Главная >  Литература о туризме > "Карманная книга натуралиста и краеведа"

ГЛАВА IV.     ИЗУЧЕНИЕ  ИЗМЕНЕНИЙ   РЕЛЬЕФА Б. А. Федорович Смывание плодородной почвы         Рост оврага       Размыв и заиление днища оврага и балки      Заиление водохранилища          Подмыв берегов водохранилища       Развитие речных излучин      Нарастание дельты      Изменение берегов озер и морей      Движения оползня      Методы изучения изменений рельефа

Медленно, но неуклонно силы природы изо дня в день видоизменяют рельеф Земли. Чаще всего эта работа незаметна для глаза, но иногда она идет быстро и производит большие разрушения. Изучение даже тех процессов, которые медленно, исподволь изменяют рельеф, — это дело совсем не отвлеченное, оно имеет большое значение для нашего хозяйства. Надо знать не только где и что нам угрожает, но и скорость самых разнообразных процессов, изменяющих поверхность нашей Земли и препятствующих ее хозяйственному использованию. Скорость и характер этих изменений зависят от многих конкретных условий и поэтому должны выясняться отдельно для каждого района. У нас в стране любое крупное строительство производится после тщательных изысканий, однако они не могут быть очень длительными, а, следовательно, далеко не всегда могут дать исчерпывающие ответы. И в этом отношении любой краевед — будь то опытный натуралист или наблюдательный колхозник, преподаватель школы или пытливый и любознательный школьник — может оказать своему колхозу, своим землякам и Родине незаменимую и важную помощь.

Смывание плодородной почвы.
При рассмотрении аэрофотосъемки какой-либо распаханной равнины бросается в глаза осветленный перистый рисунок с неясными контурами, заканчивающийся оврагом, подобно тому, как птичье перо оканчивается остью. Такой рисунок наглядно показывает, что выше оврага, на почти горизонтальной равнине, при уклонах даже в 2—4°, происходит хотя и постепенный, но интенсивный снос пахотного горизонта почвы талыми и дождевыми водами. Учесть результат этого процесса можно, закладывая мелкие почвенные ямы и измеряя мощность гумусового горизонта. Для сравнения почвенные ямы надо заложить не только на приовражных склонах, но и на плоских водоразделах, что наглядно покажет различия в смытости почвенного покрова.

Сделав копию плана колхоза, следует нанести на этот план местоположение почвенных ям, написать у каждой ямы ее номер и мощность в ней гумусового горизонта и составить карту с линиями равных мощностей этого горизонта (например 0, 10, 20, 30 см и т.д.). Для наглядности можно сделать профили смытости почвенного слоя (рис. 1). Чтобы труд по выкапыванию почвенных ям еще больше окупил себя, можно использовать значительную часть их для посадки фруктовых и других деревьев, объединив эту работу с озеленением дорог, границ полей и приовражных склонов. Весной эти наблюдения следует дополнить учетом количества стекающей с полей воды и взятием ее проб. Дав отстояться взятой для пробы воде, следует взвесить почву, содержащуюся в 1 л, и, таким образом, зная количество стекающей с полей воды, подсчитать, сколько почвы сносится с 1 га. Осенью эту работу надо завершить проведением пробных укосов и ручного обмолота небольших площадок, например в 100 кв. м, для того, чтобы точно выяснить зависимость урожайности от степени смытости и, следовательно, от мощности оставшегося гумусового горизонта (рис. 1).

Такая работа, проделанная коллективом школьников под руководством учителей и агронома, дает возможность определить убыток, причиняемый смывом почвы, и выбрать мероприятия для защиты от дальнейшего обеднения земельного фонда. Экскурсия колхозников на заранее подготовленные школьниками почвенные ямы и передача им плана мощности гумусового горизонта может служить прекрасным средством пропаганды необходимости защитных мероприятий (пахоты только по горизонтали, создания кулис, посадки лесных полос, обвалования и т. д.).

