены  С.С.  Соболевым  [108],  а  в  дальнейшем  —
М.  Н  Заславским  [45].  При  этом  были  сделаны  ссылки,
подтверждающие  влияние  приема  на  опыт  мирового
земледелия,  начиная  от  Катона  и  Плиния  до  В.  В.  До¬
кучаева,  А.  А.  Измаильского,  П.  А.  Костычева  и  практи¬
 ка

ческого  опыта  наших  дней.  С.  С.  Соболев  считает,  что
вспашка  поперек  склона  уменьшает  смыв  почвы  в
 1,5 	—  2  раза,  а  иногда  в  5—  10  раз  и  более  и  повышает
урожай  на  30  —  80%.
 Однако  наряду  с  мнением  о  необходимости  попереч¬
ной  обработки  как  межзонального  приема  борьбы  с
водной  эрозией,  у  которого  нет  ограничений,  имеются
серьезные  исследования,  придерживающиеся*  другой
точки  зрения.  Согласно  В.  В.  Сластихину  [107],  обоб¬
щившему  выводы  некоторых  исследователей,  видно,  что
ряд  специалистов  Румынии,  Чехословакии  и  других
стран  ограничивают  возможность  применения  попереч¬
ной  обработки  уклонами  в  2—3°.  ¿‘настоящее  время
большинство  ученых  придерживаются  такого  мнения.
Д.  Л\  Арманд  [3],  рассматривая  динамику  накопления
воды  в  борозде  и  последующего  ее  прорыва  в  местах  слу¬
чайного  понижения  местности,  отмечает  возможность
появления  лавинообразного  процесса,  приводящего  к
образованию  интенсивных  струйчатых  размывов.
М.  И.  Львович  [70]  приходит  к  выводу  о  незначительной
эффективности  поперечной  пахоты  на  супесчаных  поч¬
вах.  Н.  К.  Шикула  [140;  141]  и  А.  С.  Козьменко  [57]
отмечают  эффект  этого  приема  при  уклоне  до  2  —  3°  и
отсутствии  на  склоне  ложбин.  На  незначительный  эф¬
фект  поперечной  пахоты  указывает  Г.  П.  Сурмач  [111].
 В  США,  говоря  о  поперечной  (контурной)  пахоте,
подразумевают  пахоту  вдоль  горизонталей.  Технически¬
ми  требованиями  предусматривается  отклонение  ее  от
горизонталей  всего  до  1,5°.  Эффект  такой  обработки  от¬
мечается  чаще  лишь  для  склонов  до  6°.  Следует  заме¬
тить,  что  X.  X.  Беннет  Г13]  одним  из  первых  указал  на
ограниченный  эффект  поперечной  пахоты  и  предлагал
применение  ее  только  на  сравнительно  пологих  склонах.
Авторы  расчетного  метода  оценки  смыва  и  выбора  про-
тивоэрозионных  мероприятий  в  США  Д.  Д.  Смит  и
Д.  М.  Уайт  [160]  допускали  применение  контурной
обработки,  т.  е.  вдоль  горизонталей,  лишь  для  склонов
с  уклоном  до  4  —6°.  При  количественной  оценке  влия¬
ния  противоэрозионных  методов  на  величину  смыва
поперечная  обработка  вообще  не  рассматривается  в
США  как  самостоятельный  прием,  хотя  пахота  вдоль
горизонталей  принимается  за  один  из  признаков  хоро¬
шего  ведения  хозяйства,  а  под  контурной  обработкой
 6-5234
 161

понимается  не  только  пахота,  но  и  посев  по  горизонта¬
лям.
 Как  видим,  есть  мнение  о  несомненном  эффекте  по¬
перечной  обработки  й  мнение  об  ограниченном  ее  влия¬
нии.  Однако,  кроме  того,  имеются  высказывания  и  об  от¬
рицательном  влиянии  поперечной  обработки,  например,
Н.  И.  Манилова  [74],  В.  Козлика  [54]  и  др.  В.  Козлик
на  основании  натурных  исследований  обнаружил  отри¬
цательный  эффект  контурной  вспашки,  увеличившей
в  2  раза  образование  оврагов.  Аналогичные  выводы  сде¬
ланы  А.  Биолчевым  [20].
 Согласно  сообщению  В.  В.  Сластихйна  [107],  один
из  исследователей  приемов  земледелия  Австрии  Р.  Май-
сурян  утверждал,  что  «в  горных  районах  вспашка  про¬
водится  не  поперек,  а  вдоль  склона  гор»,  и  это,  по  мне¬
нию  пр'актиков  и  научных  работников,  лучше  защища¬
ет  почву  от  смыва  [107,  178].
 Ранее  отмеченные  работы  в  основном  ограничивают
эффективность  поперечной  обработки  по  рельефному
признаку.  Однако  этот  вопрос  нельзя  отрывать  от  вопро¬
са  о  величине  стока.  Дело  в  том,  что  в  годы  с  разной
водностью  или  для  ливней  разной  величины  нужно  ожи¬
дать  разного  влияния  поперечной  пахоты  на  задержива¬
ние  стока  и  уменьшение  смыва.  Это  отмечается,  в  част¬
ности,  А.  И.  Чеботаревым  и  С.  И.  Харченко  [124].  Дан¬
ное  мнение  подтверждается  и  результатами  наблюдений.
Так,  согласно  сообщению  Н.  В.  Разумихина  и  Г.  В.  На¬
зарова  [95],  в  Южном  Заволжье  особенно  большой  смыв
с  зяби  бывает  при  дружной  весне.  При  этом  он  оказы¬
вается  большим  при  поперечной  вспашке,  нежели  при
продольной.  Н.  М.  Бакаев  так  отзывается  о  рассматри¬
ваемых  приемах:  «Борозды  (имеются  в  виду  попереч¬
ные.  —  Г.  Ш.),  кйк  показали  наблюдения,  не  предотвра¬
щают,  а  наоборот,  направляют  и  усиливают  сток»  [7,  17].
К  аналогичному  выводу  приходят  и  другие  исследовате¬
ли,  проводившие  эксперименты  уже  не  для  весеннего,
а  -  для  ливневого  стока  в  северостепной  подзоне  Одес¬
ской  области  [22].  По  их  данным,  поперечная  обработка
достаточно  эффективна  при  осадках  интенсивностью
0,6—0,7  Мм/мин  при  общей  их  сумме  до  70  мм.  При  пре¬
вышении  этих  пределов  резко  возрастает  коэффициент
стока  и  поперечная  вспашка  не  только  не  уменьшает,  но,
наоборот,  увеличивает  эрозионные  процессы.
 162

Проделанный  нами  анализ  [133]  экспериментов  на
стоковых  площадках  Института  географии  АН  СССР
(Курский  стационар)  во  всю  длину  склона  (250x30  м)
при  уклоне  13  %  о  показал,  что  средняя  величина  смыва
для  нескольких  площадок  в  1963  г.  с  выровненной,
зябью  составляла  36,3  кг/га,  с  поперечной  обработкой  —
53,0  и  продольной  —  37,1,  а  в  1964  г.  соответственно  —
67,4;  93,7  и  76,7  кг/га.  В  1965  г.  с  поперечой  обработкой
потери  составляли  268,  а  с  продольной  —  144  кг/га,
т.  е.  в  среднем  смыв  с  площадок  при  поперечной  обра¬
ботке  оказывается  большим.
 Материалы  наблюдений  А.  М.  Грина  [34]  по  Курско¬
му  стационару  показывают,  что  если  в  1959  г.  преобла¬
дал  смыв  почвы  на  зяби  вдоль  склона  по  сравнению  с
поперечной  обработкой  (соответственно  1018  и  626
кг/га),  то  в  1960  г.,  наоборот,  смыв  с  Зяби,  вспаханной
поперек  склона,  был  628  кг/га  против  424  при  продоль¬
ной  обработке.
 Говоря  о  поперечной  гребнистой  пахоте  как  о  про-
тивоэрозионном  приеме,  следует  отметить:  1)  прием  до¬
статочно  эффективен  для  склонов  без  ложбин  с  уклона¬
ми  до  2—3°;  2)  количественная  оценка  его  меняется  в  го¬
ды  с  разной  водностью,  а  также  на  склонах  с  разными
уклонами;  3)  расхождение  в  оценке  эффекта  поперечной
обработки  можно  объяснить  также  недостатками  мето¬
дики  эксперимента.
 В  настоящее  время  имеется  группа  приемов,  основан¬
ная  на  создании  изолированных  углублений  или  перемы¬
чек  в  бороздах  и  между  валами,  а  также  замене  попе¬
речной  обработки  наклонной.  Г.  П.  Сурмач  [111],  напри¬
мер,  рекомендует  на  зяби  и  озими  отводить  излишнюю
воду  по  косым  водоотводным  бороздам.  И.  Д.  Брауде
[24]  предлагает  проводить  наклонные  борозды  в  сочета¬
нии  с  прерывистым  бороздованием.  Здесь  наклонные  бо¬
розды  играют  роль  «аварийной  системы».
 Показателями  эффективности  различных  приемов
водозадерживающей  обработки  почвы  могут  быть  сле¬
дующие  характеристики:1  а)  объем  воды,  задерживаемой
на  склоне  в  микроуглублениях;  б)  характер  впитывания
воды  при  наличии  углублений;  в)  оценка  влияния  прие¬
мов  на  концентрацию  склонового  стока  и  образование
ложбин;  г)  .оценка  других  составляющих  водного  балан¬
са  склона.
 6*
 163

Объем  задержанной  воды,  а  также  впитывание  и  сте¬
пень  концентрации  склоновых  потоков  определяют  мор¬
фологические  показатели  микроформ.  Поэтому  в  первую
очередь  рассмотрим  этот  вопрос.  Очевидно,  что  объем
воды,  задерживаемый  углублением,  зависит  от.  объема
выемки  (борозды)  с  учетом  уклона  склона.  •
 Представляя  форму  углублений  в  виде  простых  фи¬
гур  с  помощью  тригонометрических  функций  [133],  мож¬
но  получить  основные  морфологические  характеристики
водозадерживающей  обработки.  Приняты  следующие
обозначения:  В6—  ширина  борозды  или  валка;  Уб—глу¬
бина  борозды  или  высота  валка;  7—  угол  наклона  скло¬
на;  Ва—  ширина  водной  поверхности;  £=агс1д(^тр)  —
 угол  откоса  борозды  или  валка;  ув—  глубина  воды  в  бо¬
розде;  вл—ширина  склона  (ширина  любого  продольного
углубления  склона);  б  —  угол  наклона  продольной  оси
борозды;  ¿вал—  расстояние  между  валками;  М1—  коэф¬
фициент  полноты  борозды;
 /(В6,уб)  =  В1-4уЬ
 ?(*1)  =
 51п(6  —  7)  в1п2£  .
ь!п  (£  +  т)  ’
 2£ 	.
 ’Т)  в1п  (€+7)  э1п(б—7)  ’
 Ч>(5>  7,  8)  =
 51п2(6  +  7) 	.
 51п(£  +  7) 	’
 ?(Убв«Т)  =  У1с107-^.
 •  При  этом  было  принято:  1.  Под  пахотой  вдоль  гори¬
зонталей  понимается  непрерывное  чередование  борозд
и  гребней  (гребнистая  пахота).  Поперечное  сечение  соз¬
данных  микроформ  в  первом  приближении  может  быть
выражено  серией  треугольников.  2.  Пахота  поперек  ос¬
новного  склона  проводится  без  учета  горизонталей.  На
ровном  склоне  без  ложбин  она  совпадает  с  обработкой
по  горизонталям.  При*наличии  ложбинистости  (гофриро-
ванности)  борозды  разделяются  на  замкнутые  резервуа¬
ры,  водное  тело  в  которых  можно  представить  как  удво¬
енную  пирамиду.  3.  Обвалование  и  валкование  образуют
 164

замкнутые  понижения,  поперечные  сечения  которых
определяются  по  треугольнику.  Здесь  один  из  дополни¬
тельных  факторов—расстояние  между  валками  Ьмя.
4.  Бороздование  вдоль  горизонталей  с  отвалом  вниз
по  склону  образует  в  поперечном  сечении  фигуру,  со¬
стоящую  из  двух  треугольников:  первый  из  них  состав¬
лен  бороздой,  второй  —  поверхностью  почвы,  отвалом  и
поверхностью  воды.  Объем  воды,  задерживаемый  при
этом  виде  обработки,  при  прохождении  борозд  не  по
горизонталям  приближенно  может  быть  найден  как
сумма  объемов  воды  при  обваловании  и  при  пахоте
поперек  склона  с  коэффициентом  3,  где  вместо  В6  при¬
нимается  значение  /вал  (табл.  5.5).  5.  Прерывистое  бо¬
роздование  рассмотрено  как  серия  борозд  с  перемыч¬
ками  1\.
 Все  зависимости  (табл.  5.5)  легко  могут  быть  номо-
граммированы,  что  значительно  упрощает  их  практиче¬
ское  использование.  Проведенное  сопоставление  показа¬
ло  расхождение  расчетных  и  фактических  значений  объе¬
мов  на  5—15%.  Нужно  заметить,  что  емкость  лунок
и  прерывистых  борозд  в  большой  степени  здвисит  от
способа  их  поделки  и  типа  применяемых  машин.  Поэто¬
му  целесообразнее  определять  емкость  лунок  засыпкой
их  из  мерного  ведра  [81].
 Необходимо  иметь  в  виду,  что  у6  —  глубина  борозды
или  высота  валка  (величины,  меняющиеся  во  времени
из-за  оплывания  и  осыпания  борозды).  Введем  понятие
коэффициента  разрушения  борозды  /Сб,  который  опреде¬
лим  через  отношение  глубины  реальной  борозды  у6
к  глубине  борозды  сразу  же  после  ее  создания  Л6:
 При  обработке  черноземной  суглинистой  почвы
оструктурйЪающим  полимером  величина  /Сб  увеличи¬
вается  с  0,8  до  0,9.  Еще  эффективнее  внесение  расти¬
тельных  остатков  в  поверхностный  слой  почвы  при  на¬
резании  борозд.
 Рассматривая  факторы,  от  которых  зависит  /Сб,  необ¬
ходимо  отметить  в  первую  очередь  водопрочность  почвы.
Суглинистые  структурные  черноземные  почвы  в  этом  от¬
ношении  имеют  безусловное  преимущество  перед  пыле¬
ватыми  слабоструктурными  подзолами.  Кроме  того,  ока-
 165

Таблица  5.5  Сводная  таблица  морфологических  характеристик  водозадерживающей  обработки  почвы
 Объем  задержанной
воды,  мЗ/га
 Площадь  водной
поверхности.  м2/га
 Средняя  глубина  воды,
м
 ^^/(£б.Уб)?(?.  к)
 1  Пахота  вдоль  горизонтален
 5-  103f  /(ДбУл)!0-5  sin2$  cosT
В6  sin  (S  +  т)
 2  Пахота  поперек  склона  (ЬЯ>Уб  ctg  о)
 0,25  [/  (Вь,  Ув]°'5  sin  (5  —  Tf)
 417
 ВЬЬЛ
 5  >10-
 ¿вал
 1667
 ¿вал^л
 5>1(
 [/(5бУб)]'/2<И«.Т.5)
 104/  (ВбУб)  I  (cof.o)  cosí
 Ве,Ья  sin  (5  —  y)
 [/  (^б.Уб)]0'5  sin  (6  -  7)
 3.  Обваливание  (валкование)  вдоль  горизонталей  (4ал  >  В,)
 «КУб.  В6,  7)
 104
 —Уб  tg  7
 —i—sin  Tf  •  <p  (Уб.  Вб>  Tf)
2Уб
 ctg8  sinY  [?(>'6.  Be,,  t)]2
 4  Обвалование  (валкование)  поперек  склона
 (¿вал  >  Вь  И  Ьд>  V6CtgS)
 104
 *вал  *
 Ьл
 <р(Ув.  В6,  y)  eos  Y  Ctg  5.
 Т(Уб.  Be,,  y)
6ctgYy6
 5.  Бороздование  вдоль  горизонталей  с  отвалом  вниз  по  склону  (/вал>  В„)
 (clgY  +  ctg
 ^~ПВ6,у6)/.^,  т)
 104
 У  6*81
 в*  +  ь
 6.  Прерывистое  бороздование
104jWj  .г/г>  „  \i0.5  sin2Scos7
 siñíí+Y)
 Bt+be
 0,5y6sinY  (ctgY  +  ctg)
 [/(g6,y6)]°-Ssin  (S  +  y)
8cost

зывает  также  влияние  и  форма  углубления.  Проведен¬
ные  нами  эксперименты  на  среднеэродированном  сугли¬
нистом  обыкновенном  черноземе  показали,  что  при  высо¬
те  25  см  и  ширине  60  см  борозды  с  параболическими
очертаниями  уменьшали  свой  объем  после  продолжи¬
тельного  прерывистого  дождя  в  200  мм  примерно  на
10—13%,  треугольные  —  на  12—15,  радиальные  —  на
16—20.  Из  данных  исследований  ясно,  что  наиболее  целе¬
сообразны  формы,  имеющие  параболические  (корыто¬
образные)  очертания.  Это  подтверждается  также  поле¬
выми  исследованиями  М.  И.  Белозера  Г19].
 Таблица  5.6.  Изменение  высоты  гребней  и  коэффициент
разрушения  борозд  К
 Характерисгпка  почвы
и  особые  условия
наблюдений
 Глубина  борозды
 V
 Исследова¬
 тель
 после  изго¬
товления
 ч
 весной
 Уб
 к  _  б
6  %
 М.  М  Ко¬
маров
(1964)
 Выщелоченный  черно¬
зем  (Воронежская  об¬
ласть)
 16—18
 10—15
 0,70—0,75
 И  И.  Бело-
зер  (1965)
 Крупнопылеватый,  лег¬
косуглинистый,  средне-
смытый  чернозем  (Ки¬
 10,30
 7,60
 0,73
 евская  область)
 22,00*
 14,00*
 0,63*
 Г.  И.  Швебс
(1969)
 1.  Южный  суглинис¬
тый  слабосмытый  чер¬
 10,00
 8,50
 0,85
 нозем  (Одесская  об¬
 15,00
 12,00
 0,80
 ласть)
 20,00
 13,00
 0,70
 X  То  же,  но  с  добавле¬
нием  растительных  ос¬
татков  из  расчета  2,0—
2,5  т/га
 15,00
 14,00
 0,93
 •
 3.  То  же,  но  с  обра¬
боткой  полиакрилами¬
дом  (0,02%  слоя  поч¬
вы  0—20  см)
 15,00
 13,50
 0,90
 А.  А  Чер¬
нявский
(1969)
 Обыкновенный  черно¬
зем
 а)  лункование
 18,00
 14,00
 0,78
 б)  прерывистое  бо-
роздование
 25,00
 20,00
 0,80
 *  Среднее  значение  для  валков  и  борозд  разной  конструкции.
 167

Изменение  водозадерживающего  объема  происходит
не  только  из-за  изменения  высоты  гребня,  но  и  из-за  за¬
иливания  дна  углубления,  которое  определяется  уже  не
только  объемом  поступающих  наносов,  но  и  площадью
углублений,  т.  е.  чем  меньше  гребнрй,  но  больше  пло¬
щадь  пониженных  участков,  тем  меньше  заиливание
углубления.  Таким  образом,  если  коэффициент  разру¬
шения  борозды  —  достаточная  характеристика  для
оценки  гребнистой  пахоты,  то  для  валкования  и  лунко-
вания  эта  характеристика  уже  недостаточна.  По  анало¬
гии  с  коэффициентом  разрушения  борозды  введем  по¬
нятие  коэффициента  изменения  объема  углублений/(ур:
 к
 *  '  ИЪб'’
 где  \¥уб  —  объем  углубления  после  оплывания  и  разру¬
шения,  например,  за  осенне-зимне-весенний  период;
УРнб—  то  же  сразу  после  ее  изготовления.
 Нетрудно  убедиться,  что
Кур—  пропорционален  Кб
и  объему  углубления  \\^у.
Расчет  Кур  при  наличии  за¬
висимостей  (табл.  5.5)  и
знании  величины  Кб  прин¬
ципиальных  трудностей  не
представляет.
 Полученные  морфологи¬
ческие  характеристики  по¬
зволяют  проводить  различ¬
ные  анализы  и  сопоставле¬
ния.  Например  (рис.  5.3),
об  изменении  задерживае-
 мой  воды  де,  _о  при  бороз-
 довании  поперек  склона  с
ложбинами  через  30  м  и
разной  их  глубиной.  Рас¬
смотрим  особенности  про¬
цесса  впитывания  воды  при
наличии  водозадерживаю¬
щих  углублений.  Они  про¬
являются  „в  следующем:
1)  появляется  дополнительный  напор;  2)  впитывание
происходит  в  почву  с  разной  плотностью  (обычно  подо¬
 держанной  воды
 Рис  5.3.  Относительное
изменение  объемов  за-
 для  борозд  разной  глу¬
бины  уб  при  бороздова-
нии  поперек  склонов  раз¬
ной  крутизны  у°  и  с  лож¬
бинами  через  30  м  (В  =
30  м):
 /-у  =  0,25  м.  2-у  =  0,15  м,
б 	б
 3—  V  =0,10  м.
 6
 168

