Розділ «5. ЗАХИСТ ҐРУНТІВ ВІД ЕРОЗІЇ І ДЕФЛЯЦІЇ»

Критична швидкість вітру (м/с), за М.І. Долгілевичем, виражається таким рівнянням:

де d - діаметр частинок, м;

у - щільність частинок, г/см3;

Р - щільність повітря;

g - прискорення вільного падіння, 9,8 м/с2;

Р0 - атмосферний тиск, г/см2;

Р - сила зчеплення частинок, г/см2;

К0 і Кр - коефіцієнти, які визначаються експериментально.

Більш просте вираження критичної швидкості вітру (м/с) дав У. Чепіл:

де d - питома маса частинок; R - діаметр частинок.

Наведені формули справедливі для ґрунтових часток діаметром понад 0,05 мм. Для часток діаметром менше 0,05 мм ця залежність має інший вигляд, а саме, зі зменшенням діаметра часток критична швидкість вітру знову починає збільшуватись. Це явище пов'язане із збільшенням сил зчеплення між малими частками.

Різною критичною швидкістю вітру для часток різного діаметра пояснюється сортування мінеральних часток за їх діаметром в аридних районах. Це сортування призводить до утворення піщаних і глинистих пустель, а також лесових відкладів на оточуючих пустелі територіях. Прикладом можуть бути пустелі Середньої Азії. Сортування відкладів за гранулометричним складом на піски і глини пояснюється тим, що при переважаючій швидкості вітру в Каракумах від 2 до 5 м/с на місці залишаються частки менші ніж 0,01 і більші за 1 мм, а крупнопилуваті частки розміром 0,01-0,05 мм виносяться з території на велику відстань, що вимірюється сотнями і тисячами кілометрів, і осідають у вигляді лесів. Саме в результаті такого сортування утворилися відклади лесів на периферії пустель. При сильних вітрах частки крупніші за 0,5 мм переміщуються на незначну відстань, внаслідок чого утворюються піщані бугри і бархани, а дрібні глинисті частки через велику силу зчеплення утворюють щільні кірки і залишаються на місці між буграми. Вони можуть переміщуватися лише з водними потоками в найнижчі місця. Це явище спостерігається в період весняних і осінніх дощів. Саме так на місці розливів каламутних потоків утворюються такири - глинисті відклади з плоскою поверхнею.

У перезволоженому стані такирна маса не піддається руйнівній дії вітру, а при висушуванні такири набувають зцементованості і також не знають дефляції. Саме з цими властивостями пов'язане стійке співіснування в пустинях такирів і рухомих піщаних ґрунтів.

Проте в нашій країні немає таких контрастних умов, що характеризуються різкою зміною висушування і зволоження, а поверхня ґрунту покрита рослинністю. Тому різкої диференції ґрунтів за гранулометричним складом - на глинисті й піщані згідно з формами рельєфу - не спостерігається. Внаслідок цього на практиці при розрахунку критичної швидкості вітру специфічну поведінку часток, діаметром менше за 0,01 мм, не беруть до уваги, а беруть середній їх діаметр.

Частки ґрунту, менше 1 мм в діаметрі, ерозійно небезпечні, крупніші 1 мм - вітростійкі, ґрунтозахисні. Стійкість ґрунту проти ерозії можна оцінювати за грудоч-куватістю поверхні, тобто за наявністю вітростійких агрегатів. При вмісті ґрунтозахисних агрегатів менше ніж 50% від маси повітряно-сухого ґрунту настає процес видування, тому цей ступінь грудочкуватості вважають критичним, тобто ерозійно небезпечним. Поріг стійкості ґрунту проти вітрової ерозії, якщо на поверхні його немає післяжнивних решток, перебуває в ступені грудочкуватості в межах 50-55%, при співвідношенні у верхньому шарі ґрунту ґрунтозахисних і ерозійно небезпечних агрегатів 1:1.

Дефляційна стійкість часток залежить від їхніх розмірів та вмісту гумусу в ґрунті. Швидкість дефляції сильно гумусованих ґрунтів може зростати. Особливо велика швидкість руйнування вітром осушених торфовиків, які після розорювання інтенсивно розвіюються.

Таким чином, вітрова ерозія залежить від ступеня розпорошення верхнього шару ґрунту і швидкості вітру. Сильне розпорошення 5-сантиметрового шару ґрунту є наслідком надмірного механічного обробітку і перетирання ґрунтових часток ходовими системами тракторів, комбайнів і автомобілів під час проведення польових робіт.

Суфозія - руйнування ґрунтового покриву в результаті осідання, що виникає в процесі розчинення і винесення із ґрунту та з підстилаючої породи гіпсу і карбонатів. Внаслідок локальності осідання при суфозії на поверхні ґрунту утворюються мікро-зниження глибиною 10-100 см.

Карст - руйнування ґрунтового покриву в результаті осідання, що виникає при розчиненні підстилаючих ґрунт вапняків з утворенням у них порожнин. Карстування вапняків призводить до утворення на поверхні ґрунтів карстових ям глибиною до 1-5 м.

Техногенна деструкція - руйнування і зміщення гумусового горизонту ґрунтів сільськогосподарською оброблювальною технікою. Вона найчастіше спостерігається в районах розвитку мікрорельєфу. В цьому випадку з мікропідвищень висотою 0,30,5 м і діаметром 10-20 м під час оранки і боронування тракторні причіпні знаряддя стягують гумусовану частину ґрунту в мікрозниження. До техногенної ерозії ґрунтів належать також усі види руйнування їх і підґрунтової товщі, зумовлені будівельними роботами, видобуванням корисних копалин відкритими способом та ін.