Смываемая с полей почва частично наносится на плоские пониженные участки (днища балок, низкие речные террасы, западины), и этот процесс накопления почвы может быть наглядно установлен почвенными ямами, которые укажут, насколько в таких понижениях гумусовый горизонт более мощный, чем на водораздельных равнинах. Однако основная часть почвы, смываемой с полей, бесполезно теряется для хозяйства, так как попадает в реки и, в конечном счете, сносится в моря и океаны. Борьба за сохранение почвенного покрова — одна из наших важнейших задач. В решении этой задачи краеведы могут оказать стране большую помощь, выявляя интенсивность этого процесса, распределение смыва на полях данного хозяйства, рекомендуя те или иные мероприятия, составляя конкретные планы борьбы со смывом почвы и мобилизуя на эту борьбу местное население. Работу следует вести по согласованию с местными земельными организациями, от которых можно получить необходимую помощь и указания, с правлениями колхозов, агрономами, колхозными опытниками и преподавателями школ.

Рост оврага.
Естественный травяной покров в лесной, лесостепной и степной зонах образует настолько плотный дерновый слой, что талые и дождевые воды могут производить в основном только крайне медленный площадной смыв почвы поверх растительного покрова. В этих условиях на возвышенных равнинах (Приволжская, Средне-Русская и другие возвышенности), даже при глубоком их расчленении, вырабатывался пологосклонный балочный рельеф.

Распашка полей привела к тому, что лишенная растительного покрова поверхность земли подверглась во многих местах линейному размыву. Сперва талые воды, стекая по бороздам, особенно в тех местах, где поле пашут сверху вниз по склону, прорезают узкую «водороину» в 20—30 см глубиной, которую можно еще перепахать. Затем она разрастается в рытвину или промоину глубиной в 1— 2 м. На пути такой рытвины часто чередуются участки размыва и намыва. Но вслед за тем на одном из нижних участков размыва образуется перепад и возникает овраг. Такой овраг быстро углубляется и образует почти вертикальные стенки своих берегов. Вершинный перепад у оврага бывает от 1 до 10 и даже 25 м высоты. Каждый ливень, а тем более весенние талые воды приводят к тому, что этот уступ, по которому свергается водопад, подмывается, обрушивается и перемещается все выше по склону.

Рост оврагов во многих районах лишил людей до половины пахотных земельных угодий. Мы не имеем права безразлично относиться к этому злу. Вот почему государство предприняло немало мер по закреплению овражной сети. Однако государственные мероприятия могут оказаться наиболее действенными только при постоянной помощи всего населения. Одним из видов такой помощи является установление краеведами мест, где продолжается рост оврагов, нанесение этих мест на планы колхозов и выяснение скорости роста оврагов, особенно их вершин.

Чтобы сделать это, надо разбить на местности прямоугольную сеть через 10 или через 20 м, закрепить ее пронумерованными столбами и нанести их на план (рис. 2). Столбы эти надо ставить так, чтобы, опираясь на них, можно было произвести промеры по системе поперечных профилей (см. гл. 1). Для того чтобы столбы не смыло, следует ставить их на некотором удалении от обрыва и по возможности устанавливать вторые (страховые) столбы, отдаленные на 20 м от первых (опорных). Для облегчения наблюдений можно на линиях профилей дополнительно к столбам, между ними и обрывами оврага, установить через каждый метр или через два метра колышки (см. рис. 2). По этим дополнительным колышкам следует после каждого ливня, в конце осени и весной, когда земля хорошо обсохнет, проводить повторные наблюдения, вычерчивая новое положение края обрыва на профилях и плане.

Такие наблюдения следует особенно тщательно производить в тех местах, где рост оврагов особенно опасен для хозяйства (там, где овраги приближаются к дороге, к строениям или где от них страдают поля). Любые наблюдения, как бы они ни были интересны, важны не сами по себе, а как средство для того, чтобы правильно выбрать мероприятия, наиболее дешево и эффективно закрепляющие овраги. Применяется охрана от выпаса, облесение приовражных склонов, их обвалование, засыпка перепадов строительным мусором, хворостом и соломой, отвод поверхностного стока в сторону, установка на дне оврага фашин и т. д.