шва  борозды  больше  плотности,  чем  гребень);  3)  имеют¬
ся  зоны  с  разной  кольматацией.
 КачК  было  уже  показано  (см.  4.3),  величина  слоя  во¬
ды  на  естественном  склоне  не  влияет  существенно  на
интенсивность  впитывания.  Однако  в  бороздах  или  перед
валками  давление  поверхностного  слоя  воды  становится
заметной  величиной.  Экспериментальная  проверка  дан¬
ного  положения,  проведенная  методом  заливных  колец,
показывает,  что  впитывание  воды  в  почву  увеличивается
с  ростом  слоя  воды  не  линейно,  а  по  параболе  с  показа¬
телем  степени,  значительно  меньшим  единицы  (рис.  5.4).
Заметное  увеличение  впиты¬
вания  наблюдается  при  из-  „
менении  слоя  лишь  до  10  см.
 Поэтому,  учитывая,  что  впи¬
тывается  воды  значительно
больше,  чем  задерживается,
необходимо  создать  такую
сеть  углублений,  которая  при
равном  или  несколько  мень¬
шем  объеме  задерживаемой
воды  создавала  бы  большую
площадь  затопления  (поверх¬
ность*  водного  зеркала).  Так,
эффективность  серии  неболь¬
ших  валков  на  склоне  будет
больше,  чем  нескольких  больших.  Однако  во  всех  слу¬
чаях  необходимо  проводить  расчет  по  разным  вариан¬
там  и  учитывать  при  этом  все  превходящие  обстоятель¬
ства.  Для  этого,  пользуясь  зависимостями  (табл.  5.5),
определяем  объем  задерживаемой  воды,  среднюю  глу¬
бину  воды  в  пределах  одного  углубления  и  площадь
водного  зеркала,  пусть  даже  за  счет  уменьшения  сред¬
ней  глубины.  Это  достигается,  скажем,  при  валковании
за  счет  уменьшения  расстояния  между  валками.  Бо¬
лее  надежен  полный  гидрологический  расчет  с  учетом
впитывающей  способности  почвы  и  заданного  графика
поступления  воды  на  склон.
 Рассмотрим  (табл.  5:7)  результаты  испытаний  раз¬
личных  приемов  водозадерживающей  обработки  почвы,
проведенной  методом  искусственного  дождевания  на
обыкновенном  среднегумусном  среднесмытом  черноземе.
Анализ  показывает  что  водозадерживающий  эффект  не-
 Рис  5  4  Влияние  слоя
воды  над  почвой  Н  ъ  [см]
на  интенсивность  впиты¬
вания  Ко  [мм/мин].
 169

Таблица  5.7.  Характеристика  стока  при  разной
 водозадерживающей  обработке  почвы
(уклон  склона  3°)
 №
 серии
 опытов
 1
 Характер  поверхности
площади
 Слой
 осадков  х,
мм
 Интенсив¬
 ность
 осадков
 мм/мин
 Слой
стока  у,
мм
 vHr
 I
 а) 	ровная
 б) 	гребнистая  па¬
хота  по  горизонта¬
лям  (уб  =0,12  м,
 139,0
 1,39
 •  37,80
 0,27
 Вб  =0,30  м)  '
 143,0
 1,42
 36,70
 0,25
 11
 а) 	ровная
 б) 	горизонтальные
борозды  с  отвала¬
ми  вниз  по  склону
(уй  =0,24  м,  вб  =
 151,0
 1,51
 28,80
 0,18
 0,30  м,  1вал  1,0  м)
 157,0
 1,96
 3,66
 0,02
 III
 а) 	ровная
 б) 	горизонтальные
борозды  с  отвалами
вниз  по  склону
(у6  =0,24  м,  В6  =
 155,0
 1,57
 28,90
 0,19
 0,30  м;  /вал  =  1,0  м)
 343,0
 2,22
 21,10
 0,06
 IV
 а) 	ровная
 б) 	валкование  (у  б  =
 104,0
 1,30
 •
 49,70
 0,47
 0,18  Му  /вал  =3,0  м)
 в)  валкование
(У  6  =0,18  м;  /вал  =
 '94,2
 1,68
 прорыв  I
 >алков
 -
 1,5  м)
 г)  прерывистое  бо-
роздование  (у  в  =
0,12  м;
 /1  =0,60  м;  В  б  =
0,24  м;  £2=0,70  м)
 229,5
 2,01
 (15,40)
 (0,07)
 /2=0,40  м;
 133,4
 1,66
 28,80
 0,22
 170

которых  видов  обработки  очень  высок  (II,  III  серии
опытов,  IV  серия  опытов  и  опыт  «в»).  Однако  за  10—15
мин  после  прорыва  борозд  даже  в  этих  вариантах  поч¬
вы  смывается  не  меньше,  чем  за  весь  дождь  при  от¬
сутствии  водозадерживающих  углублений.  Естественно,
что  при  увеличении  площади  опытной  делянки  вероят¬
ность  прорыва  борозд  увеличивается,  поэтому  наши
опыты,  как  и  большинство  публикуемых  данных  по
оценке  эффективности  искусственных  углублений,  дают
как  бы  предел  эффективности.  Их  реальная  водоза-
держивйющая  эффективность  значительно  ниже.
 Приведенные  материалы  не  могут  быть  фактической
характеристикой  явления,  они  показывают  лишь  макси¬
мально  возможный  эффект  в  идеальных  'условиях  опы¬
та,  однако  для  оценки  впитывания  как  раз  это  и  необхо¬
димо.  Проследить  динамику  впитывания  по  результа¬
там  измерения  стока  не  представлялось  возможным,
поскольку  до  прорыва  борозд  он  осуществляется  только
на  откосах  нижнего  гребня,  а  при  прорыве  может  быть
измерен  лишь  дляЧшвысоких  борозд  (до  12—13  см).  В
остальных  случаях  необходимы  очень  громоздкие
устройства  для  измерения  стока,  поскольку  при  прорыве
борозд  он  нарастает  очень  интенсивно.  Однако  в  целом
за  ливень  налицо  увеличение  не  только  общего  количе¬
ства  впитавшейся  воды,  но  и  интенсивности  впитывания,
что  соответствует  первоначальным  выводам.
 Будем  называть  впитывание,  происходящее  при  на¬
личии  слоя  воды  на  поверхности  почвы,  напорным  впи¬
тыванием.  Очевидно,  что  помимо  прочих  условий  оно
зависит  от  слоя  воды  (напора).  На  склоне  при  нали¬
чии  микроуглублений  всегда  будут  участки  с  напорным
и  нёнапорным  впитыванием.  Площадь  напорного  впи¬
тывания  равна  площади  водного  зеркала  (табл.  5.5).
 Впитывающая  способность  почвы,  определяемая  ме¬
тодом  залива,  при  одинаковом  напоре  в  углублениях
оказывается  несколько  ниже.  Объясняется  это  тем,  что
на  дне  углублений  происходит  некоторое  уплотнение
почвы.  Для  цыравнивания  этих  свойств  иногда  рекомен¬
дуют  вводить  дополнительное  рыхление  в  углублениях.
Однако  и  при  одинаковой  плотности  почвы  впитывание
воды  в  разных  частях  углублений  происходит  по-разно¬
му.  Об  этом  свидетельствуют  наблюдения  за  промачива-
нием  почвы.  Оказалось,  что  под  самой  бороздой  слой
 171

промачивания  бывает  меньше^  чем  на  участках,  приле¬
гающих  к  гребню  борозды  (при  кратковременном  опы¬
те  —  до  двух  часов).  Это  объясняется  тем,  что  в  бороз¬
ду  стекает  мутная  вода  и  взвешенные  частицы  в  первую
очередь  оседают  на  пониженной  части  борозды.  Они
создают  там  слабопроницаемый  слой.  Откосы  же  бороз¬
ды  значительно  меньше  подвержены  кольматизации,  и
условия  впитывания  приближаются  там  к  условиям  опы¬
тов  с  заливом.
 Таким  образом,  по  результатам  экспериментов  ви¬
дим,  что  нельзя  дать  исчерпывающие  рекомендации  по
учету  изменения  впитывания  воды  при  наличии  водоза¬
держивающих  микроформ.  Однако  некоторые  общие
черты  процесса  можно  выделить:  1.  При  наличии  водо¬
задерживающих  микроуглублений  (борозд,  валков,  лу¬
нок  и  т.  д.)  происходит  некоторое  увеличение  впитыва¬
ния  воды,  особенно  при  небольшом  периоде  водоотда¬
чи,  когда  слой  промачивания  невелик.  Эта  величина
пропорциональна  площади  водного  зеркала  микроуглуб¬
лений.  2.  Интенсивность  впитывания  после  прорыва
микроуглублений  оказывается  ниже,  чем  в  аналогичных
условиях  без  углублений.  Поэтому  при  водоотдаче  с
максимумом  в  конце  расчетного  периода  наступают
условия,  при  которых  формируются  максимальные  рас¬
ходы,  необычайно  опасные  в  эрозионном  отношении.
3.  При  неглубокой  пахоте,  примерно  соответствующей
глубине  микроуглублений,  а  также  в  условиях  понижен¬
ных  их  частей,  закольматированных  продуктами  смыва,
дополнительное  суммарное  впитывание  может  в  пределе
приниматься  примерно  равным  объему  задержанной  во¬
ды.  4.  К  особенностям  процесса  нужно  отнести  то,  что  от¬
косы  углублений  при  прочих  равных  условиях  могут  по¬
глощать  несколько  больше  влаги,  чем  дно,  поскольку
они  оказываются,  меньше  закольматированными.
 Микроуглубления  увеличивают  задержание  не  только
жидких  осадков,  но.  и  снеТа.  По  материалам  наблюде¬
ний  видно,  что  оно  составляет  примерно  10—15  мм  (при
валковании  7—12  мм).
 Изменение  высоты  снежного  покрова  вызывает  не¬
которое  изменение  глубины  промерзания  почвы.  Напри¬
мер,  для  центральной  степи  УССР  в  конце  зимьг  глуби¬
на  промерзания  при  лунковании  и  прерывистом  бороз-
довании  была  [126]  меньше,  чем  при  обычной  вспашке,
 172

на  У—П  см  между  лунок  и  26—28  см  в  лунках  (с  об¬
щей  глубиной  промерзания  при  обычной  вспашке  70—
83  см).
 Оценка  влияния  водозадерживающих  приемов  на
водный  баланс  может  быть  осуществлена  в  настоящее
время  по  изменению  запасов  влаги.  За  осенне-зимне-ве-
сенний  период  эти  приемы  увеличивают,  как  правило,
запасы  влаги.  При  вариантах,  обеспечивающих  опти¬
мальные  условия  регулирования,  прибавки  влаги  на
среднесмытых  черноземах  со  склонами  7—9°  составля¬
ют  для  полутораметрового  слоя  примерно  20—27  мм,  а
в  случае  дополнительного  глубокого  рыхления  понижен¬
ных  частей  микроформ  —  до  30—47  мм  [106].  Для  цен¬
тральной  степи  (почва  —  обыкновенный  малогумусный
чернозем)  при  уклоне  склона  2—5°  запасы  влаги  при
водозадерживающих  противоэрозионных  мероприятиях
увеличиваются  в  слое  1,5  м  на  14,7  —  40,4  мм  [126].
Несколько  большее  увеличение  запасов  влаги,  по  дан¬
ным  А.  А  Чернявского,  по  сравнению  с  первым  приме¬
ром  можно  объяснить  меньшими  уклонами  склона.
 Для  ЦЧО  (почвы  темно-серые  лесные  тяжелосугли¬
нистые)  с  уклоном  склона  2°—5°  увеличение  влаги  при
во'дозадерживающей  обработке  меняется  от  16,7  до
 31,5 	мм  [24],  причем  оно  составляет  9,3  мм  на  нижней
(уклон  3,5—5°),  23,0  мм  на  средней  (уклон  2,5—3,0°)  и
35,8  мм  на  приводораздельной  (уклон  0,5—2,0°)  частях
склона.
 Дальнейшее  сколько-нибудь  надежное  обобщение
материала  затруднено  из-за  недостаточной  информации
о  морфометрических  характеристиках  применяемых
углублений.  Приближенно  из  приведенных  данных  вид¬
но,  что.при  противоэр'Ъзионной  водозадерживающей  об¬
работке  почвы,  состоящей  и^  лунок,  прерывистых  бо¬
розд  и  валков,  можно  ожидать  увеличения  запаса  вла¬
ги  за  осенне-зимне-весенний  период  на  15—40  мм  (в
среднем  20—25  мм).  Учитывая  изменение  снегонакопле¬
ния,  получаем,  что  общие  потери  влаги  (испарение  плюс
сток)  за  рассматриваемый  период  уменьшаются  при¬
мерно  на  5—30  мм  (в  среднем  10—15  мм).  Отмеченный
эффект  несколько  уменьшается  с  увеличением  уклона.
 Гребнистая  пахота  и  другие  аналогичные  приемы
увеличивают  поверхность  испарения  и  способствуют  тем
самым  иссушению  почвы,  особенно  в  весенне-летний  пе¬
 173

риод.  Сказанное  относится  также  к  обработке  между¬
рядий  кукурузы  с  поделкой  лунок  или  прерывистых  бо¬
розд.  В  таких  условиях  в-летнее  время,  особенно  для
южных*  районов,  налицо  увеличение  потерь  влаги  в  бо¬
лее  засушливые  годы  и,  наоборот,  уменьшение  их  в  бо¬
лее  влажные.  Так,  для  Киевской  области  [19]  при  запа¬
сах  влаги  в  слое  0—150  см  около  200—180  мм  при  лун-
ковании  наблюдалось,  по  сравнению  с  контролем,  умень¬
шение  влажности  на  18  мм,  а  в  другой,  более  влажный
год,  с  влажностью  (в  сопоставимый  период)  240—
280  мм,  наоборот,  имели  место  прибавки  в  36  мм.  Все
это  вполне  закономерно:  во  влажный  год  увеличение
накопления  влаги  за  счет  лунок  превосходит  увеличение
потерь  на  испарение.
 Для  условий  Молдавии  [26;  45]  при  прерывистом  бо--
роздовании  междурядий  кукурузы  отмечаются,  как  пра¬
вило,  увеличенные  запасы  влаги  по  сравнению  с  участ¬
ком,  на  котором  проводится  обычная  культивация.  Раз¬
ница  колеблется  на  период  сбора  урожая  в  5—15  мм.
После  дождливых  периодов  с  осадками  50—70  мм  при
бороздовании  запасы  влаги  увеличивались  на  46—49  мм,
что  на  15—24  мм  больше,  чем  при  обычной  культива¬
ции.  Однако  и  там  в  засушливые  годы  отмечается
уменьшение  запасов  влаги  при  бороздовании  до  10—
15  мм.
 Общая  оценка  рассматриваемых  приемов  будет  не¬
полной,  если  при  этом  не  учитывать  степень  концен¬
трации  скапливающейся  на  склоне  воды  и  возможность
ее  стока  по  линии  наибольшего  уклона.  С  чисто  проти-
воэрозионной  точки  зрения  это,  пожалуй,  одна  из  ос¬
новных  характеристик.  Важно  задержать  осадки  в  су¬
хой  год,  но  если  это  небольшие  осадки,  то  их  влияние
ничтожно  мало  на  общие  потери  почвы.  В  то  же  время
при  большом  склоновом  водообразовании  необходима
гарантия  того,  что  противоэрозионные  приемы  не  пове¬
дут  к  усилению  струйчатого  размыва  и  созданию  лож¬
бин  на  склоне.
 Используя  формулы  (табл.  5.5),  можно  получить
объем  задерживаемой  воды  и  предельную  нагрузку  при
прорыве  углублений.  Однако  здесь  надо  решить  один
вопрос:  какова  последовательность  прорыва  одинако¬
вых  по  величине  и  форме  углублений.  Дело  в  том,  что
при  прорыве,  который  начинается  с  верха  склона,  обра¬
 174

зуется  лавинообразный  поток  и,  наоборот,  при  прорыве  с
начала  нижележащих  углублений  сколько-нибудь  опас¬
ной  ситуации  на  склоне  не  возникает.  Этот  процесс  был
промоделирован  нами  в  лабораторных  условиях  с  лун-
кованием  и  бороздованием  при  подаче  воды  в  виде  ис¬
кусственных  осадков.  В  таких  условиях  наиболее  повто¬
ряющийся  вариант  прорыва  борозд  (8  из  10.)  был  вто¬
рой,  т.  е.  сначала  переполнялись  нижние  борозды  (лун¬
ки).  Причем  при  наличии  борозд  отдача  происходит
полностью,  а  при  лунковании  —  лишь  частично.  Зато
при  переполнении  и  прорыве  вышележащих  борозд  в
то  время,  когда  нижние  уже  прорвало,  они  не  оказыва¬
ют  особого  влияния,  даже  способствуют  замедлению
стекания.  Совсем  другое  дело  при  лунковании.  Перелив
вышележащих  лунок  почти  всегда  происходит  при  за¬
полненных  нижележащих.  Правда,  при  этом  наблюдает¬
ся  совсем  не  тот  процесс,  который  можно  наблюдать
при  прорыве  сплошных  борозд,  начиная  с  верха  склона.
 На  склон'ах,  особенно  эродированных,  наиболее  ве¬
роятна  меньшая  впитывающая  способность  нижних  час¬
тей  склона.  Это  приводит  к  более  быстрому  переполне¬
нию  именно  нижних  борозд'  (лунок),  что  отвечает  наи¬
более  благоприятному  варианту  процесса.  Если  рассмат¬
ривать  изменение  водозадерживающей  способности  скло¬
нов  разного  профиля,  то,  исходя  из  изложенного,  следу¬
ет,  что  при  выпуклом  профиле,  когда  уклоны  увеличи¬
ваются  вниз  по  склону  и,  значит,,  водозадерживающая
способность  углублений  уменьшается  тоже  вниз  по  скло¬
ну,  прорывы  начинаются  снизу,  что  более  благоприятно.
При  вогнутом  склоне  прорывы  чаще  должны  начинать¬
ся  с  вершины.  Отсюда  следует,  что  на  вогнутых  скло¬
нах  менее  целесообразно  проводить  водозадержание  в
искусственных  углублениях.*
 Для  ровных  и  длинных  склонов,  на  наш  взгляд,  це¬
лесообразно  пойти  на  некоторое  уменьшение  объема
углублений  для  нижних  частей  склона,  чтобы  обеспе¬
чить  наиболее  приемлемую  последовательность  возмож¬
ного  прорыва  углублений  при  их  переполнении.  Однако
наиболее  кардинальное  решение  заключается  в  отводе
излишней  воды  по  наклонным  (аварийным)  бороздам.
 Оценка  противоэрозионной  роли  водозадерживающих
микроуглублений,  как  было  показано,  требует  правиль¬
ного  учета  уклона  склона  и  интенсивности  водоотдачи.
 175

Исходя  из  особенности  влияния  уклона  на  задержание
воды  в  понижениях,  отметим,  что  ранее  сделанный  вы¬
вод  (см.  п.  4.3)  о  незначительном  влиянии  уклона  на
сток  не  может  быть  распространен  на  склоны  с  искус¬
ственными  микроуглублениями.  Здесь,  несомненно,  с
ростом  уклона  величина  стока  будет  расти.  То  же  мож¬
но  сказать  и  о  влиянии  уклона  на  величину  смыва  поч¬
вы.  Если  представить  эту  зависимость  в  виде  степенной
функции  №=а/Л,  то  для  склона  с  углублениями  наряду
с  уменьшением  а  резко  возрастает  показатель  степени  п
 Для  пересеченных  (гофрированных)  склонов  всякое
скопление  воды  на  поверхности  почвы,  которая  при  не¬
которых  критических  условиях  может  концентрирован¬
но  стекать  по  линиям  с  наибольшими  уклонами,  недо¬
пустимо.  В  этих  условиях  нецелесообразно  применять
водозадерживающие  углубления  даже  в  приводораз
дельной  части  склона,  если  нет  «страховочной»  системы,
т.  е.  наклонных  водоотводных  канав.
 ,  «Оздоровление»  склонов,  уже  пораженных  струйча¬
той  эрозией,  протекающей  во  множестве  ложбин,  воз¬
можно  систематическим  созданием  валов  по  типу  на-
пашных  террас  или  террас-валов,  расположенных  по
дну  ложбин.  Такие  валы,  создавшие  серию  микролима¬
нов  по  дну  ложбин,  будут  способствовать  постепенному
заравниванию  ложбин.  Для  устранения  прорыва  валов
в  наиболее  опасных  средних  частях  целесообразно  соз¬
дать  их  не  ровными,  а  выпуклыми,  так  чтобы  при  их
прорыве  вода  протекала  по  бокам  валов.
 Следует  отметить,  что  приемы  задержания  стока  ще-
леванием  и  кротованием  не  создают  концентрированных
объемов  воды,  которые  могли  бы  при  прорыве  прово¬
дить  размыв.  Этим  они  положительно  отличаются  от
приемов,  задерживающих  влагу  на  поверхности  склона.
Однако  полного  регулирования  не  будет,  если  при  ще-
левании  и  кротовании  не  создавать  страховочной  (ава¬
рийной)  водоотводной  системы.
 5.4.2. 	Новые  приемы  для  задержания
и  отвода  склонового  стока
 Основное  требование  к  водозадерживающим  углу¬
блениям,  применяемым  для  защиты  почвы  от  эрозии*
может  быть  сформулировано  так: 	обеспечить  макси¬
 176