Размыв и заиление днища оврага и балки.
Если процессы размыва склонов развиваются, то овраги и балки преимущественно углубляют свое днище. Если же в результате мер, предпринятых по борьбе с размывом (эрозией), этот процесс начинает ослабевать, то днища балок и оврагов могут постепенно, а иногда и быстро заилиться. Для всякого рода строительства необходимо выяснить и учесть интенсивность хода этого явления в разных участках балки или оврага. Поскольку такие днища не распахиваются, вполне применим самый простой способ наблюдения мерными рейками. Для этого лучше всего взять старые железные трубы, разрезать их на конце вдоль на четыре части (на 15—20 см) и раздвинуть концы крестом. В разных местах — в верховьях, среднем и нижнем течении оврага и балки — по их руслу надо выкопать ямы глубиной в 1.—1,5 м, опустить туда трубы, закрепить крестообразное расширение камнями (еще лучше зацементировав их) и засыпать до самой поверхности, утрамбовывая землю. Такую трубу не смоют талые и ливневые воды, не повредит скот. Выше уреза земли трубу следует покрасить чередующимися полосами по 10 см, например, белой и красной краской на 1 м высоты. Наблюдения следует вести начиная с весны в течение всего лета, после каждого дождя, дающего сток по оврагу, вплоть до первых морозов, повторяя их в течение ряда лет. При этом возможно, что выяснится наличие размыва в верхней части оврага и балки и заиление их низовьев.

Заиление водохранилища.
Для наблюдения над заилением водохранилища необходимо на его берегах выбрать линии поперечных профилей (створов) в участке, прилегающем к плотине, в средней и в верхней части (по длине) водохранилища. Каждый такой профиль надо закрепить на обоих берегах двумя столбами, установленными так, чтобы при наблюдении ближний столб был ниже дальнего и мог проектироваться на него. Нижние столбы надо устанавливать на уровне воды у берега, вырыв для них углубления, в которые вода должна заходить, не испытывая, однако, колебаний от небольшого волнения. Эти нижние столбы следует снабдить рейками, которые можно сделать самим из полосы железа, окрашенной разноцветными полосами через каждые 5 или 10 см. Нуль рейки должен быть установлен на наиболее низком уровне воды в водохранилище, который обычно бывает перед началом осенних дождей. По установленным профилям следует проводить наблюдения за уровнем дна один раз в год или несколько раз в год (в одни и те же сроки) со льда, после спада талых вод, в конце лета и после сильных ветров, вызвавших большое волнение. Наблюдения со льда производятся через пробитые в нем лунки, а в теплое время это делают с лодок в совершенно тихую погоду, так как волнение лишает точности.

В прибрежной мелководной полосе наблюдения надо проводить мерным тросиком, к концу которого прикрепляется груз, через каждые 1—2 м, а дальше в зависимости от величины дна водохранилища (через 10, 50, 100 м). Результаты наносятся на вычерченные профили. Данные повторных наблюдений показывают на этих же профилях другим цветом или знаком с указанием срока замера. Все наблюдения должны привязываться к одинаковому уровню воды. На эти же профили следует наносить и профиль береговой полосы и отмечать изменения в ее положении (нанос, размыв).

Особенно тщательные наблюдения над заилением водохранилища надо производить в его верховьях, там, где в него впадает питающая его речка или балка. Зная объем водохранилища и ежегодного заиления, можно будет высчитать, за сколько лет это водохранилище будет занесено.

Подмыв берегов водохранилища.
Многие новые водохранилища, особенно крупные и глубокие, с берегами, сложенными суглинками и лёссом, находящиеся в районах с сильными ветрами, в первые годы существования сильно изменяют свои берега. Достаточно сказать, что в Цимлянском водохранилище наблюдались волны до 3 м высоты: за первые шесть месяцев воды этого озера местами смыли береговую полосу высотой в 15—20 м и шириной до 150 м и унесли слагавшие ее лёссовидные суглинки.
Такой процесс размыва нередко длится до десятка лет, пока не выработается широкая прибрежная пологая мелководная полоса, которая сможет гасить энергию самых могучих волн. Однако выработке этой полосы нередко противодействуют течения, уносящие значительную часть наносов вдоль берега, иногда на большое расстояние от места размыва. Сооружая водохранилища, приходится переносить затопляемые населенные пункты на новые места, располагать на берегах новых искусственных «морей» портовые и другие сооружения.