План
 мальное  задержание  воды  на  склоне  и  сброс  ее  «излиш*
ков»  по  заранее  подготовленным  эрозионнобезопасным
отводам.  Рекомендуемые  новые  приемы  основаны  на  из¬
менении  морфоструктуры  применяемых  ныне  микро¬
углублений  и  отвечают  в  основном  сформулированным
требованиям.
 Наклонные  борозды  с  перемычками  (рис.  5.5)  пред¬
ставляют  собой  борозды  с  отвалами,  проведенными  так,
что  вдоль  борозды
имеется  уклон  а=0,5—
 1,0°.  На  определенном
расстоянии  друг  от
друга  и  в  самой  бо¬
розде  создаются  пере¬
мычки.  Принципиаль-
альная  отличительная
особенность  этого  при¬
ема  —  то,  что  пере¬
мычки  делаются  вы¬
сотой  несколько  мень¬
шей  высоты  борозды
(0,95—0,9Ф  высоты  бо¬
розды).  Это  обеспечи-
.вае.т  задержание  воды
ив  то  же  время  при
 переполнении  борозды  исключает  возможность  проры¬
ва  отвала:  так  как  перемычка  ниже  отвала,  то  вода
устремится  через  нее  вдоль  борозды.  Небольшой  уклон
борозды  обеспечивает  сток  излишней  воды  с  очень  ма¬
лыми  скоростями,  не  способными  проводить  размыв
почвы.  Вода  сбрасывается  в  водоотводную  канаву  и
0  далее  в  водоток.  Наклонные  борозды  с  перемычками
могут  задерживать  больше  воды,  чем  при  прерывистом
бороздовании,  т.  е.  способствуют  более  полному  погло¬
щению  влаги  склонами.  В  то  же  время  они  вообще  ис¬
ключают  возможность  стекания  воды  по  линиям  макси¬
мального  уклона,  чего  не  скажешь  ни  об  одном  из  су¬
ществующих  приемов.
 Расстояние  между  перемычками  и  определяется  их
высотой  и  углом  наклона  борозды  6.  Учитывая,  что  вы¬
сота  перемычки  принимается  равной  примерно  0,9  вы¬
соты  отвала  у6  ,  можно  получить  выражение  всей  дли¬
ны  водной  поверхности  в  наклонной  борозде  перед  пере¬
 1альвег  борозды
 Рис  5  5  Схема  наклонных  бо¬
розд  с  перемычками
 177

мычкой  при  полном  ее  заполнении  L  и  для  условий  наи¬
большего  объема  воды  L
 L  <  0,9уб  ctg  8;  L'zz  0,65  j/6ctg8.
 Перекрестное  бороздование  заключается  в  следую¬
щем.  При  обработке  склона  проводится  пахота  с  обра¬
зованием  борозд  вдоль  склона  или  под  углом  к  направ¬
лению  его  падения,  по  сути,  в  любом  направлении.  Для
задержания  на  склоне  слоя  водоотдачи  проводится  на¬
клонное  перекрестное  бороздование  (рис.  5.6).  Борозды
проводятся  на  расстоянии  L  друг  от  друга,  зависящем
 от  уклона  склона  у.  Угол
наклона  самих  борозд  вы¬
бирается  1—2°  (тем  боль¬
ше,  чем  больше  ширина
склона).  Причем  борозды
проводятся  так,  чтобы  от¬
вал  был  расположен  вверх
по  склону,  а  не  вниз,  как
это  делается  обычно,  и  в
этом  принципиальная  отли¬
чительная  особенность  при¬
ема.  Отвал  создает  препят¬
ствие  для  стока.  При  водо-
образовании  на  склоне  по¬
сле  того,  как  уровень  воды
в  борозде  достигает  уровня
отвала,  вода  начинает  сте¬
кать  не  вниз  по  склону,
как  это  бывает  при  всех
водозадерживающих  прие¬
мах;  а  в  верхнюю  водоотводящую  борозду.  Такой  харак¬
тер  стока  обеспечивается  выбором  расстояния  L,  значе¬
ние  котого  в  метрах  определяется  по  формуле
L  =  K6A6ctgf-(-  1,55б,
 где  Л  б  —  высота  гребня  наклонной  борозды,  м;  у  —
угол  наклона  склона;  В6  —  ширина  наклонной  борозды
или  отвала,  м;  Кб  —  коэффициент  разрушения  борозды.
 В  данном  случае  этот  коэффициент  выполняет,  кро¬
ме  того,  роль  гарантийного  коэффициента.  Уменьшение
его  на  10—15%  значительно  увеличивает  гарантию  того,
что  вода  не  перельется  через  гребень  из-за  его  разруше¬
ния.  L  при  уб  =0,15  м  и  у=3°,  с  учетом  К6,  составит  при¬
мерно  около  2,0  м.
 178
 Рис.  5.6.  Схема  пере¬
крестного  бороздования.

Необходимо  отметить,  что,  как  бы  старательно  не
проводилась  обработка,  всегда  возможно  по  тем  или
иным  причинам  разрушение  борозды.  Во  всех  имеющих¬
ся  приемах  это  приводит  к  образованию  концентриро¬
ванного  стока  и  размыва  почвы.  В  предлагаемом  прие¬
ме  не  происходит  никаких  разрушений,  так  как  при  пе¬
реливе  через  гребень  вода  просто  попадает  в  нижерас-
положенную  борозду  и  отводится,  как  и  прежде,  по  во¬
доотводной  сети.
 Валкование  с  перекрестным  бороздованием  представ¬
ляет  собой  разновидность  перекрестного  бороздования
(рис.  5.7)  и  характеризуется  тем,  что  прорыв  по  скло¬
ну  исключается  здесь  в  любых,  самых  неблагоприятных
случаях  и  гарантия  это¬
му  —  не  только  надеж¬
ность  закладки  (техноло¬
гия  изготовления),  но  и
особенность  строения  всей
системы.  Для  создания
такого  вида  обработки
могут  применяться  обыч¬
ные  сельскохозяйствен¬
ные  орудия.
 Прием  напоминает
крестование  зяби,  хотя
это  сходство  чисто  внеш¬
нее,  поскольку  крестова¬
ние  в  своем  первоначаль¬
ном  виде  [108]  пред¬
ставляет  серию  борозд,
проведенных  через  2—
 4  м  вдоль  и  поперек
склона,  а  в  местах  пере¬
сечения  борозд'  насыпа¬
ются  перемычки.  Более
современный  прием  крестования,  известный  под  на¬
званием  микролиманы  Мажарова,  осуществляется  плу¬
гом  с  удлиненным  отвалом  на  последнем  корпусе  и
приспособлением,^  насыпающим  поперечные  валики  меж¬
ду  продольными.
 Один  из  важных  параметров  предлагаемых  систем  —
угол  наклона  поперечных  борозд  б.  Qh  »рекомендуется
для  общего  случая  в  диапазоне  1—2°.  При  выборе  его
 План
 Рис.  5  7.  Схема  валко-
вания  с  перекрестным
бороздованием.
 179

необходимо  иметь  в  виду,  что  для  широких  полей  б  бе¬
рется  больше,  чем  для  узких,  а  при  ложбинах  на  скло¬
не  и  при  выборе  направления  наклонных  борозд  —  не
относительно  горизонталей,  а  относительно  общего  па¬
дения  склона;  величина  б  подбирается  так,  чтобы  мини¬
мальный  уклон  борозды  был  не  менее  1°.  -Для  нахожде¬
ний  б  можно  воспользоваться  приближенной  формулой
 5  =  1  +  агс1&  (^-).
 Здесь  Лл,  Ьл  —  ширина  и  глубина  ложбины.
 5.5. 	КЛАССИФИКАЦИЯ  ВИДОВ
 ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ  МЕРОПРИЯТИИ
И  ОЦЕНКА  ИХ  ЭФФЕКТИВНОСТИ
 Основной  принцип  борьбы  с  водной  эрозией  заклю¬
чается  в  комплексном  применении  различных  противо-
эрозионных  мероприятий.  В  зависимости  от  местных
условий  и  экономической  целесообразности  для  различ¬
ных  полей  севооборота  разрабатываются  картограммы
мероприятий  по  борьбе  с  эрозией,  включающие  различ¬
ные  их  виды  [100].
 Важнейшая  задача  эрозиоведения  —  разработка  но¬
вых  и  совершенствование  уже  имеющихся  методов
противоэрозионной  мелиорации.  В  этой  разнообразной
деятельности  имеется  очень  важное  звено  —  оценка  но¬
вого  или  модификации  уже  известного  приема.  Без  на¬
дежной  количественной  оценки  эффекта  отдельных  при¬
емов  невозможно  дать  характеристику  всей  противо¬
эрозионной  системы.
 Оценка  противоэрозионных  мероприятий  осуществле¬
на  в  отдельных  (чаще  всего  индивидуальных)  научных
работах.  Положительный  эффект  того  или  иного  меро¬
приятия  при  таком  подходе  завышен,  иногда  значитель¬
но.  Помимо  субъективных  причин  появления  ошибок  в
оценке  противоэрозионных  мероприятий  и  их  различных
модификаций  имеются  и  вполне  объективные.  Дело  в
том,  что  для  обоснованной  количественной  оценки  эф¬
фекта  мероприятия  нужен  период  полевых  испытаний  в
10—15  лет.  Столь  длительный  отрезок  времени  от  раз¬
работки  приема  до  его  внедрения  в  большинстве  случа¬
ев  не  приемлем,  поэтому  на  практике  ограничиваются,
как  правило,  периодом  2—4  года.  Но  этот  отрезок  вре¬
 180

мени  может  оказаться  преимущественно  влажным  или
сухим,  что  очень  влияет  на  эффективность  мероприятий.
Некоторые  мероприятия  (например,  поперечная  пахота
в  условиях  «гофрированных»  склонов)  будет  давать  по¬
ложительный  эффект  при  малой  водности  и  отрицатель¬
ный  —  при  очень  большой.  Полевое  испытание  приемов
только  в  средние  по  водности  годы  также  может  не  дать
надежных  количественных  данных  об  его  эффективнос¬
ти.  Связано  это  с  резким  отклонением  законов  функцио¬
нирования  от  прямолинейной  связи.
 Возникающие  трудности  можно  полностью  преодо¬
леть  постановкой  статистически  обоснованного  экспери¬
мента,  учитывающего  распределение  климатических
условий  водной  эрозии.  Можно  рекомендовать  и  другой,
более  быстрый  и  достаточно  объективный  способ  количе¬
ственной  оценки  отдельных  противоэрозионных  меро¬
приятий.  Сущность  его  заключается  в  том,  чтобы  при
производственной  проверке  того  или  иного  приема  за
эталон  сравнения  принимать  не  обычный  полевой  сево¬
оборот  без  специальных  мероприятий,  а  противоэрози-
онный  прием,  аналогичный  проверяемому  по  характеру
воздействия  на  процессы  водоотдачи,  задержания  и  сте¬
нания  воды,  а  также  формирования  и  стекания  наносов,
т.  е.  аналогичный  по  характеру  системообразующих
отношений.  Такой  метод  сравнения  изучаемого  приема
с  принятым  эталоном  может  давать  объективную  коли¬
чественную  оценку  любого  нового  приема,  даже  при  2—
4-летнем  испытании,  если  сам  эталон  уже  имеет  объек¬
тивную  количественную  характеристику  своего  влияния.
Характеристика  самих  эталонных  мероприятий  может
быть  получена  на  государственных  испытательных  уча¬
стках.
 Как  было  отмечено,  системообразующие  отношения
эрозионной  геосистемы  формируются  процессами  разру¬
шения,  перемещения  и  отложения  наносов  под  воздейст¬
вием  водных  потоков  и  по  законам  движения  воды.  Эти
системообразующие  отношения  положены  в  основу
определения  водной  эрозии  и  классификации  ее  видов.
Вполне  естественно,  что  и  классификацию  противоэро¬
зионных  мероприятий  целесообразно  проводить  с  учетом
тех  же  системообразующих  отношений.
 Существующее  в  настоящее  время  деление  всех  про¬
тивоэрозионных  приемов  на  агро-,  лесо-,  луго-  и  гидро¬
 481

мелиоративные  не  отвечает  выдвинутому  принципу.  Ес¬
ли  агрохимические  и  лесомелиоративные  приемы  еще
образуют  более  или  менее  однородную  группу,  то,  на¬
пример,  агромелиоративные  мероприятия  включают  в
себя  такие  приемы,  как  щелевание,  обвалование  и  по¬
лосное  земледелие.  Каждый  из  трех  перечисленных
приемов  принципиально  по-разному  воздействует  на
процесс  разрушения,  перемещения  и  отложения  нано¬
сов,  т.  е.  на  свойства  системообразующих  отношений
При  количественной  же  оценке  эффективности  противо-
эрозионных  приемов  целесообразно  иметь  дело  с  группой
(видом)  приемов,  однотипных  именно  по  своему  воздей¬
ствию  на  процесс.  Для  решения  поставленной  задачи
среди  данной  группы  необходимо  выбрать  условный
эталон,  а  все  остальные  приемы  одного  вида  целесооб¬
разно  рассматривать  как  модификацию  эталона  (вида)
и  как  для  старых,  так  и  для  новых  модификаций  прово¬
дить  сопоставление  с  эталоном  вида.  В  этих  условиях
необходимое  время  производственной  проверки  нового
метода  может  быть  сокращено  в  3—4  раза  при  значи¬
тельном  уточнении  результатов.  Все  отмеченное  создает
определенную  систему  в  получении  и  накоплении  объек¬
тивных  и  сопоставимых  критериев  оценки  эффективнос¬
ти  приемов.
 Время  от  времени  в  научной  литературе  появляются
сведения  о  модификациях  ряда  уже  известных  противо-
эрозионных  комплексов.  Так,  недавно  начали  рекомен¬
довать  кротование  склонов  в  сочетании  с  другими  прие¬
мами.  Нет  сомнений  в  определенной  эффективности  это¬
го  приема.  Однако  результаты  экспериментов  не  раскры¬
вают  преимущество  кротования  перед  более  простым  и
доступным  приемом  —  щ'елеванием.  Такая  неопределен¬
ность  возникла  в  связи  с  тем,  что  за  эталон  сравнения
принимались  условия  обычного  полевого  севооборота
без  противоэрозионных  мероприятий.  Совсем  другое  де¬
ло,  если  бы  каждый  прием  оценивался  в  разряде  одно¬
типных  по  системообразующим  отношениям.
 Предлагаемая  система  проверки  противоэрозионных
мероприятий  решает  еще  один  важный  вопрос.  Дело  в
том,  что  несмотря  на  существенные  недостатки  метода
водороин,  он  продолжает  применяться  в  исследованиях.
Ошибки  от  использования  метода  могут  быть  очень
большими.  Однако  если  определять  величину  смыва  поч¬
 182

вы  этим  методом  в  однотипных  условиях,  т.  е.  для  мо¬
дификаций  одного  вида  -противоэрозионной  мелиорации,
то  относительная  ошибка  (результат  сопоставления)
становится  минимальной,  а  то  и  вовсе  пропадает.  На¬
пример,  совершенно  неправомерно  методом  водороин  (в
силу  ряда  его  особенностей)  сопоставлять  смыв  почвы
на  поле  с  полосным  посевом  культур  и  на  пару  или  зя¬
би,  особенно  при  малых  и  средних  величинах  смыва.
Однако  сопоставление  смыва  почвы  для  двух  участков,
на  одном  из  которых  —  эталон  вида  противоэрозионно-
го  приема  (полосного  посева),  а  на  другом  —  его  моди¬
фикация,  вполне  допустимо*
 В  порядке  постановки  вопроса  приведем  классифика¬
цию  (табл.  5.8)  приемов  и  возможные  эталоны  для
групп  однотипных  мероприятий.  При  этом  нужно  иметь
в  виду,  что  сопоставление  с  эталонами,  как  и  вообще  про¬
верку  противоэрозионных  приемов,  необходимо  прово¬
дить  на  склоне  с  уклоном  не  менее  4—6°  или  на  сред¬
них  уклонах  данного  региона.  Проверка  противоэрозион¬
ных  приемов  на  малых  уклонах  (до  1—2°)  практически
бессмысленна,  так  как  эрозия  в  таких  условиях  может
вообще  прекращаться,  уже  при  незначительных  воздей¬
ствиях  на  процесс.  Конечно,  проверка  приема  при  раз¬
ных  уклонах  и  длинах  склонов  еще  лучше,  но  чаще  все¬
го  по  техническим  и  экономическим  соображениям  она
затруднена.  Сюда  (табл.  5.8)  не  включены  в  качестве  от¬
дельного  вида  противоэрозионных  мероприятий  сево¬
обороты,  так  как  их  целесообразнее  рассматривать  не
отдельным  видом,  а  системами,  особенности  испытания
и  сопоставления  которых  будут  несколько  иными.
 Наконец,  последнее  замечание  касается  выбора  эта¬
лона.  На  нынешнем  этапе  обсуждения  вопроса  эталоны
выделены  условно  (табл.  5.8).  Связано  это  с  тем,  что  в
качестве  эталона  целесообразно  принять  наиболее  ти¬
пичный  и  достаточно  распространенный  прием  вида,  для
которого  уже  имеется  или  проще  всего  получить  количе¬
ственную  оценку  эффективности.  Естественно,  что  в  дан¬
ной  работе  возможно  лишь.приближенное  решение  под¬
нятого  вопроса.  Оно  должно  быть  уточнено  в  процессе
дальнейшего  обсуждения.
 Следует  обратить  внимание  на  одну  немаловажную
деталь  классификации  —  иерархию  видов,  которая  со¬
ответствует  порядку  их  расположения  (табл.  5.8).
 183

Таблица  5  8.  Виды  склоновых  противоэрозионных
 мероприятий,  их  модификаций  и  эталон  сравнения
 Характеристика  мероприятий  и  эталон
 1.  Предпосевное  рыхление  почвы
 Эталон  —  вспашка  с  оборо¬
том  пласта  на  оптимальную  для
региона  глубину  (при  несмытых
почвах)  и  боронованием,  про¬
водимая  поперек  склона.
 Абсолютный  эталон  (для
сравнения  эталонов  других  ви¬
дов)
 2  Улучшение  физических  и  хи¬
мических  свойств  почвы  внесе¬
нием  удобрений.
 Эталон  —  оптимальное  вне¬
сение  удобрений  (органических
и  минеральных),  рекомендован¬
ных  для  несмытой  почвы.
 3.  Щелевание.
 Эталон  —  вертикальные  не¬
прерывные  щели  поперек  скло¬
на  шириной  3  см  и  глубиной
50  см  без  заполнителя  на  рас¬
стоянии  10  м  друг  от  друга
 4  Противоэрозионная  структу¬
ризация  микрорельефа  (без  во¬
доотводных  канав).
 Эталон  —  лункование  агрега¬
том  ЛОД-Ю
 5  Фитомелиоративные  мероприя¬
тия.
 Эталоны  А.  Пропашные'  куль¬
туры  (кукуруза  на  зерно  или
картофель)  с  основным  направ¬
лением  рядов  поперек  склона.
Б.  Зерновые  колосовые  культу¬
ры  (озимая  пшеница  или  рожь).
В  Травы  (однолетние),  наибо¬
лее  распространенные  для  региона
 Модификации
 Глубокая  вспашка,  плоско¬
резная  обработка,  различные
виды  минимальной  обработ¬
ки  и  др
 К  модификации  относятся
изменения  направления  вспаш¬
ки  (без  сочетания  с  други¬
ми  видами)
 Другой  подбор  и  другие
дозы  удобрений,  в  том  числе
такие  приемы,  как  известко¬
вание,  ^пескование.
 Приемы  данного  вида  в  со¬
четании  с  модификациями
первого  вида
 Щели  других  размеров,  на¬
клонные  щели,  прерывистое
щелевание,  щелевание  с  кро-
тованием  и  др.
 Щелевание  в  сочетании  с
приемами  I  и  II  видов
 Гребнистая  вспашка,  в  том
числе  с  отсыпкой,  бороздо-
ванием,  микролиманы,  лун¬
кование  и  бороздование  с
дополнительным  рыхлением
пониженной  части  углубле¬
ния
 Траншеи  без  наполнителя,
а  также  с  органическим  и
минеральным  наполнителем.
 Приемы  данного  вида  в  со¬
четании  с  предыдущими
 Другие  пропашные,  загу¬
щенные  посевы,  изменение
направления  посева.
 Другие  культуры,  смеси
 Многолетние  травы,  дру¬
гие  виды  трав.
 Приемы  данного  вида  в  со¬
четании  с  любыми  предыду¬
щими
 184

Продолжение  табл.  58
 Характеристика  мероприятий  и  эталон
 Модификации
 6.  Полосное  размещение  культур.
 Эталон  —  полосы  расчетных
размеров  пропашной  культуры
(кукуруза,  картофель)  и  одно¬
летних  трав,  имеющих  наиболь¬
шее  распространение  для  регио¬
на
 Варианты  культур  и  ва¬
рианты  размещения  полос,
их  размеров  и  направлений.
 Сочетание  полосного  *  раз:
мещения  с  предыдущими  ви¬
дами  приемов
 7  Мульчирование.
 Эталон  —  сплошное  покры¬
тие  почвы  слоем  соломы  из  рас¬
чета  3  т/га  после  предпосевной
обработки
 Другие  условия  обработки
и  мульчирования,  полосное
мульчирование,  запахивание
мульчи,  в  том  числе  искус¬
ственного  происхождения,  на¬
пример,  полистирола.
 Мульчирование  в  сочета¬
нии  со  всеми  предыдущими
видами  приемов
 8  Агролесомелиоративные  ме¬
роприятия.
 Эталон  —лесная  полоса  рас¬
четных  параметров  с  наиболее
распространенным  видовым  со¬
ставом  растительности  для  ре¬
гиона  без  водоотводных  канав
в  сочетании  с  пропашной  куль¬
турой  выше  лесополосы
 Другие  размеры  лесных  и
кустарниковых  полос  и  их
состава.
 Сочетание  лесомелиорации
со  всеми  предыдущими  ви¬
дами
 9  Структуризация  микрорелье¬
фа  с  целью  отвода  части  или
всего  слоя  водоотдачи.
 Эталон  —водоотводные  наклон¬
ные  борозды  с  продольным
уклоном  1,5°  без  перемычек  глу¬
биной  20  см  через  50  м  в  со-  -
четании  с  продольными  залу¬
женными  водоотводами  через
300  м
 Другие  виды  водоотводных
борозд,  канав,  валов,  иных
поверхностных  устройств.
 Сочетание  водоотводных
устройств  со  всеми  предыду¬
щими  видами
 10  Противоэрозионная  струк¬
туризация  мезорельефа  (терра¬
сирование).
 Эталон  —  напашное  терраси¬
рование  со  стандартными  для
 региона  размерами
•
 Другие  виды  террас.
Сочетание  террасирования
с  приемами  предыдущих  ви¬
дов
 Здесь  иерархия  обеспечена  благодаря  учету  усложнения
воздействия  противоэрозионного  приема  на  свойства  си¬
стемообразующих  отношений.  Постараемся  обосновать
 185

принятую  иерархию  видов  склоновых  противцэрозион-
ных  мероприятий.
 I 	вид  —  наиболее  простой  прием  воздействия  на
свойства  системообразующих  отношений  изменением
геометрического  расположения  частиц  исходного  суб¬
страта  (почвы).
 II 	—  ведет  уже  к  изменению  состава  и  свойств  .  са¬
мих  частиц  субстрата.  Это  более  сложный  по  сравнению
с  первым  вид,  хотя  бы  уже  потому,  что  всегда  прово¬
дится  на  каком-то  исходном  фоне  обработки.
 III 	вид  отражает  усложнение  вертикального  строения
исходного  субстрата.  Однако  он  носит  также  черты  I
вида  обработки,  поэтому  поставлен  первым  среди  дру¬
гих  приемов,  связанных  со  структуризацией  субстрата.
 IV 	вид  способствует  бо'лее  значительному  усложне¬
нию  процесса  водоотдачи  и  наносообразования,  кото¬
рое  остается  однозначным  в  процессе  выпадения  осад¬
ков:  после  переполнения  водозадерживающих  емкостей
образуется  неконтролируемый  водоотвод.
 V 	—  воспринимается  как  самый  обычный,  однако  это
не  говорит  о  его  простом  воздействии  на  свойства  систе¬
мообразующих  отношений.  Здесь  и  изменение  физичес¬
ких  и  химических  свойств  почвы,  изменение  их  биологи¬
ческих  качеств,  воздействие  на  интенсивность  впитыва¬
ния,  стекание  (шероховатость),  наносообразование  и
т.  д.
 VI 	—  несомненное  усложнение  свойств  системообра¬
зующих  отношений  по  сравнению  с  V:  здесь,  в  пределах
единой  геосистемы  создаются  разные  условия  водоотда¬
чи  и  наносообразования.
 -  VII  —  внешне  более  простой.  Однако  достаточно  об¬
ратиться  к  специальной  литературе,  чтобы  убедиться  в
необычайно  разнообразном  его  воздействии  на  функцио¬
нирование  системы.
 Каждый  из  последующих  видов  (VIII—X)  вносит
свое  принципиально  отличное  воздействие  на  системооб¬
разующие  отношения.  Здесь  имеются  некоторые  труд¬
ности  в  определении  иерархии.
 Данная  классификация  в  сочетании  с  другими  вы¬
двинутыми  предложениями  создает  определенную  си¬
стему  в  получении  и  накоплении  объективных  и  сопоста¬
вимых  критериев  оценки  эффективности  противоэрозион-
ных  приемов.
 18£

С.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ПРИРОДНО¬
ТЕХНИЧЕСКИХ
 ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ  СИСТЕМ
 6.1. 	МЕТОДЫ  ПРОЕКТИРОВАНИЯ
 Не  так  давно  говорили  лишь  о  широком,  внедре¬
нии  противоэрозионных  мероприятий.  В  настоящее  вре¬
мя  первоочередным  становится  как  широкое  внедрение,
так  и  научный  подход  к  протйвоэрозионной  мелиора¬
ции,  четкая  дифференциация  хозяйственной  деятельнос¬
ти  в  зависимости  от  конкретных  природных  условий.
 Земельные  ресурсы  представляют  собой  не  только
продукт  развития  географической  среды,  но  и  объект
стихийного  и  целенаправленного  воздействия  человека—
антропогенеза.  В  результате  образуется  новая  система,
отличная  от  природной,  которую  мы  называем  природ¬
но-технической.  Закономерности  развития  системы  не
сводятся  к  простой  сумме  природных  закономерностей
и  свойств  технических  воздействий.  Они  определяются
вновь  образованной  структурой  и  функционированием.
Эти  закономерности  зависят  также  от  характера  произ¬
водственных  отношений  в  обществе.
 Центральный  момент  всего  эрозиоведения  —  проек¬
тирование  природно-технических  управляемых  систем
противоэрозионного  назначения  или  природно-техничес¬
ких  противоэрозионных  систем  (ПТПС).  Общепризнан¬
но,  что  толькб  система  противоэрозионных  мероприятий
может  обеспечить  необходимый  эффект.  Обычно  под
системой  (комплексом)  мероприятий  понимают  сочета¬
ние  организационно-хозяйственных,  агротехнических,  ле¬
сомелиоративных  и  гидротехнических  приемов.  Комби¬
нации  возможных  сочетаний  различных  приемов  могут
быть  самыми  разнообразными.
 Система  противоэрозионных  мероприятий  представ¬
ляется  обычно  как  сочетание  различных  приемов,  кото¬
рые  увязаны  в  пространстве  и  времени.  Когда  говорят
«увязаны  в  пространстве»,  то  подразумевают,  что  каж¬
 187

дый  из  приемов  увязан  не  только  друг  с  другом,  но  и  с
природно-территориальной,  природно-хозяйственной  си¬
стемами.  «Увязаны  во  времени»  —  понимается  увязка
динамики,  т.  е.  всех  тех  процессов,  которые  происходят
в  природной  и  противоэрозионной  системах  во  времени.
 Среди  методов  противоэрозионного  проектирования
выделим  экспериментальный,  экспертный,  расчетный  и
метод  системного  анализа.  Каждый  последующий  метод
в  нашем  перечислении  включает  в  себя  до  определенной
степени  все  предыдущие.
 Экспериментальный  —  это  метод  натурного  модели¬
рования,  проб  и  ошибок,  сравнения  и  сопоставления
различных  вариантов.  Самостоятельное  значение  имеет
преимущественно  при  выявлении  роли  отдельных  прие¬
мов.
 Недостатком  метода  является  отсутствие  надежных
критериев  эффективности,  в  качестве  которых  принима¬
ют  чаще  всего  сочетание  характеристик,  отражающих
изменение  стока  воды  и  наносов,  экономическую  эффек¬
тивность  и  др.  Самое  слабое  место  экспериментального
метода  —  необходимость  большой  продолжительности
эксперимента.  Если  для  надежного  выявления  эффек¬
тивности  одного  приема  необходимо  не  менее  10—12
лет  непрерывных  наблюдей,  то  для  системы  срок  дол¬
жен  быть  увеличен  хотя  бы  в  2  раза.
 Экспертный  —  это  метод  интуитивного  конструиро¬
вания  системы.  Эффективность  его  зависит  от  числа  экс¬
пертов  и  их  эрудиции,  о  чем,  к  сожалению,  часто  забы¬
вают.  Метод  успешно  применяется  научными  подразде¬
лениями,  располагающими  опытными  специалистами.  В
настоящее  время  экспертный  метод,  по  сути,  —  основ¬
ной  в  проектировании  ПТПС.  Довольно  распространен¬
ный  его  вариант  связан  с  «перенесением  опыта».  Из-за
отсутствия  надежных  приемов  учета  региональных  усло¬
вий  часто  имеют  место  существенные  ошибки.
 Отсутствие  большого  числа  высококвалифицирован¬
ных  специалистов-эрозиоведов,  имеющих  опыт  проекти¬
рования  противоэрозионных  систем,  исключает  широкое
применение  экспертного  метода.  В  то  же  время  вообще
без  него  обойтись  невозможно.  Дело  в  том,  что  ПТПС
должна  охватывать  всю  геосистему,  в  то  время  как  рас¬
четный  метод,  хотя  и  более  объективен,  пока  применим
не  для  всех  условий.
 188

Расчетный  метбд  —  это  метод  проектирования  проти-
воэрозионных  систем  для  склоновых  земель  в  пределах
первого  и  второго  ярусов  (см.  п.  2.6)  с  помощью  логико¬
математической  модели  или  таблично-графического  ал¬
горитма.  Данный  метод  будет  рассмотрен  далее  на  при¬
мере  использования  «универсального  уравнения  эрозии»
США.
 Метод  системного  анализа  подразумевает  использо¬
вание  системной  концепции  в  сочетании  с  методами  рас¬
четным  и  экспертной  оценки.
 Сущность  уравнения  эрозии  почвы,  на  основе  которо¬
го  в  США  разработан  метод  подбора  ПТПС,  уже  рас¬
смотрена  (см.  п.  3.5).  Разберем  пример  применения  рас¬
четного  метода  на  основе  данного  уравнения,  позаимст¬
вованный  из  американского  источника  [162].
 Цель  расчета  —  определить  допустимые  с  точки  зре¬
ния  охраны  почв  от  эрозйи  условия  использования  зе¬
мель  для  конкретного  поля.
 Исходные  данные  —  длина  склона  ¿  =  400  фут;  уклон
/  =  8%0;  севооборот:  кукуруза  на  зерно  —  кукуруза  на
зерно  —  овес  —  трава;  тип  почвы  задан.  На  склоне  при¬
меняется  контурная  обработка.
 Порядок  расчета  среднегодового  значения  потерь
почвы  —  по  формуле  (3.36):  сущность  формулы  и  при¬
нятые  обозначения  изложены  ранее  —  (см.  п.  3.5.2).
 1. 	По  таблицам,  составленным  для  отдельных  райо¬
нов  территории  США,  определяется  среднегодовая  сум¬
ма  значений  климатического  показателя  эрозии  £^./30=
=  /?=  180.
 2. 	Зная  тип  почвы  на  склоне,  можно  найти  параметр
эрозионной  водопрочности  /(=0,32.
 3. 	Произведение  ЯК=  180  0,32=57,6  соответствует
потерям  почвы  [т/акр]  со  склона  ¿,=72,6  фут  и  укло¬
ном  /,  =9%0.
 4. 	По  номограмме  находится  поправочный  коэффи¬
циент  на  комбинированное  влияние  длины  склона  и
уклона.  Для  принятого  поля  ¿7=2,0.
 5. 	Определяются  среднегодовые  потери  почвы  [т/акр
в  год]  с  пара  при  заданной  длине  склона  ¿  =  400  фут  и
уклоне/  =  8%о;  57,6-2,0=  115,2.
 6. 	По  таблицам  отыскивается  значение  фактора  се¬
вооборота.  Для  данного  случая  С  =  0,13.  Итак,  с  учетом
С  потери  почвы  составят  115,2  0,13=14,98  т/акр  в  год.
 189

7. 	Фактор  защитных  (коэффициент  противоэрозион-
ных)  мероприятий  Р  для  контурной  обработки  согласно
стандартным  таблицам  составляет  0,6.  Итого  имеем
А  =  14,99  0,6=8,99  т/акр.
 Расчет  окончен.  Однако  для  практики  эта  цифра  еще
ничего  не  говорит.  Необходимо  знать,  допустима  или  нет
данная  величина  смыва.  Допустимая  величина  поверх¬
ностного  смыва  Т  зависит  от  многих  факторов.  Ее  зна¬
чение  для  почв  США  колеблется  от  1,2  до  14,4  т/га  в
год  (0,12—1,44  мм/год).  Для  практических  целей  состав¬
лен  справочник,  с  помощью  которого  можно  получить
величину  Т  с  учетом  К-
 Предположим,  что  для  разобранного  примера  величи¬
на  Т  оказалась  меньше,  чем  полученная  величина  потерь
Те*3,0.  В  таком  случае  необходимо  применить  более  эф¬
фективные  противоэрозионные  приемы  или  изменить  се¬
вооборот.  Изменим  севооборот  таким  образом:  кукуруза
на  зерно  —  кукуруза  на  зерно  —  овес  —  трава  —  трава.
Получаем  значение  С  уже  не  0,13,  а  0,10,  что  уменьша¬
ет  общие  потери  до  7  т/акр.  Этого  еще  недостаточно,  так
как  Т  =3,0.  Если  по  экономическим  причинам  дальней¬
шее  уменьшение  доли  кукурузы  недопустимо,  то  склон
может  быть  разбит  террасами  по  85  фут  Длиной.  Это
даст  фактор  рельефа  ¿  7=0,91  (вместо  2,0)  и  почвен¬
ные  потери  уменьшатся  до  3  т/акр,  что  допустимо.
 Такова  общая  схема  применения  УПЭ  для  проекти¬
рования  ПТПС.  Для  районов  с  распространенной  деф¬
ляцией  данный  расчет  дополняется  аналогичным  прие¬
мом,  учитывающим  потери  почвы  за  счет  их  выдувания
[161].
 6.2. 	ОСНОВНЫЕ  ПОЛОЖЕНИЯ  СИСТЕМНОГО  ПОДХОДА
 Для  управляемой  динамической  системы  можно
выделить  два  основных  режима:  установившийся  и  пере¬
ходный.  Для  установившегося  режима  природной  дина¬
мической  системы  любой  ее  элемент  должен  претерпе¬
вать  строго  периодические  изменения  (состояние  равно¬
весия).  Все  остальные  состояния  —  переходный  режим.
Математически  состояние  устойчивости  (равновесия)
определяется  следующим  образом.  Пусть  |  —  область
допустимых  отклонений  состояния  системы,  т.  е.  откло¬
нений,  при  которых  система  не  разрушается.  Для  устой-
 190

чйвого  состояния  системы  при  любых  заданных  значе¬
ниях  можно  указать  такую  область  е,  движения  внутри
которой  никогда  не  достигнут  границы  области  £  (А.  Ля¬
пунов,  1892  г.).  Географы  формулируют  это  положение
в  виде  содержательной  формулы.  Например:  «Устойчи¬
вость  —  свойство  геосистем  активно  поддерживать  зна¬
чение  своих  параметров  в  пределах,  не  превышающих
неких  критических  величин,  и  сохранять  определенный
характер  функционирования,  проявляющееся  при  воз¬
действии  на  нее  возмущающих  факторов»  [65,  226].
 Указанное  состояние  природных  систем  достигается
в  процессе  их  эволюции.  Стихийное  же  антропогенное
вмешательство  привело  к  одностороннему  сдвигу  систем.
В  таких  условиях  для  задания  их  нужного  состояния
приходится  управлять  входами  систем.  Основной  вопрос
рассматриваемой  задачи  —  формирование  системы  на
основе  системообразующих  отношений  и  их  свойств,  а
также  среды.  При  этом  очень  важно  установление  ие¬
рархии  подсистем,  а  также  характера  взаимосвязи  меж¬
ду  ними.  Второй'  вопрос  —  выражение  структуры  и
функционирования  систем  и  особенно  выражение  веще¬
ственно-энергетического  обмена  (материального  носите¬
ля  устойчивости  геосистем).  Наконец,  третий,  завершаю¬
щий  вопрос  —  проектирование  дискретной  управляющей
системы,  каковой  является  ПТПС,  с  учетом  иерархии
подсистем  и  их  функционирования.
 Системный  анализ  сам  по  себе  может  быть  реализо¬
ван  различными  путями:  на  основе  логико-математиче¬
ской  детерминированной  модели  рационального  исполь¬
зования  земельных  ресурсов,  гидравлико-гидрологичес¬
кого  анализа  или  теории  устойчивости  систем.  Можно
выделить  те  подсистемы,  где  использование  того  или
иного  метода  будет  предпочтительнее.
 Общее  обоснование  системного  метода  в  эрозиоведе-
нии  и  принципы  выделения  подсистем  эрозионной  ГС  в
зависимости  от  целевой  функции  —  рационального  ис¬
пользования  природного  ресурса  (ресурсный  аспект  эро-
зиоведения)  —  уже  рассмотрен  (см.  гл.  2).  Напомним,
что  I  подсистема  —  это  часть  эрозионной  геосистемы,
почва  которой  при  проведении  общей  (не  специально
противоэрозионной)  почвоохранной  мелиорации  не  пе¬
рейдет  в  категорию  среднесмытых;  II  подсистема  —
часть  эрозионной  геосистемы,  где  интенсивность  склоно-
 191

вой  эрозии  без  специальных  противоэрозионныХ  меро¬
приятий  приводит  к  деградации  почвы  и  ландшафта  в
целом;  III  подсистема  —  это  уже  деградированные  в
результате  эрозии  части  геосистем  (III  подсистема  сама
подразделяется  на  две  подсистемы  более  низкого  таксо¬
номического  ранга)  на  два  уровня:  первый  уровень  рас¬
положен  в  пределах  смытых  почв  на  «подступах»  к
оврагам  и  балкам,  а  второй  —  охватывает  их  верховья;
IV  подсистема  —  долины  рек  древней  гидрографической
сети.
 Все  подсистемы  сопряжены  между  собой,  а  их  иерар¬
хия  соответствует  приведенной  нумерации.  Каждой  под¬
системе  ЭГС  соответствует  своя  подсистема  (ярус)  про-
тивоэрозионных  мероприятий,  которые  все  вместе  обра¬
зуют  управляющую  систему.
 Целостность,  законченность,  —  пожалуй,  главная
черта  геокомплекса  и  геосистемы  любого  ранга.  Разви¬
тие  геокомплексов  и  геосистем  как  элементов  ландшаф¬
та  происходит  так  же,  как  и  целостных  образований  в
результате  внешних  факторов  и  саморазвития,  что  осу¬
ществляется  через  определенные  ритмы  динамики.  При¬
чем  в  каждой  природной  системе  имеется  механизм,  ко¬
торый  обеспечивает  стабилизацию  развития.  На  этот
механизм  в  географии  распространен  термин  гомеостаз.
Он  позаимствован  из  биологии,  где  обозначает  относи¬
тельное  постоянство  биосистем  вне  зависимости  от  из¬
менчивости  свойств  среды.  На  наш  взгляд,  правильнее
будет  назвать  механизм  стабилизации  развития  ланд¬
шафта  природным  гомеостазом,  который  включает  в
себя  и  биологический  гомеостаз.
 Механизм,  обеспечивающий  относительное  динами¬
ческое  постоянство  (стабилизирующую  динамику)  ланд¬
шафта,  т.  е.  его  природный  гомеостаз,  полностью  еще
Не  выявлен.  Однако,  рассматривая  природные  системы  с
позиций  общего  учения  о  системах,  можно  наметить  не¬
которые  условия,  необходимые  для  его.  проявления.
 Цель  противоэрозионной  (управляющей)  системы—
замена  естественного  (природного)  гомеостаза  на  искус¬
ственный  (управляемый).  Основное  свойство  гомеоста¬
за  (как  естественного,  так  и  искусственного)  —  не  ста¬
бильность,  а  существование  отрицательной  обратной
связи.  Обратные  связи  являются  элементами  замкну¬
тых  связей.  При  'этом  изменения  х  передаются  обратно
 192

к  х,  изменяя  при  этом  функционирование  х.  Наличие
обратной  связи  —  признак  существования  цельнопоис¬
кового  поведения  системы
 Будем  понимать  под  гомеостазом  процесс,  который
обеспечивает  не  столько  «неразрушающее  свойство»  си¬
стемы,  сколько  ее  способность  к  развитию,  модифика¬
ции.  Природный  гомеостаз  не  возвращает  систему  к  ее
первоначальному  (ненарушенному)  состоянию,  а  приво¬
дит  к  новой  модификации.
 Эрозионные  процессы  (включая  русловую  эрозию)  и
противоэрозионные  мероприятия  (включая  мелиорацию
русел  и  воднохозяйственные  мероприятия)  вместе  с  при¬
родными  условиями  составляют  сложную  систему.  Ис¬
ходный  принцип  существования  системы  состоит  в  ее
целостной  реакции  иа  окружающую  среду.  Только  вну¬
трисистемное  регулирование  —  надежная  гарантия  от
появления  ее  деградации.  Рассечение  сложной  системы
по  ведомственному  принципу  в  свете  представлений  об¬
щей  теории  систем  резко  ухудшает  познание,  учет  и
управление  механизмов  внутрисистемного  регулирования,
поскольку  осуществляется  узкими  группами  лиц,  лишен¬
ных  полноты  информации.  Воздействие  на  внутрисистем¬
ный  механизм  должно  протекать  в  соотношении  с  наи¬
более  вероятной  гипотезой,  вытекающей  из  всей  инфор¬
мации,  в  том  числе  той,  которая  раскрывает  динамику
предшествующих  этапов  развития.  Оптимальные  усло¬
вия  для  системы  те,  с  которыми  система  уже  сталкива¬
лась  в  процессе  развития.
 Границы  рассматриваемых  систем  могут  быть  про¬
ведены  по  водоразделам.  Рассматривая  территорию  от
склона  до  русла  водотока,  обнаруживаем  определен¬
ную  иерархию.подсистем.  Известно,  что  при  разрастании
систем  их  способность  к  адаптации  падает,  а  каждая
новая  ступень  иерархии  влечет  новые  ограничения  в
развитии,  но  не  отменяет  прежних.  Вот  это  последнее
свойство  сложных  систем  в  настоящее  время  очень  сла¬
бо  учитывается  при  изучении  эрозионных  процессов.
 Интенсификация  сельского  и  водного  хозяйства  вле¬
чет  интенсификацию  эрозионных  процессов  и,  следова¬
тельно,  противоэрозионной  мелиорации,  что  проявляется
в  замене  биосферы,  ее  отдельных  ячеек  на  техносферу.
Последнее,  в  свою  очередь,  приводит  к  ослаблению
внутрисистемного  управления  в  пользу  внешнего  управ¬
 7-5234
 193

ления,  которое  всегда  менее  совершенно.  В  таком  слу¬
чае  сложная  система  обременяется  конфликтующими,
целями  и  связями,  она  дробится  и  теряет  свою  целост¬
ность.  Нарушается  главный  принцип  сложной  системы,
состоящий,  как  уже  было  отмечено,  в  целостной  реак¬
ции  на  окружающую  среду.  Именно  поэтому  хорошо  ор¬
ганизованный  противоэрозионный  агроландшафт  в  усло¬
виях  катастрофических  паводков  всегда  значительно
более  уязвим,  чем  исходный  (естественный)  ландшафт.
 В  дальнейшем  категорию  сложности  будем  рассмат¬
ривать  как  характеристику  системы.  В  отличие  от  суще¬
ствующих  предложений  выделим  и  проанализируем  от¬
дельно  сложность  структуры  и  сложность  функциониро¬
вания  эрозионной  геосистемы,  которую  в  данном  случае
можно  рассматривать  как  управляемую  подсистему
ПТПС.  Кроме  того,  выделим  сложность  строения  управ¬
ляющей  Противоэрозионной  подсистемы  и  сложность  ее
функционирования.
 Функционирование  любой  природно-технической  си¬
стемы  не  должно  разрушать  природный  гомеостаз.  По
крайней  мере  до  такой  степени,  чтобы  произошла  дегра¬
дация  ПТПС.  Как  правило,  это  условие  выполнить
очень  сложно,  поэтому  приходится  применять  искусст¬
венную  систему,  заменяющую  или  дополняющую  естест¬
венный  гомеостаз.  Критерий  достаточной  системы,  до¬
полняющей  гомеостаз,  —  наличие  такой  структуры
ПТПС,  которая  отвечает  определенным  условиям.
 Располагая  критерием  сложности,  можно  подобрать
необходимую  систему  противоэрозионных  мероприятий,
которая  бы  так  регулировала  функционирование  всей
системы,  чтобы  изменение  структуры  исходной  ГС  не
превышало  заданные  условия.  Назовем  такой  путь  под¬
бора  системы  противоэрозионных  мероприятий  детерми¬
нированным.
 Другой  метод  заключается  в  сопоставлении  сложнос¬
ти  структуры  эрозионной  геосистемы  и  системы  проти¬
воэрозионных  мероприятий.  Е.сли  в  первом  случае  после¬
довательно  осуществляются  этапы  схемы  (рис.  2.1),  в
том  числе  и  этап  функционирования,  то  во  втором  —
функционирование  учитывается  лишь  опосредованно.
Рассмотрим  каждый  из  намеченных  путей.
 194

6.3.  ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ  МОДЕЛЬ
 6.3.1. 	Аппроксимация  логико-математической  модели
рационального  использования
эрозионноопасных  земель
 Проектирование  ПТПС  состоит  из  проектирования
системы  использования  земельных  ресурсов  и  системы
противоэрозионных  мероприятий.  Первое  чаще  всего
определяется  плановыми  заданиями  с  корректировкой
технических  вопросов  на  основе  экспертной  оценки.  По¬
этому  рассмотрим  преимущественно  метод  проектирова¬
ния  системы  противоэрозионных  мероприятий.  В  общем
виде  поставленная  задача  определяется  как  создание
оптимальной  системы  управления.  В  дальнейшем  под
оптимальным  будем  понимать  такое  управление  систе¬
мой,  которое  обеспечивает  наложение  на  систему  огра¬
ничений  и  удовлетворяет  какому-то  критерию  оптималь¬
ности  [52].  Например,  для  эрозионноопасных  террито¬
рий  таким  критерием  может  быть  равенство  или  какое-
либо  соотношение  между  интенсивностью  почвообразую¬
щего  и  эрозионного  процессов.
 Управление  природной  системой  требует  затрат.  По¬
этому  цель  управления  (целевая  функция)  может  быть
сформулирована  как  обеспечение  минимальной  себестои¬
мости  продукции  при  заданных  ограничениях  природных
процессов,  плановых  заданий  и  оптимальном  материаль¬
но-вещественном  состоянии  системы.  Математически  та¬
кое  условие  записывается  методами  линейного  програм¬
мирования.
 Программа  управления  в  условиях  планового  веде¬
ния  хозяйства  определяется  или  согласуется  с  планом.
Собственно  руководство  —  система  мероприятий  осу¬
ществления  программы.  Формирование  программы  —
это  предварительный  расчет  поведения  системы  при  раз¬
личных  ее  состояниях  и  возможных  воздействиях  на  нее
внешней  среды.
 Детерминированный  метод  проектирования  наибо¬
лее  перспективно  применять  для  1,  II  и  отчасти  III  под¬
систем  эрозионной  геосистемы.  Его  основу  составляет
модель  рационального  использования  земельных  ресур¬
сов  (см.  п.  2.6).  Для  практического  использования  мо¬
дели  проведем  ее  аппроксимацию.
 7*
 195

Заменим  в  формуле  (2.7)  интегрирбвание  суммиро¬
ванием  по  интервалам  времени,  равным  одному  году:
 23  Н„ДПС/Д^  +  2  Пс<ДНг^/=[1НгПс)о„т—
 -ДЛЫ  (1-е-»<). 	(6.1)
 Здесь  ДПС  —  изменение  показателя  свойств  почв  ПС1
а  ДНГ  —  изменение  мощности  гумусового  горизонта  за
один  год,  поэтому  Д/=1.  Остальное  обозначения  преж¬
ние  (см.  п.  2.6).  Значения  ДПС  и  ДНГ  определяются
изменениями,  обусловленными  различными  процессами:
эрозией  ДПс(»)  и  ДНф)  и  естественным  почвообразова¬
тельным  процессом  ДПС(„)И  ДНГ(П).  Кроме  того,  величина
ДПС  может  меняться  в  результате  внесения  удобрений
ДП  с(у)  и  других  приемов  мелиорации  почвы  ДПС(И).  Учи¬
тывая  сказанное,  (6.1)  можно  пе]реписать  в  следующем
виде:
 23  Нг(<)(ДПс,п)+  ДПф)+ДПс(У)+ДПс(„,)/4-  ЕПС(о(ДНг(П)  -(-
 +  ДНГ(э)),=1(НгГй)оат-  (НГПГ)ИСХ]  (1-е-»‘). 	(6.2)
 При  выводе  формулы  (2.7)  принято  допущение,  что
смываемая  почва  имеет  свойства,  средние  для  всего
профиля.  Это  допущение  на  данном  этапе  может  быть
частично  устранено.  Примем  в  качестве  смываемого
слоя  лишь  верхний  пахотный  горизонт  или,  скажем,
слой  0—10  см  (2.2).  С  учетом  сказанного  перепишем
уравнение  (6.2)  так:
 23  нГ(<)ДПс(п)/  -ь  23н,(о(ДПф)+  ДПС(у)+  Дпс(м))<  +
 1  1
 I 	I  _
 -4-  23  Пс„)ДНг(п)/  23  п^(о—ю)ДНг(э)/
 =  [(Нгпс)опт—  (нДс)исх](1-*-")• 	(6.3)
 Нг  в  формуле  (6.3)  —  мощность  гумусового  гори¬
зонта  почвы,  см;  Пс—  безразмерный  показатель  свойств
почвы;  ПС(о—ю)  —  показатель  свойств  почвы  верхнего
(смываемого)  -горизонта.
 196

6.3.2. 	Определение  составляющих  модели
 Методы  определения  значений  Пс  и^С(0-ю)уже  рас¬
смотрены  (см.  п.  2.6.3.).  Значение  (НГПС)ИСХ  формулы
(6.3)  находится  как  произведение  ранее  найденных  зна¬
чений  Нг  и  Пс  на  момент  времени  /=0.  При  известной
оценке  земель  в  баллах  Бп  последняя'  величина  под¬
ставляется  вместо  (НГПС)ИСХ.  В  дальнейшем  она  не  ме¬
няется.  При  отсутствии  Бп  вместо  Пс  подставляется  Г
(содержание  гумуса).
 (НгПс)опт  —  оптимальная  (допустимая)  величина
НГПС.  Она  определяется,  исходя  из  такого  состояния
почвы,  при  котором  достигается  наибольший  экономи¬
ческий  эффект  и  экологически  допустимое  состояние  зе¬
мельных  ресурсов.  Научное  обоснование  данной  величи¬
ны  —  задача  будущего.  Сейчас  в  качестве  первого  при¬
ближения  можно  рекомендовать  (НГПС)011Т  для  несмы-
той  и  слабосмытой  почвы  несколько  меньшей  (НГПС)ИСХ,
но  так,  чтобы  почва  не  переходила  из  категорий  данной
степени  смытости  в  следующую.  Зто  соответствует  усло¬
виям,  которые  аналитически  можно  записать  в  таком
виде:
 (НгПс)опт  =*  0,8  (НГПС)ИСХ.
 В  случае  возможного  перехода  состояния  смытости
почвы  из  данной  категории  в  следующую  должно  вы¬
полняться  условие
 (НГПС)0ПТ  —  (НГПС)ИСХ.
 Для  среднесм-ытой  почвы  целесообразно  принять
(НгПс)опт  —  1  Л(НгПс)игх,
для  сильносмытой—
 (НгПс)опт-  1,2  (НГПС)ИСХ.
 Значение  ДПС(э>  формулы  (6.3)  можно  найти  сле¬
дующим  образом:  1.  По  фактическим  данным  или  рас¬
четным  методом  найдем  среднее  многолетнее  значение
слоя  смыва  за  год  ДНГ  (метод  расчета  ДНГ  изложен
дальше).  2.  Определим  количество  лет  Г,  которое  по¬
 197

надобится  при  ежегодном  смыве  ДНГ,  чтобы  почва
перешла  из  данной  категории  смытости  в  следующую.
3.  По  опытным  данным  определим  фактическое  разли¬
чие  между  Пс  данной  категории  ПС1  и  следующей  ПС2-
4)  Рассчитываем  значение
 АПс(Э)^-С17Псз.
 Необходимо  иметь  в  виду,  что  в  ряде  случаев  разни¬
ца  Пс1^Пс2  может  быть  определена  без  анализа  фак¬
тических  данных.  При  использовании  вместо  Пс  вели¬
чины  Г  все  это  можно  выполнить  по  уже  предложенным
зависимостям  [138].
 Величина  ДПС(У)  оценивается,  исходя  из  ДБ  „(при¬
бавки  урожая  за  счет  удобрений  в  долях  от  Б„),  отне¬
сенной  ко  всему  слою  почвы  ДБ„/Н,.  Однако  между  дан¬
ной  величиной  и  АПС(э)  имеется  очень  важное  структур¬
ное  различие.  ДП  С(У)  —  показатель  временного  эффекта,
пропадающего  через  некоторый  промежуток  времени,
если  прекращается  внесение  удобрений.  Поэтому  в  мо¬
дели  необходимо  принимать  в  качестве_ДП(С/У)  разность
значений  ДП(с/У)  за  данный  период  ДПс<о  и  предшест¬
вующий  ДПсц-1),  т.  е.
 ДПС(У)=  ДПС(/)—ДПсц-1).
 Таким  образом,  ДП  С(У)  так  же,  как  и  ПС(Э).  может
быть  величиной  отрицательной,  что  соответствует  умень¬
шению  эффекта  от  внесенных  удобрений  в  данный  1-й
год  по  сравнению  с  предшествующим  »—1.
 Некоторые  виды  коренной  мелиорации  земель  (из¬
весткование  кислой  почвы,  осушение  переувлажненной,
пескование  тяжелых  земель  и  др.)  единовременно  повы¬
шают  Пс(ДПС(м|).  В  последующие  годы  эффект  подоб¬
ной  мелиорации  будет  учтен  уже  не  через  ДПС,  а  через
абсолютное  значение  Пс  .  В  то  время  как  ослабление
эффекта  ежегодно  —  через  АПС<У).
 Как  уже  отмечалось,  ДНф>  —  изменение  мощности
почвенного  слоя  в  результате  смыва  —  определяется
по  формуле
 АНф,-  0,1
 198

Здесь  у  —  объемный  вес  верхнего  слоя  почвы;  №1  —
смыв  почвы,  т/га  (определенный  по  одной  из  схем  —
см.  п.  3.5  —  для  /-Х  условий  севооборота);  ДНГ(Э)  —
слой  смытой  почвы,  мм/год.  В  (6.3)  /  —  время  в  годах,
которое  целесообразно  принимать  кратным  ротационно¬
му  периоду.  В  тех  случаях,  когда  севооборот  не  выдер¬
живается,  можно  брать  /=  10.  Соответственно  ДПС/  'и
ДНГ/  можно  определять  за  10  предшествующих  лет  с
учетом  перспективы  развития  сельского  хозяйства  ре¬
гиона.
 Таблица  6.1.  Величина  \-е  ь‘  при  разных  Ь  и  I
 ь
 (,  лет
 5
 7
 10
 1  20
 50
 100
 200
 500
 0,005
 0,02
 0,04
 0,05
 0,09
 0,12
 \  0,39
 0,63
 0,92
 0,010
 0,05
 0,07
 0,10
 0,18
 0,39  0,63
 0,96
 0,99
 0,020
 •0,10
 0,13
 0,18
 0,33
 0,63
 I  0,87
 0,98
 0,99
 0,030
 0,14
 0,19
 0,26
 0,45
 0,78
 0,95
 0,99
 —
 0,050
 0,22
 0,30
 0,39
 0,63
 0,92
 0,99
 0,99
 —
 0,100
 0,39'
 0,50
 0,63
 0,87
 0,99
 0,99
 —
 —
 0,150
 0,53
 0,65
 0,78
 0,95
 0,99
 —
 —
 Параметр  в  в  (6.3)  —  декретный  параметр,  т.  е.  та¬
кой,  который  назначается  не  научными,  а  плановыми
органами.  Он  выбирается  с  учетом  экономической  си¬
туации.  Для  удобства  выбора  параметра  можно  восполь¬
зоваться  вспомогательной  зависимостью  (табл.  6.1).  С
помощью  этой  зависимости  можно  определить  долю
Д  (Н  ГПС)  ,  которая  расходуется  или  которую  необходи¬
мо  дополнить  за  t  лет.  Наиболее  вероятное  значение,  на
наш  взгляд,  —  0,020—0,030.
 6.3.3 	Оценка  естественного
 почвообразовательного  процесса
 В  уравнении  (&3)  остались  не  рассмотренными
значения  ДНГ(„)  и  ДПС(П),  отражающие  ресурсный  ас¬
пект  естественного  почвообразования.  Принимая  преж¬
ний  способ  формализации  почвы  как  земельного  ресур¬
 199

са  через  выражение  (2.1),  а  изменение  этого  ресурса  во
времени  через  (2.3),  можно,  заменив  в  (2.3)  интегриро¬
вание  суммированием,  получить  уравнение
 ДБ,  =  2 	•  ДПС(п)£  2  ПС(/)ДНГ(п)>
 1  1
 т.  е.  сумму  первого  и  четвертого  слагаемого  левой  части
уравнения  (6.3)  за  Д/=1.
 Процесс  почвообразования,  согласно  принятой  моде¬
ли,  нужно  представлять  как  изменение  содержание  гу¬
муса  и  других  специфических  свойств  почвы  ДПС,  а
также  как  формирование  почвы  в  качестве  физического
тела  перерождением  минеральной  части  подпочвы  ДНГ(п).
 Сам  по  себе  процесс  изменения  ДПС(П)  осуществляется
преимущественно  в  верхних  горизонтах,  а  АНГ(п)—  за
счет  «врастания»  почвы  в  почвообразующую  породу.
 Почвообразовательный  процесс  —  это  сложнейший
механизм  формирования  генетических,  горизонтов.  Его
скорость  —  величина  переменная:  по  мере  роста  Н  г  она
уменьшается  сначала  постепенно,  а  затем  (при  прибли¬
жении  к  климаксному  состоянию)  более  резко.  При  этом
наблюдается  стабилизация  гумусонакопления  (относи¬
тельное  равенство  распада  гумуса  и  гумусообразова-
ние)  и,  очевидно,  равенство  распада  и  образования
других  составляющих  почвы.  В  целом  процесс  почвооб¬
разования  может  быть  выражен  экспоненциальной  кри¬
вой,  приближающейся  к  значению  бонитета  при  кли-
максном  состоянии  Бк  :
 Б/  =  Бк(1  —  е~В(),
 где  В  —  показатель  свойств  почвообразующих  пород,
климата  и  количества  растительных  остатков,  поступаю¬
щих  в  почву.
 В  эродированной  почве  нарушается  равновесие  меж¬
ду  содержанием  гумуса  и  условиями  почвообразования.
Поэтому  там  может  происходить  накопление  гумуса  за
счет  органических  веществ  в  отличие  от  зональной  не-
эродированной  почвы,  где  превращение  растительных
остатков  идет,  как  правило,  на  обновление  гумуса.
 При  наличии  данных  об  изменении  Б  во  времени  (в
процессе  почвообразования)  строится  график  связи
Б=/(/)  и  с  его  помощью  отыскивается
 200

После  этого  рассчитывается  Б,  (на  /,  равное  исход¬
ному  времени,  плюс  А/,  соответствующее  ротационному
периоду  или  10  годам)  и  определяется
 ЛБ  _ 	(6.4)
 Далее  ДБ*  подставляется  в  (6.3)  вместо  первого  и
четвертого  слагаемых.  При  отсутствии  таких  данных
можно  принять_с  некоторой  долей  условности  закон  из¬
менения  Нг  и  Пс  аналогичным  Б„,  т.  е
 Нг=  Нг(10(1-е-*.');  Гй=ГГс,к)(1-  ег**).
 _В  этом  случае  интересующие  нас  величины  АНГ(П)  и
ДПС(п)МОЖно  определить  по  зависимостям,  аналогичным
(6.4).
 Предлагаемая  методика  позволяет  найти  решение
только  после  предварительно  проведенных  исследований.
Поэтому  представляют  интерес  приемы  непосредствен¬
ного  расчета  интенсивности  почвообразования  и  как
прямое  следствие  этого  —  интенсивности  смыва.  Так,
М.  Е.  Бельгибаев  и  М.  И.  Долгилевич  [12]  приводят  сле¬
дующие  допустимые  значения  смыва  почвы  |ДНГ  :  для
дерново-подзолистых  почв  —  0,87  мм/год  (»8,7  т/га),
для  черноземов  —  0,28  мм/год  (»2,8  т/га),  для  кашта¬
новых  почв  —  0,36  мм/год  (»3,6  т/га),  для  сероземов—
0,27  мм/год  (»2,7  т/га).  Эти  данные  получены  делени¬
ем  среднего  абсолютного  возраста  гумуса  на  мощность
гумусовых  горизонтов,  что  рассматривается  как  ско¬
рость  почвообразовательного  процесса,  которая  прирав¬
нивается,  в  свою  очередь,  к  допустимой  величине  смыва.
 Н.  Ф.  и  Л.  Н.  Ганжара  [29]  считают  такой  метод
определения  допустимых  значений  АНГ  неверным,  на  том
основании,  что  здесь  за  абсолютный  возраст  почвы  при¬
нимается  средний  абсолютный  возраст  гумуса  и  не  учи¬
тывается  скорость  обновления  гумуса  и  разная  скорость
гумусонакопления  на  разных  этапах  почвообразования,
а  также  хозяйственная  деятельность  человека.  Исходя
из  этого,  они  приводят  данные  (табл.  6.2)  об  интенсив¬
ности  образования  гумусовых  веществ  за  счет  величины
растительных  остатков  [3  т/га]  и  органических  удобре¬
ний  [60  т/га].
 201

Таблица  6.2.  Возможное  образование  гумусовых  веществ  за  счет
пожнивных  остатков,  корней  зерновых  и  вносимых
органических  удобрений  [29]
 Запа¬
 сы
 гумуса
в  слое
 Коэффи¬
 циент
 Воможное  образование  гумуса  в  год
за  счет
 Почвы
 остатков
 зерновых
 органических
 удобрений
 0-
20  см.
т/га
 ции
 т/га
 %
 к  запасам
 т/га
 %  к  запасам
 Дерно-
 вопод-
 золис-
 тые
 80
 0,2—0,30
 0,6—0,90
 0,7—1,1
 12-18
 15,0—22,5
 Черно¬
 земы
 обыкно¬
 венные
 137
 0,4—0,60
 1,2—1,80
 0,9—1,3
 24—36
 17,5—26,3
 Кашта¬
 новые
 90
 0,2—0,30
 0,6—0,90
 0,7—1,0
 12—18
 13,3—20,0
 Серо¬
 земы
 40
 0,1—0,15
 0,3—0,45
 0,8—1,1
 6—9
 15,0-22,5
 Для  нахождения  ДНГ  и  ДПС  может  быть  применен
расчетный  способ.  При  этом  в  качестве  Пс  принимает¬
ся  Г.
 В  первом'приближении  как  схему  процесса  гумусо-
накопления  можно  принять  модель,  предложенную
В.  С.  Довнаром  [37]:
 Г/  =  Г0е~х<  +  —  (1  —  е~и),
 где  Г,  —  содержание  гумуса  в  почве  на  момент  времени
Го  —  исходное  содержание  гумуса;  X  —  относительная
скорость  распада  гумуса  (коэффициент  распада);  А  —
количество  органического  вещества,  поступающего  в
почву;  р  —  коэффициент  гумификации.
 Причем  ЛрД=Гст  —  уровень  стабилизации  гумуса  в
почве.
 В.  С.  Довнар  предлагает  эту  модель  лишь  для  усло¬
вий  дерново-подзолистой  почвы.  Однако  в  первом  при¬
ближении,  приняв  зональные  значения  р  и  X,  она,  оче¬
видно,  может  быть  использована  и  для  другой  почвы,
 202

6.3.4. 	Схема  использования  модели
 Методика  расчета  всех  составляющих  уравнения
(6.3)  изложена.  Детерминированная  модель  проектиро¬
вания  ПТПС,  основанная  на  этом  уравнении,  заключа¬
ется  в  предварительном  определении  правой  части  урав¬
нения,  т.  е.  нахождении  допустимых  изменений  показа¬
теля  земельных  ресурсов.  Далее  определяется  фактичес¬
кое  изменение  показателя  земельных  ресурсов  —  левая
часть  уравнения.  Как  правило,  фактическое  изменение
не  соответствует  расчетному.  Сущность  проектирования
ПТПС  заключается  в  последовательном  усложнении
эрозионной  геосистемы  системой  противоэрозионных  ме¬
роприятий,  при  которой  значение  левой  части  уравнения
сравняется  с  правой.  Для  выполнения  такого  расчета
необходимо  располагать  количественным  методом  оцен¬
ки  эффекта  различных  противоэрозионных  мероприятий.
В  качестве  предварительной  оценки  можно  принять  при¬
веденные  рекомендации  (см.  гл  5).
 6.5. 	ПЕРСПЕКТИВЫ  ПРИМЕНЕНИЯ  МЕТОДА
ФОРМАЛИЗОВАННОЙ  ОЦЕНКИ  ПРОСТОТЫ
(СЛОЖНОСТИ)  СИСТЕМЫ  ПРИ  ПРОЕКТИРОВАНИИ
ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ  СИСТЕМ
 Детерминированный  путь  проектирования  не  мо¬
жет  быть  с  достаточной  степенью  надежности  реализо¬
ван  для  третьей  подсистемы,  для  которой  пока  нет  (да  и
вряд  ли  они  необходимы  в  силу  очень  большой  сложнос¬
ти  происходящих  процессов)  полных  моделей  функцио¬
нирования  системы.  Еще  труднее  совместить  здесь  ана¬
литический  метод  моделирования  процесса  и  количест¬
венную  оценку  различных  противоэрозионных  мероприя¬
тий.  Для  этих  условий,  а  также  мелкомасштабной  оцен¬
ки  ПТПС  рассмотрим  в  порядке  обсуждения  возмож¬
ность  применения  метода  формализованной  оценки  про¬
стоты  (сложности)  системы  при  проектировании  ПТПС.
 А.  И.  Уемов  [114]  полагает  вполне  возможным,  что
запас  сложности  более  существен,  чем  другие  характе¬
ристики  объекта.  Причем  надо  иметь  в  виду,  что  нельзя
однозначным  образом  разделить  природные  системы  на
сложные  и  простые.
 203

Одна  из  особенностей  природных  систем  —  несводи-
мость  их  структуры  к  какой-либо  одной  иерархии.  Раз¬
личные  аспекты  организации  могут  приводить  к  одно¬
временному  формированию  и  функционированию  раз¬
личных  иерархических  структур.  Для  применения  мето¬
да  анализа  сложности  системы  необходимо  рассмотреть
несколько  отличный  от  ранее  описанного  аспект  иерар¬
хии.  Для  удобства  каждую  из  выделенных  ранее  подси¬
стем  эрозионной  геосистемы  рассмотрим  отдельно.  При
этом  в  качестве  исследуемой  примем  лишь  систему  про-
тивоэрозионных  мероприятий,  а  эрозионную  геосисте¬
му  —  в  качестве  внешней  среды.
 Общее  положение  предлагаемого  метода  основыва¬
ется  на  утверждении  того,  что  степень  организованности
противоэрозионной  системы  должна  соответствовать
степени  организованности  окружающей  среды.
 Если  среда  богата  разнообразными  связями,  то  систе¬
ма  с  соответствующей  сложностью  организации  лучше
приспосабливается  к  ней.  Степень  организованности  си¬
стемы  в  заданной  среде  определяется  законом  необходи¬
мого  разнообразия.  Разнообразие  —  это  численная  ха¬
рактеристика  системы.  Чаще  всего  она  определяется  ло¬
гарифмом  числа  различных  состояний  (энтропией)  си¬
стемы.  Один  из  выводов  закона  необходимого  разнооб¬
разия  применительно  к  сложным  системам  заключается
в  том,  что  эффективное  управление  такими  системами
не  осуществимо  с  помощью  «простых»  средств.
 Существующие  определения  любой  природной  систе¬
мы  вполне  отождествимы  с  таким  понятием,  как  боль¬
шая  система.  По  Р.  Эшби  система  является  большой,
когда  она  превосходит  возможности  наблюдателя  в  ка¬
ком-либо  аспекте,  важном  для  достижения  цели.  Попыт¬
ки  ее  определения  сводятся  часто  либо  к  декларирова¬
нию  тех  или  иных  свойств,  либо  к  указанию  факторов,
не  поддающихся  измерению  и  управлению.
 В  соответствии  с  законом  необходимого  разнообра¬
зия  для  управления  большой  системой  (реальной  систе¬
мой)  управляющая  система  (например,  противоэрозион-
ная)  должна  иметь  значительное  собственное  разнооб¬
разие.  Это  может  быть  достигнуто  структуризацией  про¬
тивоэрозионной  и  формированием  взаимодействующих
подсистем,  каждая  из  которых  решает  некоторую  част-'
ную  задачу.
 204

Необходимо  иметь  в  виду,  что  сложность  системы
нельзя  однозначно  отождествлять  с  устойчивостью.  Так,
овраги  увеличивают  сложность  рельефа,  но  вряд  ли  та¬
кая  характеристика  может  быть  принята  в  качестве  по¬
казателя  устойчивости  геосистемы.  Скорее  наоборот.  В
то  же  время  сплошная  распашка  может  быть  рассмот¬
рена  как  упрощение  геосистемы.  Чередование  же  рас¬
паханных  и  нераспаханных  участков  —  усложнение  ее.
 «ЗакоЙ  необходимого  разнообразия»  Р.  Эшби  утверж¬
дает,  что  «только  разнообразие  может  разрушить  раз¬
нообразие».  Данный  тезис  —  фундамент  теории  управ¬
ления,  в  том  числе  и  в  эрозиоведении:  если  эрозионная
геосистема  подвергается  воздействию  широкого  диапа¬
зона  возбудителей  (негативных  процессов),  только  соот¬
ветствующее  разнообразие  ответных  действий  позволит
ей  нормально  функционировать,  не  разрушаясь.
 Идея  предлагаемого  метода  заключается  в  установ¬
лении  соответствия  сложности  ЭГС  (обозначим  ее  че¬
рез  Н*гс  )  и  противоэрозионной  системы,  которую  обо¬
значим  через  Н*с  ,  что  аналитически  выглядит  как
 н;с=к*н;гс;  к*
 н:
 н:
 Здесь  К*  —  коэффициент  соответствия,  определяе¬
мый  обобщением  уже  накопленного  опыта  организации
ПТПС  на  разных  ЭГС.  К*  —  величина  постоянная  в  пре¬
делах  одного  типа  ландшафта.  Показатели  простоты
(сложности)  Н*  могут  быть  найдены  одним  из  имею¬
щихся  методов.
 Согласно  А.  И.  Уемову  [ИЗ],  можно  выделить  четыре
основные  философские  концепции,  в  которых  простота
(сложность)  находит  количественное  выражение.  Ре¬
зультаты,  полученные  с  помощью  различных  методов,
далеко  не  всегда  согласуются  между  собой,  но  для  рас¬
сматриваемого  случая  это  не  столь  важно,  поскольку
нас  интересует  отношение  двух  показателей,  рассчитан¬
ных  каким-либо  одним  методом.
 Рассмотрим  энтропийную  меру  структурной  и  струк¬
турно-субстратной  сложной  системы,  предложенную
А.  И.  Уемовым.  Под  системой  будем  понимать  множе¬
ство  элементов  т,  на  котором  реализуется  некоторое
 205

отношение  £  с  заранее  заданными  свойствами  Я.  Сим¬
волически  (т)$^[Я(т)]Р,  где  т  можно  рассматривать
как  субстрат,  Я  —  как  структуру,  Я  —  как  концепт  си¬
стемы»  [113,  36].  В  зависимости  отстоящей  задачи  си¬
стемная  концепция  позволяет  оценить  т,  Я  или  Р  и  не
только  эти  величины,  но  и  некоторые  отношения  второго
порядка  между  компонентами,  к  числу  которых  относит¬
ся  Щт—  структурно-субстратная  простота  [113].
 Поясним  на  примерах  эрозиове^ения  различие  меж¬
ду  субстратной  и  структурной  простотой  (сложностью).
Представим  участок  склона  долины  реки,  изрезанного
однотипными  оврагами  одинакового  размера.  В  качест¬
ве  субстрата  могут  выступать  овраги,  которых  много,
но  отношения,  определяющие  их  как  )эрозионную  гео¬
систему,  однотипны  и  достаточно  просты.  В  то  же  время
овражная  система  типа  Каневской,  которая  включает
размывы  разных  стадий  развития  и  строения,  с  суб¬
стратной  точки  зрения  относительно  проста,  но  ее  струк¬
тура,  понимаемая  как  многообразие  межфакторных  от¬
ношений,  —  сложна.
 Выделим  случай,  когда  структура  системы  представ¬
лена  отношениями  между  парами  элементов  —  бинар¬
ными  отношениями  гь  г2,  .  .  .,  гк.  Число  отношений  —  к.
В  общем  виде  бинарные  отношения  можно  записать  как
хРу,  где  Я  —  отношение,  устанавливающее  связь  меж¬
ду  х  из  множества  Х(хеХ)  и  элементом  у  из  множества
У  (уеУ).  Любое  бинарное  отношение  можно  рассматри¬
вать  как  множество  упорядоченных  пар  х,  у.  Каждое  из
отношений  Ki  исключает  другое,  но  может  существо¬
вать  не  только  в  одной,  а  во  многих  парах.  Число  та¬
ких  пар,  в  которых  существует  одно  и  то  же  отношение
/С/  ,  А.  И.  Уемов  называет  экстенсиональной  длиной  от¬
ношения  гД^/С/г)  и  обозначает  соответственно  1г  (по
сути  //—  частота  повторения  г/).
 Вероятность  Р1  того,  что  на  произвольно  выбранной
паре  будет  реализовано  Г/  ,  определяется  отношением
//  к  числу  всех  пар  отношений,  т.  е.  п2—п  [ИЗ].  С  уче¬
том  этого  по  формуле  Шеннона  энтропия  как  мера  не
определенности,  приходящаяся  на  совокупность  всех  от¬
ношений  гь  .  .  .,  гл.
 Н  =  -1|/М0£/>,= 	Н(г). 	(6.5)
 206

Выражение  (6.5)  принято  А.  И.  Уемовым  в  качестве
меры  структурной  простоты  системы.  Можно  выделить
несколько  типов  концептуальной  простоты.  Например,
структурно-субстратную  простоту  (сложность),  под  ко¬
торой  понимается  отношение  структуры-к  субстрату.  Ме¬
ра  такого  типа  сложности  должна  выражать  не  только
неопределенность,  приходящуюся  на  каждое  элементар¬
ное  отношение  гно  и  неопределенность  отношения  г1
с  каждой  из  тех  пар,  на  которых  оно  реализуется,  что
определяется  двойным  суммированием:  одно  —  по  чис¬
лу  пар,  на  которых  реализуется  отношение  /7—/,,  другое
по  числу  отношений  к.  Тогда  мера  структурно-субстрат¬
ной  сложности  может  быть  записана  в  следующем  виде
 Н(г,ж).  -  £  Д  л.  к*;,*-- 	.
 При  I,  =п2—п  ,  т.  е.  когда  одно  отношение  реа¬
лизуется  на  всех  парах  отношений,  Н(г)  и  Н(г,  гп)  ста¬
новятся  равными  0.  Это  будет  максимально  проста»  си¬
стема.  При  увеличении  числа  к  неограниченно  растет  и
сложность.  При  к=  со  мера  неопределенности  и  мера
структурно-субстратной  сложности  Н(г),Н(/\  т)=  оо.
Напомним,  что  п  —  количество  элементов.  Для  реализа¬
ции  предложенного  метода  целесообразно  все  компо¬
ненты  ландшафта  принимать  в  качестве  субстрата  т.
Для  выбранного  физико-географического  района  можно
принять  однотипным  гидрометеорологические  условия.
С  меньшей  достоверностью  (но  необходимой  для  упро¬
щения  задачи)  можно  считать  однотипной  и  литологию.
Тогда  в  качестве  системообразующего  отношения  в
данной  задаче  будет  выступать  геоморфология,  напри¬
мер,  разность  высот.  Выбор  методики  определения  г1
для  эрозиоведческих  задач  требует  глубоких  прорабо¬
ток.  Не  предвосхищая  их,  изложим  уже  апробирован¬
ный  метод  оценки  сложности  ландшафта  с  помощью
карты.  В  формуле  Шеннона  в  качестве  Р,  принимается
отношение  площади  одного  типа  ландшафта  (геокоми-
лекса)  ко  всей  площади  выделенного  участка.
 П
 н--2Яюе|
 Применительно  к  нашей  задаче  5,  —  площадь,  заня¬
тая  определенными  приемами,  или  часть  территории,
 207

находящаяся  Под  влиянием  тех  или  иных  сооружений
(лотков-водосбросов,  перемычек,  плотин  и  др.).  Зона
устойчивого  влияния  каждого  отдельного  мероприятия
выделяется  на  карте  по  определенной  методике.  Такая
методика  должна  быть  основана  на  инженерном  расчете
с  учетом  функционирования  не  всей  ЭГС,  а  лишь  систе¬
мы  потоков  и  тех  нарушений  в  функционировании  пото¬
ков,  которые  вносят  отдельные  элементы  ПТПС.
 Не  исключено,  что  по  мере  развития  данного  направ¬
ления  будут  найдены  возможности  применения  для  рас¬
смотренной  задачи  других  концепций  оценки  сложнос¬
ти,  например,  логической,  алгоритмической  или  теорети¬
ко-множественной  [ИЗ],  а  также  приемов,  разработан¬
ных  для  оценки  простоты  (сложности)  географических
комплексов  [6].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
 Мониторинг  окружающей  среды  как  научно-орга¬
низационная  форма  охраны  природы  и  рационального
использования  природных  ресурсов  в  ближайшем  буду¬
щем  воплотится  в  жизнь  системой  более  узких,  но  тес¬
но  увязанных  направлений,  специализирующихся  на  на¬
блюдении  и  регулировании  определенной  группы  одно¬
типных  явлений.  Одним  из  таких  направлений  станут
эрозиоведение  как  научная  дисциплина  и  служба  охра¬
ны  земель,  как  форма  внедрения  ее  результатов  в  прак¬
тику.  Своевременная  разработка  основ  нового  научного
направления,  объединение  разных  подходов  к  изучению
эрозии  должны  предшествовать  становлению  эрозиове-
дения,  что  и  стало  темой  данной  книги.
 Концепция  природопользования  существует  пока  в
виде  общегеографических  знаний,  которые  имеют  чаще
всего  лишь  субъективное  обоснование.  Для  устранения
данного  недостатка  необходима  конкретизация  и  форма¬
лизация  предмета  исследования  на  базе  методелогии,
общей  для  всего  природоохранного  направления.  Не  вы¬
зывает  сомнения,  что  основой  такой  методологии  станет
системный  анализ,  обогащенный  логико-математическим
моделированием.  Конкретные  пути  применения  такой
методологии  будут,  конечно,  разными.  Один  из  возмож¬
ных  путей  анализа  эрозиоведческих  проблем  показан  в
настоящей  работе:  выявление  системообразующих  отно¬
шений  и  инженерный  анализ  возможных  решений  воз¬
никающих  проблем.
 Почва  —  основной  элемент  земельных  ресурсов  —  не¬
стабильна.  Это.не  инертная  масса.  Она  представляет
среду,  постоянно  изменяющуюся  по  законам  почвообра¬
зования.  В  число  факторов  почвообразования  входят  та¬
кие,  которые  управляют  развитием  и  разрушением.
 209

В  естественных  условиях  существует  определенное
соотношение  групп  факторов.  Нарушение  соотношения
приводит  к  деградации  почвы  и  всей  той  природной  си¬
стемы,  в«  которую  входит  почва.  Эрозия  —  один  из  са¬
мых  мощных  факторов  разрушения,  протекающих  на
основе  геофизических  процессов.  Человек,  овладев  рыча¬
гами  управления  эрозией,  без  труда  перейдет  к  управ-
лению  развитием  природных  систем  территорий,  которые
Интенсивно  используются  в  сельском  хозяйстве.
 При  рациональном  использовании  ресурсов  и  охране
Природы  все  большее  значение  приобретают  вопросы
экономики.  Правда,  существующие  экономические  прие¬
мы,  созданные  для  этой  цели,  еще  очень  грубы  и  прими-'
тивны.  До  тех  пор,  пока  наше  воздействие  на  окружаю¬
щий  мир  и,  в  частности,  на  земельные  ресурсы,  было
ограниченным,  природа  сама  «выравнивала»  вызванные
хозяйственной  деятельностью  нарушения.  Сегодня  же,
когда  резко  возросло  вторичное,  третичное  и  более  отда¬
ленное  воздействие  деятельности  человека  на  природу,
нельзя  ограничиться  сопоставлением  прямых  затрат  и
получаемого  дохода.  Такой  путь  прямой  оценки  эффек¬
тивности,  .например,  противоэрозионных  мероприятий  в
условиях  сильноэродированных  земель,  дает  не  только
неполную,  но  и  просто  ложную  картину  действитель¬
ности.
 Нет  сомнений,  что  в  ряде  случаев  для  воплощения  в
практику  полученных  в  данной  работе  выводов,  требу¬
ется  следующий  этап  опосредования  и  аппроксимации.
Необходимые  проработки  и  привязки,  особенно  регио¬
нального  характера,  не  могут  быть  выполнены  в  одной
работе.  Однако  на  каком-то  этапе  развития  науки  целе¬
сообразнее  все  из  них  подчинить  одной  (предложенной
нами  или  иной)  методологической  и  методической  осно¬
ве  —  парадигме.  Это  обеспечивает  сопоставимость,  вза¬
имную  увязку,  целостность  научного  подхода  и  практи¬
ческой  деятельности.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 1. 	Абрамович  Д.  И.  К  вопросу  о  гидрометрическом  изуче¬
нии  эрозии  на  водоразделе.  —  Изв.  АН  СССР.  Сер.  геогр.  и  геофиз.
1939,  №  3,  с.  353—360.
 2. 	Арманд  А.  Д.  Географическое  моделирование  на  основе
сравнительного  метода.  —  В  кн.:  Новое  в  физической  географии/
Московский  филиал  Географического  общества  СССР.  —  М.,  1975,
с.  56—65.
 3. 	А  р  м  а  и  д  Д.  Л.  Антропогенные  эрозионные  процессы.  —  В
кн.:  Сельскохозяйственная  эрозия  и  борьба  с  ней.  М.:  Изд-во
АН  СССР,  1956,  с.  7—37.
 4. 	А  р  м  а  н  д  Д.  Л.  Балльные  шкалы  в  географии.  —  Изв.
АН  ССР.  Сер.  геогр.,  1973,  №  2,  с.  111—123.
 5. 	А  {гм  а  н  д  Д.  Л.  Наука  о  ландшафте.  —  М.:  Мысль,  1975.—
287  с.
 6. 	Архипов  Ю.  Р.,  Блажко  Н.  И.,  Григорьев  С.  В.  и
др.  Математические  методы  в  географии.  —  Казань:  Изд-во  Казан,
ун-та,  1976.—352  с.
 7. 	Б  а  к  а  е  в  Н.  М.  Приемы  накопления  влаги  в  Целинном
крае.  —  Земледелие,  1963,  №  8,  с.  54—61.
 8. 	Б  а  с  а  л  и  к  а  с  А.  Б.  О  принципах  целенаправленной  детер¬
минированной  антропогенезации  ландшафтов.  —  В  кн.:  Актуальные
вопросы  современной  прикладной  географии.  Иркутск:  Изд-во  Ин-та
геогр.  Сибири  и  Дальнего  Востока,  1976,  с.  56—62.
 9. 	Бастраков  Г.  В.  Опыт  определения  противоэрозионной
устойчивости  земель.  —  Геоморфология,  1975,  №  1,  с.  23—27.
 10. 	Б  а  шенина  Н.  В.  Формирование  современного  рельефа
земной  поверхности.  —  М.  :•  Высшая  школа,  1967.—388  с.
 11. 	Белавин  М.  Укрощение  эрозии.  —  Вокруг  света,  1976,
№  5,  с.  26—27.
 12. 	Б  е  л  ь  г  и  б  а  е  в  М.  Е.,  Д  о  л  г  и  л  е  в  и  ч  М.  И.  О  предельно
допустимой  величине  эрозии  почв.  —  Тр.  ВНИАЛМИ,  1970,  вып.  1.
 13. 	Беннет  X.  X.  Основы  охраны  почвы.  —  М.: 	Изд-во
 ниостр.  лит.,  1958.  —  411  с.
 14. 	Б.е  ф  а  н  и  А.  Н.  Основы  теории  ливневого  стока,  ч.  2.  —Тр.
 ОГМИ,  1958,  вып.  14,  с.  3—409. 	'  '
 15. 	Б  е  ф  а  н  и  А.  Н.  Теоретическое  обоснование  методов  иссле¬
дования  и  расчета  паводочного  стока  рек  Дальнего  Востока.  —  Тр.
ДальНИГМИ,  1966,  вып.  22,  с.  124—215.
 211

16. 	Б  е  ф  а  н  и  Н.  Ф.  Добегание  ливневых  вод  со  склонов.  —
Тр.  ОГМИ,  1958,  вып.  12,  с.  165—178.
 17. 	Б  е  ф  а  н  и  Н.  Ф.  К  вопросу  о  теории  впитывания  ливневых
вод  в  почву.  —  Тр.  ОГУ:  Сб.  геол.-геогр.  ф-та,  1954,  т.  2,  с.  229—
249.
 18. 	Бефа  н  и  Н.  Ф.,  Калинин  Г..  П.  Упражнения  и  методи¬
ческие  разработки  по  гидрологическим  прогнозам.  —  Л.:  Гидроме-
7еоиздат,  1965,-439  с.
 19. 	Б  е  л  о  з  о  р  Л.,  Д  о  н  е  ц  Ь  С.  М.  Агротехшчна  ефектившсть
протиерозшних  способ1в  м1жрядного  оброб1тку  грунту  на  схилах.  —
Землеробство,  1965,  вип.  5,  с.  109—116.
 20. 	Б  и  о  л  ч  е  в  А.  Б.  Планинска  ерозия  и  борбата  с  нея.  —
София  :  Земиздат,  1953.  —  284  с.
 21. 	Бобровйцкая  Н.  Н.  Определение  нормы  и  цикличес¬
ких  колебаний  годового  стока  взвешенных  наносов.  —  Тр.  ГГИ,
1968,  вып.  156,  с.  105—123.
 22. 	Б  о  г  д  а  н  о  в  и  ч  В.  И.,  Масальский  В.  В.,  С  р  и  б-
ный  И.  К.  Экспериментальное  определение  коэффициентов  ливне¬
вого  стока  с  малых  водосборных  площадей.  —  В  кн.:,  Эрозионные
и  селевые  процессы  и  борьба  с  ними/ГрузНИИГиМ.  —  М.,  1972,
вып.  1,  с.  12—20.
 23. 	Боголюбова  И.  В.,  К  а  р  а  у  ш  е  в  А.  В.  Водная  эрозия
и  сток  наносов.  —  Тр.  ГГИ,  1974,  вып.  210,  с.  5—21.
 24. 	Брауде  И.  Д.  Эрозия  почв,  засуха  и  борьба  с  ними  в
ЦЧО.  —  М.  :  Наука,  1965.  —  140  с..
 25. 	Б  у  д  а  г  о  в  с  к  и  й  А.  И.  Впитывание  воды  в  почву.  —  М.:
Изд-во  АН  СССР,  1955.  —  140  с.
 26. 	Б  у  ж  а  к  Д.  И.  О  влиянии  различных  приемов  обработки
почвы  в  междурядьях  кукурузы  на  процессы  эрозии  и  урожай.  —
В  кн.:  Вопросы  эрозии  и  повышения  продуктивности  склоновых  зе¬
мель  Молдавии.  Кишинев  :  Штииица,  1961,  с.  33—45.
 27. 	Б  у  л  а  в  к  о  А.  Г.  Водный  баланс  речных  водосборов.*  —  Л.:
Гидрометеоиздат,  1971.  —  303  с.
 28. 	Вишневский  П.  Ф.  Расчет  максимального  ливневого
стока  при  проектировании  противоэрозионных  мероприятий.  —  Тр.
УкрНИГМИ,  1970,  вып.  88,  с.  3—12.
 29. 	Г  а  н  ж  а  р  а  Н.  Ф.,  Г  а  н  ж  а  р  а  Л.  Н.  О  соотношении  ско¬
рости  смыва  и  скорости  формирования  гумусового  горизонта  в  эро¬
дируемых  почвах.  —  В  кн.:  Оценка  и  картирование  эрозионноопас¬
ных  и  дефляционноопасных  земель.  М.:  Изд-во  МГУ,  1973,  с.  120—
125.
 30. 	Герасимов  И.  П.  Новые  пути  в  геоморфологии  и  палео¬
графии.  —  М.  :  Наука,  1976.  —  400  с.
 31. 	Герасимов  И.  П.  Овраги  и  балки  (суходолы)  степной
полосы.  —  Проблемы  физической  географии,  1950,  вып.  15,  с.  27—
44.
 32. 	Гончаров  В.  Н.  Основы  динамики  русловых  потоков.  —
Л.:  Гидрометеоиздат,  1954.  —  451  с.
 33. 	Григорьев  А.  А.  Закономерности  строения  и  развития
географической  среды.  —  М.:  Мысль,  1966.  —  382  с.
 34. 	Г  р  и  н  А.  М.  Динамика  водного  баланса  Центрально-Черно¬
земного  района.  —  М.  :  Наука,  1965.  —  147  с<
 212

35. 	Г  р  и  ш  и  н  И.  С.  Влияние  эрозионного  расчленения  на  рас¬
пределение  снежного  покрова  в  бассейне  р.  Дона.  —  Изв.  АН  СССР.
Сер.  геогр.,  1958,  Яд  1,  с.  91—97.
 36. 	Джекс  Д.,  Б  р  и  н  д  У.,  Смит  Р.  Мульчирование.  —  М.:
Изд-во  иностр.  лит:,  1958.  —  244  с.
 37. 	Д  о  в  н  а  р  В.  С.  К  вопросу  построения  математической  мо¬
дели  динамики  гумуса  в  дерново-подзолистых  почвах.  —  В  кн.:
Тез.  докл.  V  делегатского  съезда  ВОП/Белорусский  филиал  ВОП.
Минск,  1977,  вып.  5,  с.  245—246.
 38. 	Д  о  р  с  т  Ж.  До  того  как  умрет  природа.  —  М.:  Прогресс,
1968.  —415  с.
 39. 	Д  р  о  з  д  Н.  И.,  Г  о  р  е  ц  к  а  я  3.  А.  Карта  средней  мут¬
ности  вод  рек  УССР.  —  Тр.  УкрНИГМИ,  *1966,  вып.  60,  с.  54—61.
 40. 	Д  я  д  к  о  в  А.  П.,  Мозжерин  В.  И.  СГ  зональности  эрозии
 и  стока  взвешенных  наносов  на  Русской  равнине.  —  В  кн.:  Пробле¬
мы  отраслевой  и  комплексной  географии.  Казань  :  Изд-во  Казан,
ун-та,  1976,  с.  41—54. 	*
 41. 	Ермаков  Е.  И.  Пластопоника  и  сельское  хозяйство.  —
Человек  и  стихия.  Л.:  Гидрометеоиздат,  1972,  с.  72.
 42. 	Е  щ  е  н  к  о  Н.  Д.  Установка  для  автоматического  отбора
проб  воды  на  мутность  со  стоковых  площадок.  Информационное
письмо  УГМС  УССР.  —  Л.:  Гидрометеоиздат,  1968,  №  5  (69),
с.  38—61.
 43. 	Засдавский  М.  Н.  Некоторые  вопросы  почвенно-эро¬
зионного  картирования.  —  Почвоведение,  1969,  №  10,  с.  95—104.
 44. 	3  а  с  л  а  в  с  к  и  й  М.  Н.  Основные  вопросы  разработки  ме¬
тодики  выявления  и  оценки  эрозионноопасных  и  дефляционно-
опасных  земель.  —  В  кн.:  Оценка  и  картирование  эрозионноопас¬
ных  и  дефляционноопасных  земель.  М.  :  Изд-во  МГУ,  1973.  —  370  с.
 45. 	Заславский  М.  Н.  Эрозия  почв  и  земледелие  на  скло¬
нах.  —  Кишинев  :  Картя  Молдовеняскэ,  1966.  —  494  с.
 46. 	Захаров  С.  А.  Изучение  водопроницаемости  почв  в  поле
 при  помощи  «дождевания».  —  В  ки.: 	Физика  почв  в  СССР.  М.:
 Сельхозиздат,  1936,  т.  5,  с.  379—390.
 47. 	Звонков  В.  В.  Водная  и  ветровая  эрозия  земли.  —  М.:
Изд-во  АН  СССР,  1963.  —  174  с.
 48. 	3  е  м  л  я  н  и  ц  к  и  й  Л.  Т.  Об  эрозии  почв  в  горных  облас¬
тях  Южной  Киргизии  и  Узбекистана.  —  В  кн.:  Эрозия  почв.  М.:
Изд-во  АН  СССР,  1937,  с.  59—67.
 49. 	И  с  а  ч  е  н  к  о  А.  Г.  Основы  ландшафтоведения  и  физико-гео¬
графическое  районирование.  —  Л.:  Высшая  школа,  1965.  —  325  с.
 50. 	Кайсл  Ч.  Анализ  временных  рядов  гидрологических  дан¬
ных.  —  Л.:  Гидрометеоиздат,  1972.  —  138  с.
 51. 	Клибашев  К.  П.,  Горошков  И.  Ф.  Гидрологические
расчеты.  —  Л.:  Гидрометеоиздат,  1970.  —  460  с.
 52. 	К  о  в  д  а  В.  А.  Биосфера,  почвы  и  их  использование.  —  М.:
Наука,  1974.  —342  с.
 53. 	К  о  б  ри  н  с  к  и  й  Й.  Е.,  Май  мин  ас  Е.  3.,  Смир¬
нов  А.  Д.  Введение  в  экономическую  кибернетику.  —  М.  :  Эко¬
номика,  1975.  —  342  с.
 54. 	Козлик  В.,  Айна  Ф.  Исследования  мероприятий  по  борь¬
бе  с  водной  эрозией  почв.  —  Международный  сельскохозяйственный
журнал  :  София—Москва,  1959,  №  4,  с.  47—61,
 213

55. 	Козлов  В.  П.  Прибор  для  изученя  ливневой  эрозии  почв.—
Почвоведение,  1965,  №  8,  с.  113—116.
 56. 	К  о  з  м  е  н  к  о  А.  С.  Борьба  с  эрозией  почв  на  сельскохозяй¬
ственных  угодьях.  —  М.:  Сельхозиздат,  1963.  —  207  с.
 57. 	К  о  з  м  е  н  к  о  А.  С.  Теоретические  основы  борьбы  с  эрозией
почв.  —  В  кн.:  Итоги  работы  ВНИИ  агролесомелиорации.  М.:  Сель-
хозидат,  1961,  вып.  1,  №  35,  с.  113—129.
 58. 	К  о  к  а  р  е  в  А.  В.  Рациональные  приемы  измерения  объема
эрозионных  борозд.  —  В  кн.:  Закономерности  проявления  эрозион¬
ных  и  русловых  процессов  в  различных  природных  условиях.  М.:
Изд-во  МГУ,  1976,  с.  108—109.
 59. 	Конке  Г.,  Б  е%р  т  р  а  н  Д.  Охрана  почвы.  —  М.:  Сельхоз-
пздат,  1962.—  343  с.
 60. 	Корнев  "Я.  В.  Эрозия  почв  как  фактор  урожайности  —
В  кн.:  Эрозия  почв.  М.:  Изд-во  АН  СССР,  1937,  с.  187—246.
 61. 	Костяков  А.  Н.  Основы  мелиорации.  —  М.:  Сель¬
хозиздат,  1960.  —  750  с.
 62. 	К  Р  а  м  б  е  й  н  У.,  К  а  у  ф  м  е  и  М.,  М  а  к  -  К  е  м  м  о  н  Р.
Модели  геологических  процессов:  Введение  в  математическую  гео¬
логию.  —  М.  :Мир,  1973.—  150  с.
 63. 	К  р  у  т  и  к  о  в  В.  Л.  Физико-географические  ^исследования
при  составлении  генеральных  схем  противоэрозионных  мероприя¬
тий  :  Автореф.  дис.  ...  канд.  геогр.  наук/МГУ.  —  М.,  1974.  —  28  с.
 64. 	Кузнецов  М.  С.  О  влиянии  предварительного  увлажне¬
ния  на  противоэрозионную  стойкость  светлокаштановых  почв  Ерге-
ней.  —  Вести.  МГУ.  Сер.  биол.  и  почвовед.,  1967,  №  3,  с.  91—99.
 65. 	К  у  л  и  к  о  в  В.  В.  Проблема  устойчивости  природных  комп¬
лексов.  —  Изв.  Всесоюз.  геогр.  об-ва,  1976,  т.  108,  вып.  3,  с.  224  —
227.
 66. 	Л  и  д  о  в  В.  П.,  О  р  л  о  в  а  В.  К.  О  методике  почвенно-эро¬
зионного  картирования.  —  Почвоведене,  1975,  №  7,  с.  120—125.
 67. 	Лидов  В.  П.,  С  е  т  у  н  с  к  а  я  Л.  Е.,  Хмелева  Н.  В.  Ис¬
следование  микроформ  размыва  количественными  методами.  —  В
кн:  Сельскохозяйственная  эрозия  и  борьба  с  ней.  М.:  Изд-во
АН  СССР,  1956,  с.  47—69.
 68. 	Л  и  с  и  ц  ы  н  а  К.  Н.  Зональность  водноэрозионных  харак¬
теристик  на  территории  СССР.  —  Метеорология  и  гидрология,  1977,
№  2,  с.  77—80.
 69. 	Л  ь  в  о  в  и  ч  М.  И.  Методика  предвычисления.  ожидаемых
изменений  эрозии.—В  кн.:  Сельскохозяйственная  эрозия.  М.:  Изд-во
АН  СССР,  1958,  с.  179—193.
 70. 	Львович  М.  И.  Человек  и  воды.  —  М.:  Географиздат,
1963.  —567.  с.
 71. 	Маккавеев  Н.  И.  Общие  закономерности  эрозионно*
русловых  процессов.  —  В  кн.:  Тр.  IV  Всесоюз.  гидрол>  съезда:  Рус¬
ловые  процессы.  Л  :  Гидрометеонздат,  1976,  т.  10.,  с.  8—12.
 72. 	Маккавеев  Н.  И.  Эрозия  почв  и  русловые  процессы.  —
М.:  Изд-во  МГУ,  1976.  —  187  с.
 73. 	Мамаев  М.  С.  Поверхностный  сток  и  эрозия  почв.  —  Тр.
Кировского  сельскохозяйственного  ин-та,  1954,  т.  10,  вып.  1.
с.  64—71.
 74. 	Манилов  Н.  И.  ПрироДа  эрозионных  явлений  в  Донском
 районе  Сталинградской  области.  —  Почвоведение,  1939, 	№ 	8,
 с.  98—104.
 214

75. 	Микроклимат  СССР  —  Л.:  Гидрометеоиздат,  1967.  —
286  с.
 76. 	Мильков  Ф.  Н.  Ландшафтная  география  и  вопросы
практики.  —  М.:  Мысль,  1966.  —  256  с.
 77. 	Мильков  Ф.  Н.  Ландшафтная  сфера  земли.  —  М.:  Мысль,
1970.  —  207  с.
 78. 	М  и  л  ь  к  о  в  Ф.  Н.  Парагенетические  ландшафтные  комп¬
лексы.  —  В  кн.:  Научные  записки  Воронежского  отдела  Географи¬
ческого  общества  СССР;  Воронеж:  Изд-во  Воронеж,  ун-та,  1966,
с.  3—8.
 79. 	М  и  р  ц  х  у  л  а  в  а  Ц.  Е.  Инженерные  методы  расчета  и
прогноза  водной  эрозии.  —  М.:  Колос,  1970.  —  239  с.
 80. 	М  и  р  ц  х  у  л  а  в  а  Ц.  Е.  Методы  прогноза  водной  эрозии,
твердого  стока  и  пути  их  развития.  —  В  кн.:  Тр.  IV  Всесоюз.  гид-
рол.  съезда:  Русловые  процессы.  Л>:  Гидрометеоиздат,  1976,  т.  10,
с.  132—139.
 81. 	Мороленко  К.  М.,  Боярчук  И.  К.»  Донецк  С.  М.
Противоэрозионная  вспашка  на  склонах  в  лесостепной  зоне  Украин¬
ской  ССР.  —  В  кн.:  Защита  почв  от  эрозии.  М.:  Колос,  1964,
с.  364—378.
 82. 	М  у  х  и  н  а  Л.  И.  Вопросы  методики  оценки  природных
комплексов.  —  Изв.  АН  СССР.  Сер.  геогр.,  1970,  №  6,  с.  141—149.
 83. 	Мухина  Л.  И.  Дискуссионные  вопросы  применения  балль¬
ных  оценок.  —  Изв.  АН  СССР.  Сер.  геогр.,  1974,  №  5,  с.  38—47.  *
 84. 	Мух  и  н  а  Л.  И.  Принципы  и  методы  технологической  оцен¬
ки  природных  комплексов.  —  М.:  Наука,  1973.  —  95  с.
 85. 	Н  а  г  у  м  а  н  о  в  М.  Г.,  М  о  с  к  о  в  к  и  н  В.  М.,  Трофи¬
мов  А.  М.  Аналитические  подходы  в  вопросах  склоновой  эрозии.—
В  кн.:  Тез.  докл.  V  делегатского  съезда  ВОП  /  Белорусский  филиал
ВОП.  —  Минск,  1977;  вып.  5,  с.  200—202.  •
 86. 	Н  а  з  а  р  о  в  Г.  В.  О  методике  оценки  измененя  речного  сто¬
ка  под  влиянием  земледелия.  —  Изв.  АН  СССР.  Сер.  геогр.,  1963,
№  1,  с.  96—105.
 87. 	Наумов  С.  В.  К  вопросу  классификации  смытых  почв.  —
Почвоведение,  1955,  №  5,  с.  60—68.
 88. 	НежеховскийР.  А.  Русловая  сеть  бассейна  и  процесс
формирования  стока  воды.  —  Л.:  Гидрометеоиздат,  1971.  —  475  с.
 89. 	О  д  у  м  Ю.  Основы  экологии  /  Пер.  с  англ.  —  М.:  Мир,
1975.  —740  с.
 90. 	О  н  и  щ  е  н  к  о  С.  К.  Теоретические  предпосылки  нового  ме¬
тода  картирования  эрозионноопасных  земель.  —  В  кн.:  Закономер¬
ности  проявления  эрозионных  н  русловых  процессов  в  различных
природных  уловях.  М.:  Изд-во  МГУ,  1976,  с.  50—51.
 91. 	Пенк  В.  Морфологический  анализ  /  Пер.  с  нем.  —  М.:  Гео-
графиздат,  1961.—359  с.
 92. 	П  е  р  е  х  р  е  с  т  С.  М.  Влияние  хозяйственной  деятельности
на  водный  баланс.  —  Водные  ресурсы,  1974,  №  5,  с.  15—30.
 93. 	Попов  А.  Н.  Сток  с  малых  водосборов  и  его  особеннос¬
ти  /ВНИГЛ.  —  Валдай,  1969.—  143  с.
 94. 	Преображенский  В.  С.  Ландшафтные  исследова¬
ния  —  М.:  Наука,  1966,  —  127  с.
 95. 	Разумихин  Н.  В.,  На  з  а  р  о  в  Г.  В.  Смыв  почвы  с  по¬
 лей  в  условиях  южного  Заволжья.  —  Тр.  лаборатории  озероведе¬
ния,  1958,  т.  7,  с.  82—86. 	...
 215

96. 	Р  е  в  у  т  И.  Б.,  М  а  с  л  е  н  к  о  в  а  Г.  Л.,  Р  о  м  а  н  о  в  И.  А.
Химические  способы  воздействия  на  испарение  и  эрозию  почвы.  —
Л.:  Гидрометеоиздат,  1973.—  151  с.
 97. 	Р  е  т  е  ю  м  А.  Ю.  Физико-географические  исследования  и
 системный  подход.  —  В  кн.:  Системные  исследования: 	Ежегодник:
 1972.  М.:  Наука.  1972,  с.  90—111.
 98. 	Р  е  т  е  ю  м  А.  Ю.  Физико-географическое  районирование  и
выделение  геосистем.  —  В  кн.:  Вопросы  географии.:  Мысль,  1975,
вып.  98,  с.  5—28.
 99. 	Роде  А.  А.  Основы  учения  о  почвенной  влаге,  т.,  1.  —Л.:
Гидрометеоиздат,  1965.  —  663  с.
 100. 	Рожков  А.  Г.,  Ванин  Д.  Е.  Оптимальный  противоэро-
 знонный  комплекс.  —  В  кн.: 	Научно-технический  бюллетень  по
 проблеме  «Защита  почв  от  эрозии»  /  ВНИИЗПЭ.  —  Курск,  1976,  вып.
6,  с.  3—6.
 101. 	Р  о  з  о  в  с  к  и  й  Л.  Б.,  Зелинский  И.  П.  Инженерно-гео¬
логические  прогнозы  и  моделирование.  —  Одесса,  Изд-во  ОГУ,
1975.  —  115  с.
 102. 	Р  я  б  ч  и  к  о  в  А.  М.  Структура  и  динамика  геосферы,  ее
естественное  развитие  и  изменение  человеком.  —  М.:  Мысль,  1972.—
223  с.
 ЮЗ.  Светличный  А.  А.  К  вопросу  о  строении  гидрографи¬
ческой  сети.  —  В.  кн.:  Метеорология,  климатология  и  гидрология.
Киев  —  Одесса:  Вища  школа.  Головное  изд-во,  1978,  вып.  14,
с.  105—110.
 104. 	С  и  л  ь  в  е  с  т  р  о  в  С.  И.  Рельеф  и  земледелие.  —  М.:
Сельхозиздат,  1955.  —  287  с.
 105. 	С  и  л  ь  в  е  с  т  р  о  в  С.  И.  Сравнительная  оценка  влия¬
ния  на  эрозию  основных  факторов.  —  В  кн.: 	Районирование  тер¬
 ритории  СССР  по  основным  факторам  эрозии.  М.:  Наука,  1965.—
235  с.
 106. 	Скородумов  А.  С.  Земледелие  на  склонах.  —  Киев:
 Урожай,  1970.  —  427  с. 	ч
 107. 	С  л  а  с  т  и  х  и  н  В.  В.  Вопросы  мелиорации  склонов  Мол¬
давии.  —  Кишинев:  Картя  Молдовеняска,  1964.  —  212  с.
 108. 	С  о  б  о  л  е  в  С.  С.  Развитие  эрозионных  процессов  на  тер¬
ритории  европейской  части  СССР  и  борьба  с  ними.  Т.  1.  —  М.—
Л.:  Изд-во  АН  ССР,  1948.  —305  с.
 109. 	С  о  л  н  ц  е  в  Н.  А.  Ландшафтоведение.  —  М.:  Изд-во
АН  СССР,  1963.  —176  с.
 110. 	Сорокина  Н.  П.  Статистический  метод  оценки  смытос-
ти  на  примере  мощных  типичных  черноземов  Курской  опытной
станции.  —  Почвоведение,  1966,  №  2,  с.  91—96.
 111. 	С  у  р  м  а  ч  Г.  П.  Борьба  с  эрозией  почвы  на  основе  учета
поверхностного  стока.  —  Вести,  с.-х.  наук,  1964,  №  8,  с.  81—90.
 112. 	Трофимов  А.  М.  Основы  аналитической  теории  раз¬
вития  склонов.  —  Казань  :  Изд-во  Казан,  ун-та,  1974.  —  212  с.
 113. 	У  е  м  о  в  А.  И.  Истина,  простота,  сложность.  —  Научные
доклады  высшей  школы:  Философские  науки,  1974,  №  4,  с.  33—44.
 114. 	Уем  о  в  А.  И.  Общая  теория  систем:  Аналогический  и  па¬
раметрический  варианты.  —  Природа,  1975,  №  И,  с.  12—17.
 115. 	Ф  е  д  о  р  е  н  к  о  Н.  П.,  Р  е  й  м  е  р  с  Н.  Ф.  Природа,  эконси
мика,  наука.  —  Природа,  1974,  №  3,  с.  2—13,
 216

116. 	Федоров  С.  Ф.  Опыт  применения  дождевальной  уста¬
новки  для  изучения  инфильтрационной  способности  почв.  —  Тр.  Гос.
гидрол.  ин-та,  1956,  вып.  24(78),  с.  109—121.
 117. 	Физико-географическое  районирование  Украин¬
ской  ССР.  —  Киев  :  Изд-во  Киев,  ун-та,  1968.  —  684  с.
 118. 	Флейщман  С.  М.  Селевые  потоки.  —  М.:  Географиз-
дат,  1951.  —  96  с.
 119. 	Фролов  В.  Я.  Водная  эрозия,  формирование  стока  на¬
носов  малых  водотоков  в  Центрально-Черноземных  областях  и  ме¬
роприятия  по  защите  водохранилищ  от  заиления.  —  В  кн.:  Водный
баланс  и  заиление  малых  водохранилищ  черноземного  центра
РСФСР  М.:  Наука,  1965,  с.  120-184.
 120. 	X  о  л  у  п  я  к  К.  Л.,  Ш  и  к  у  л  а  Н.  К.  Районирование  земель
 по  типам  эродированных  территорий  для  разработки  и  планиро¬
вания  противоэрозионных  мероприятй.  —  В  кн.: 	Тез.  докл.  III
 съезда  почвоведов  СССР.  Тарту:  Изд-во  ТГУ,ж  1966,  с.  137—138.
 121. 	X  о  л  у  п  я  к  К.  Л.,  III  и  к  у  л  а  Н.  К.  *  Установление  катего¬
рий  эродированных  земель  с  учетом  комплексов  противоэрозион¬
ных  мероприятий.  —  В  кн.:  Повышение  плодородия  эродирован¬
ных  почв.  Киев  :  Госсельхоиздат  УССР,  1963,  с.  35—55.
 122. 	Хортон  Р.  Е.  Эрозионное  развитие  рек  и  водосборных
бассейнов  /Пер.  с  англ.  —  М.:  Изд-во  иностр.  лит.,  1948.—  156  с.
 123. 	Цыкин  Е.  Н.  Исследование  инфильтрационных  свойств
почв  при  помощи  дождевальной  установки.  —  В  йн.:  Сельскохозяй¬
ственная  эрозия  и  борьба  с  ней.  М.:  Изд-во  АН  СССР,  1956,
с.  111—148.
 J24.  Чеботарев  А.  И.,  Харченко  С.  И.  О  методах  оцен¬
ки  возможных  изменений  речного  стока  под  влиянием  земледелия.—
Метеорология  и  гидрология,  1964,  №  7,  с.  27—32.
 125. 	Черемисинов  Г.  А.  Эродированные  почвы  и  их  про¬
дуктивное  использование.  —  М.:  Колос,  1968.  —  215  с.
 126. 	Ч  е  р  н  я  в  с  к  и  й  А.  А.  Влияние  лунок  и  прерывистых  бо¬
розд  на  накопление  влаги  и  смыв  почв1л  на  зяби  в  степи  УССР.  —
Почвоведение,  1969,  №  5,  с.  97—104.
 127. 	Чорли  Р.  Я.,  Кейнеди  Б.  А.  Системы.  —  Вкн.: 	Но¬
 вые  идеи  в  географии.  М.:  Прогресс,  1976,  с.  9—35.
 128. 	Швебс  А.  В.  Влияние  экспозиции  склона  на  запасы  вла¬
ги  в  почве.  —  Тр.  ОГМИ,  1960,  вып.  22,  с.  49—57.
 129. 	Швебс  А.  В.  К  вопросу  о  внутрипочвенной  конденсации
влаги.  —  Метеорология,  климатология  ’  и  гидрология.  —  Киев  :  Изд-во
Киев,  ун-та,  1966,  вып.  2,  с.  150—156.
 130. 	Швебс  Г.  И.  Анализ  некоторых  мероприятий  по  охране
земельных  угодий  на  основе  количественной  оценки  поверхностно¬
го  смыва  почв.  —  В  кн.:  Борьба  с  эрозией  почв.  Киев  :  Изд-во  Ук¬
раинской  Академии  с.-х.  наук,  1962,  с.  256—264.
 131. 	Швебс  Г.  И.  Влияние  рельефа  и  водной  эрозии  на  сток.  —
Водные  ресурсы,  1974,  (Nb  2,  с.  62^78.
 132. 	Швебс  Г.  И.  Водная  эрозия  и  проблемы  ее  изучения  на
современном  этапе.  —  Почвоведение,  1974,  №  12,  с.  103—114.
 133. 	.Швебс  Г.  И.  Изменение  элементов  водного  баланса  раз¬
личных  частей  склона  и  возможное  влияние  на  них  некоторых  про¬
тивоэрозионных  мероприятий.  —  В  кн.:  Влияние  хозяйственной  де¬
ятельности  на  водный  баланс  /СОПС  УССР,  АН  УССР.—  Киев,
1969,  с.  195—205,
 217

134. 	Ш  в  е  б  с  Г.  И.  Материалы  к  изучению  эродирующего  дей¬
ствия  капель  воды.  —  Почвоведение,  1968,  №  2,  с.  133—140.
 135. 	Швебс  Г.  И.  О  приемах  изучения  смыва  почв.  —  Почво¬
ведение,  1957,  №  5,  с.  105—109.
 136. 	Швебс  Г.  И.  Применение  искусственного  дождевания
для  характеристики  эрозионной  водопрочности  почвы.  —  В  кн.:  Ме¬
теорология,  климатология  и  гидрология.  Киев:  Вища  школа.  Изд-во
при  Киев,  ун-те,  .1969,  вып.  4,  с.  217«225.
 137. 	Ш  в  е  б  с  Г.  И.  Регулирование  поверхностного  стока  мето¬
дом  полосного  мульчирования.  —  1J  кн.:  Сборник  работ  по  гидро¬
логии.  Л.:  Гидрометеоиздат,  1967,  №  7,  с.  122—127.
 138. 	Ш  в  е  б  с  Г.  И.  Формирование  водной  эрозии,  стока  на¬
носов  и  их  оценка  (на  примере  Украины  и  Молдавии).  —  Л.:  Гид¬
рометеоиздат,  1974.  —  184  с.
 139. 	Швебс  Г.  I.  Розрахуиок  поверхневого  змиву  грунту  за
даними  штучного  дощування.  —  Пр.  Одес.  держ.  ун-ту  ¡м.  I.  I.  Меч¬
никова.  Сер.  природ,  наук  /ОДУ.  —  Одееа,  1958,  т.  148,  вип.  3,
с.  337—356.
 140. 	Шик  уда  Н.  К.  Агропроизводственная  характеристика
эродированных  почв  Донбасса  и  пути  повышения  их  плодородия:
Автореф.  дис.  .  .  канд.  с-х.  наук/ХСХИ.  —  Харьков,  1960.—  23  с.
 141. 	Шикула  Н.  К.  Борьба  с  эрозией  и  земледелие  на  скло¬
нах.—Донецк:  Донбасс,  1968,  123  с.
 142. 	Шикула  Н.  К.  Влияние  степени  эродированности  почв
Донбасса  на  урожай  сельскохозяйственных  культур.  —  В  кн.:  Борь¬
ба  с  эрозией  почв.  Киев:  Изд-во  Украинской  Академии  с.-х.  наук,
1962,  с.  108—117.
 143. 	Ш  и  к  у  л  а  Н.  К.,  Р  о  ж  к  о  в  А.  Г.,  Трегубов  П.  С.
Картирование  территории  по  интенсивности  ерозионных  процес-
Тр.  X  Международного  конгресса  почвоведов.  Т.  11  /  ВОП.  —  М.,
1974,  с.  32—37.
 144. 	Ш  п  а  к  И.  С.  Влияние  леса  на  водный  баланс  водосбо¬
ров.  —  Киев  :  Наукова  думка,  1968.  —  284  с.
 145. 	Щукин  Н.  С.  О  методе  построения  генетической  класси¬
фикации  форм  рельефа.  —  Вести.  МГУ.  Сер.  геогр.,  1974, 	№  1,
 с.  9—16.
 146. 	Barnette  А.  Р.  How  intense  rainfall  affects  runoff  and
soil  erosion.  —Agric.  Engin.,  1958,  39,  No  11,  p.  703—711.
 147. 	Barnette  A.  P.  Soil  erodibility  factors  for  selected  soils
in  Georgia  and  South  Carolina.  —  Trans.  ASAE,  1968,  8,  No  3,
p.  393—395.
 148. 	Bessel  D.  On  a  hillside  moisture  gradient  in  volcanic  ash
soil  in  New  Zealand.  —  Trans.  Am.  Geoph.  U.,  1955,  v.  36,  No  3,
p.  47—59.
 149. 	В  e  s  t  A.  G.  The  size  distribution  of  raindrops.—  Quarterly
journ.  of  the  Royal  Meteorol.  Society,  1950,  v.  76,  No  327,  p.  346—
384.
 150. 	Chow  ven  Те,  Harbaiigh  Terence  E.  Raindrop
production  for  laboratory  watershed  experimentation.  —  J.  Geophys.
Res.,  1965,  v.  70,  No  24,  p.  312—346.
 151. 	Dragoun  F.  J.  Rainfall  energy  as  related  to  sediment
yield.  —  J.  Geophys.  Res.,  1962,  v.  67,  No  4,  p.  1495—1501.
 21$

152. 	Ellison  W.  D.  Raindrop  energy  and  soil  erosion.  —
The  Empire  Journal  of  Experimetal  Agricufture,  1952,  v.  20,  No  78,
p.  81—97.
 153. 	Ellison  W.  D.  Soil  Erosion  Studies.  —  Agric.  Engin.,
1947,  v.  28,  No  4—7,  p,  297—300.
 154. 	*Ellison  W.  D.  Studies  of  Raindrop  Erosion.  —  Agric.
Engin.,  1944,  No  4—5,  p.  354—362.
 155. 	Kozlik  V.  Brazdovy  system  y  boji  pzoti  erozii  pody.  —
 Vodohospod.  casop.,  1956,  v..  4,  No  1,  p.  14—26.
 156. 	Laws  J.  O.  Measurements  of  the  fall  velocities  of  water-
drops  and  raindrops.  —  Soil  conservation  service,  1941,  No  45,
p,  148—164.
 157. 	M  c  I  n  t  y  r  e  D.  S.  Permeability  measurements  of  soil  crusts
formed  by  raindrop  impact.  —  Soil  Sci.,  1958,  v.  85,  No  4—5,
p.  1*85—189.
 158. 	O  n  s  t  a  d  G.  A.,  L  a  r  s  o  n  C.  L.,  Hie  rms  m*e  y  e  r  L.  F.,
Young  R.  A.  A  method  of  computing  soil  movement  throughout
a  field.  —  Trans.  ASAE,  1967,  v.  10,  No  6,  p.  742—745.  •
 159.  Smith  D.  D.  Factors  affecting  rainfall  erosion  and  their
evaluation.  —  Publ.  Assoc.  Internal  Hydrol.  Scient.,  1958,  No  43,
p.  1144—1168.
 160. 	Smith  D.  D.,  Whitt  D.  M.  Evaluation  of  Soil  Losses
from  Field  Areas.  —  Agric.  Engin.,  1948,  v.  29,  No  9.
 161. 	Springer"D.  K.,  Breinig  C.  B.,  Springer  M.  E.
Predicting,  Soil  Losses  in  Tennessee.  —  Soil  and  Water  Conserv.,
1963,  July-August,  p.  12—27.
 162. 	T  ho  res  in  A.  S.,  Maddy  J.  K.  Using  the  soil  loss  equa¬
tion  in  Iowa.  —  Soil  and  Water  Conserv,  1963,  July-August,  p.  159—
161.
 163. 	Tukey  R.  B.,  Schoff  L.  F.  Influence  of  diggerent  mul¬
ching  materials  upon  the  soil  environment.  —  Proc.  Amer.  Soc.  Kor-
tic.  Sci.,  1963,  No  82,  p.  716—727.
 164. 	Van  Doren  C.  A.,  .B  arte  Hi  L.  J.  A  method  of  foreca¬
sting  soil  loss.  —  Agric.  Engin.,  1956,  No  5,  p.  213—254.
 165. 	Wischmeyer  W.  H.  A  rainfall  erosion  index  for  a  univer¬
sal  soil  lofcs  equation.  —  Soil  Sci.  for  America  Proc.,  1959,  v.  23,
 No  3,  p.  246—249.
 166. 	Wischmeyer  W.  H.  Rainfall  erosion  petential.  —  Agric.
Engin.,  1962,  v.  43,  No  4,  p.  212—215,  225.
 167. 	Wischmeyer  W.  H.,  Smith  D.  D.  Rainfall  Energy  and
Its  Relationship  to  Soil  Loss.  —  Trans.  Am.  Geoph.  U,  1958,  v.  39,
No  2,  p.  285—290,

ОГЛАВЛЕНИЕ
 Предисловие  	 3
 Введение  	 4
 1. 	Эрозиоведение  как  научное  направление
 1.1. 	Водная  эрозия  и  рациональное  использование  земель¬
ных  ресурсов 	  6
 1.2. 	Сущность  водной  эрозии 	8
 1.3. 	Виды  водной  эрозии 	10
 1.4. 	Понятие  эрозиоведения 	13
 2. 	Методология
 2.1. 	Теоретический  и  эмпирический  уровни  познания  при¬
родной  среды 	16
 2.2. 	Модели  и  моделирование 	20
 2.3. 	Учение  о  ландшафте  —  фундамент  эрозиоведения  . 	26
 2.4. 	Системное  представление  природной  среды  ... 	29
 2.4.1. 	Понятие  и  определения 	29
 2.4.2. 	Типы  природных  систем 	31
 2.4.3. 	Функционирование 	природных  систем  ... 	35
 2.5. 	Концептуальная  модель  рационального  использования
 природных  ресурсов 	37
 2.6. 	Принципы  рационального  использования  земельных  ре¬
сурсов  эрозионпоопасных  территорий 	. 	.41
 2.6.1. 	Эрозионный  геокомплекс.  Эрозионная  геосистема 	41
 2.6.2. 	Структурная  схема  подсистем  оптимизации  при¬
 родно-технической  управляемой  системы  проти-
воэрозионного  назначения  	 42
 2.6.3. 	Формализация  почвы  как  земельного  ресурса 	47
 2.6.4. 	Логико-математическая  модель  рационального
 использования  эрозионноопасиых  земель  (опти¬
мизационная  функция) 	48
 2.6.5. 	Выделение  и  оптимизация  подсистем  природно¬
технической  противоэрозионной  системы  , 	. 	54
 3. 	Оценка  и  картирование  водной  эрозии
 3.1. 	Балльный  метод 	. 	. 	. 	. 	. 	.58
 3.2. 	Оценка  и  классификация  эродированности  почвы  и
 территории  	60
 3.2.1, 	Классификация  смытых  почв 	.  -  . 	.60
 3.2.2. 	Показатели  эродированности  территории  . 	. 	68
 220

3.3. 	Экспериментальное  изучение  поверхностного  смыва  . 	70
 3.3.1. 	Методика*  экспериментальных  исследований  эро¬
зии 		70  '
 3.3.2.  Метод  водороин  и  шпилек 	71
 3.3.3. 	Исследование  эрозии  с  помощью  стоковых  пло-
 4  щадок 	73
 3.3.4. 	Изучение  стока  и  смыва  при  помощи  искусст¬
венного  дождевания 	. 	* 	. 	. 	,74
 3.4. 	Оценка  смываемости  почвы 	70
 3.4.1. 	Физико-математические  показатели  ... 	79
 3.4.2. 	Оценка  с  помощью  искусственного  дождевания. 	81
 3.5. 	Количественная  оценка  поверхностного 	смЫва 	♦ 	. 	83
 3.5.1. 	Начальный  этап  математического  моделирова¬
ния  смыва 	  .83
 3.5.2. 	Уравнение  почвенной  эрозии  США  ... 	85
 3.5.3. 	Гидромеханические  модели  поверхностного  смыва  87
 3.5.4. 	Морфологические  модели  поверхностно-склоно¬
вой  эрозии 	91
 3.5.5. 	Моделирование  склоновой  эрозии  на  основе  ме¬
тода  подобия  	93
 3.5.6. 	Расчет  смыва  по  данным 	о 	стоке 	воды 	. 	. 	94
 3.5.7. 	Логико-математическая  модель  смыва  . 	96
 3.5.8. 	Общая  оценка  моделей  смыва  .... 	105
 3.6. 	Картирование  эродированной  почвы,  факторов  водной
 эрозии  и  эродируемости  территории  . 	. 	. 	.106
 3.6.1. 	Картирование  смытости  почвы  и  густоты  овраж¬
но-балочной  сети 	106
 3.6.2. 	Картирование  факторов  поверхностного  смыва
 и  смываемости  почвы 	110
 3.6.3. 	Обобщенные  показатели  эродируемости 	. 	114
 4. 	Гидрологические  вопросы  эрозиоведения
 4.1. 	Гидрологические  процессы  —  каркас  системообразую-
 - 	щих  отношений  геосистем 	117
 4.2. 	Уравнение  водного  баланса  склона 	.118
 4.3. 	Оценка  составляющих  водного  баланса  склона  . 	. 	121
 4.3.1. 	Атмосферные  осадки 	121
 .4.3.2.  Просачивание  и  поверхностный  сток 	. 	.124
 4.3.3. 	Испарение  и  конденсация  влаги  .... 	135
 4.4. 	Воднобалансовый  метод  расчета  стока  и  испарения  . 	138
 5. 	Совершенствование  противоэрозионных  мероприятий
 5.1. 	Подстилающая  поверхность  и  водная  эрозия  . 	, 	141
 5.1.1. 	Влияние  предпосевной  обработки  на  сток  и  смыв  141
 5.1.2. 	Влияние  растительности  и  севооборота 	на  смыв  144
 5.2. 	Водозадерживающие  и  противоэрозионные  свойства
 мульчирования  		146
 5.3. 	Приемы,  основанные  на  искусственном  создании  во¬
допрочной  структуры  почвы 	153
 5.4. 	Противоэрозионное  регулирование  склонового  стока
 с  помощью  искусственных  микроуглублений 	. 	. 	.160
 221

5.4.1. 	Гидролого-морфологический  метод  оценки  про-
 тивоэрозионной  эффективности  искусственных
микроуглублений 	160
 5.4.2. 	Новые  приемы  для  задержания  и  отвода  скло-
 .нового  стока 	  17б
 5.5. 	Классификация  видов  противоэрозионных  мероприя¬
тий  и  оценка  их  эффективности 	. 	. 	. 	. 	. 	180
 6. 	Проектирование  природно-технических  противоэрозионных
 систем
 6.1. 	Методы  проектирования 	187
 6.2. 	Основные  положения  системного  подхода  . 	. 	.190
 6.3. 	Детерминированйая  модель  . 	. 	. 	. 	♦ 	.195
 6.3.1. 	Аппроксимация  логико-математической  модели
 рационального  использования  эрозионноопасных
земель  . 	. 	  195
 6.3.2. 	Определение  составляющих  модели  . 	197
 6.3.3. 	Оценка  естественного  почвообразовательного
 процесса 	 199
 6.3.4. 	Схема  использования  модели  .... 	203
 6.4. 	Перспективы  применения  метода  формализованной
 оценки  простоты  (сложности)  системы  при  проектиро¬
вании  природно-технических  противоэрозионных  си¬
стем 	  . 	. 	. 	203
 Заключение 	209
 Список  литературы 	211

Генрих  Иванович  Швебс
 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ  ЭРОЗИОВЕДЕНИЯ
 Редактор  Э.  А.  Арзунян
Обложка  художника  Ю.  А.  Новицкого
Художественный  редактор  С.  В.  Анненков
Технический  редактор  Л.  В.  Островская
Корректоры  Ж.  Б.  Кремсал,  А  Я.  Надкреничная

Информ.  бланк  №  5563
 Сдано  в  набор  27.11.80  г.  Подп.  в  печать  23.04.81  г.
 БР  02118.  Формат  84x108/32.  Бумага  типогр.  №  3.
 Лит  гарн.  Выс.  печ.  11.76  уел.  печ.  л.
 11,74  уч-изд.  л.  Тираж  1000  экз.
 Изд.  №  4895.  Зак.  5234.  Цена  1  р.  80  к.
 Головное  издательство
 издательского  объединения  «Вища  школа»,
 252054,  Киев-54.  Гоголевская.  7
 Одесская  городская  типография  (цех  №  2)  управления  по
делам  издательств,  полиграфии  н  книжной  торговли
Одесского  облисполкома,  270011,  Одесса-11,  ул.  Ленина,  49