Где же остановится этот размыв? Где расположится будущая линия постоянного берега? Для выяснения этого вопроса проводятся специальные изыскания, на основе которых даются прогнозы. Однако природные условия крайне разнообразны, а государство не может постоянно проводить наблюдения над берегами всех водохранилищ. Вот почему наблюдения краеведов, проводимые в различных условиях и местностях, очень важны для уточнения прогнозов. Наблюдения за размывом берегов проводятся либо по линиям профилей (створов), либо на «ключевых» участках, либо по всему периметру берегов. В первом случае на выбранном профиле устанавливается пара, а если размыв очень сильный — серия столбов (реперов), по которым проводится нивелировка. Профиль этот протягивают вниз к урезу воды и дальше продолжают в пределах мелководья с лодки или со льда. Первоначальные и повторные наблюдения проводят так же, как для выяснения заиления водохранилища. Во втором случае делают план типичного участка в горизонталях и устанавливают серию реперов, расположенных вдоль берега, но вдали от воды, за пределами угрожаемой зоны. Впереди реперов для облегчения наблюдений ставят дополнительные колышки (через 10 м и больше). От этих колышков производятся повторные наблюдения. Такой метод при сочетании его с повторной нивелировкой серии профилей дает возможность достаточно точно высчитывать объем земляных масс, сносимых волнами после каждого шторма или за каждый год.

Развитие речных излучин.
Долина любой реки обычно медленно, а иногда и быстро изменяет свой вид. В одних местах она углубляет свое дно, в других наносит песок (рис. 3). Река течет по равнине не прямолинейно, а изгибаясь, словно ползущая змея. Одни излучины (меандры, серпантины) пологи, другие петлеобразны, но все они подчинены одним и тем же закономерностям: 1) на выпуклых берегах излучин отлагаются наносы, а на вогнутых — размываются берега; 2) каждая излучина постепенно перемещается вниз по течению реки.
Чтобы проследить вызванные этим изменения рельефа, следует использовать тот же метод опорных столбов (реперов). Но ледоход может уничтожить любой столб. Поэтому надо сделать детальный план «ключевого» участка и основные реперы установить вне пределов ледохода. В самой же затопляемой пойме, если имеются деревья, надо занумеровать масляной краской ближайшие к воде, и соседние с ними деревья и точно нанести на план.

Ключевой участок должен охватывать по возможности на небольшой площади различные элементы долины: обрыв правого берега, верхнюю и нижнюю стороны намывной части излучины. При составлении плана, после спада воды в конце весны, следует точно измерить расстояния от занумерованных деревьев до уреза воды и повторять эти наблюдения по возможности в течение многих лет. Если эти наблюдения проводятся преподавателем школы с учениками, то хорошо ввести традицию ежегодной передачи наблюдений учениками одного класса ученикам следующего. План же с нанесением результатов повторных наблюдений должен быть хорошо оформлен в рамке под стеклом и вывешен в классе.

Нарастание дельты.
Знание скорости нарастания дельты имеет часто большое практическое значение. Так, например, нашему государству приходится тратить большие средства на ежегодное обновление морского канала, соединяющего низовья Волги через морское мелководье (авандельту) с открытым морем.

Разливы и ледоходы сильно препятствуют установке таких постоянных знаков, по которым можно было бы прослеживать из года в год изменения в форме и площади дельты. Поэтому чаще всего приходится прибегать к повторным топографическим съемкам, опирающимся на «постоянные объекты» — дом, маяк, деревья и т.п., измеряя расстояния от них до уреза воды. Очень интересно также выяснение вопроса о скорости накопления речных осадков в дельте. Для этого можно использовать листы хорошо прокрашенного (чтобы не ржавело) железа, укладываемые на поверхности дельты в период ее осушения. Делать это надо в легко опознаваемых местах, а листы закреплять железными штырями из толстой проволоки. Этим путем, особенно если листы закладывать в разных местах и нащупывать их железным прутом, можно точно выяснить, какой слой ила ежегодно наносит река.

Изменение берегов озер и морей.
Один из советских специалистов по берегам морей — проф. В. П. Зенкович,— находясь в Крыму, фотографировал отдельные береговые участки Черного моря. Каждое место, где он стоял со своим фотоаппаратом, отметил на прибрежных камнях масляной краской. Через 12 лет он разыскал эти камни, обновил их краску и, глядя на привезенные с собой прежние фотографии, сделал новые так, чтобы сохранилось прежнее поле зрения. Впоследствии он снова повторил свои снимки. Так удалось ему запечатлеть и проследить значительные изменения берегов, вызванные штормами и оползнями. Такой метод доступен каждому, кто умеет фотографировать. Важно при этом снимки делать точно с одного и того же места, в одну и ту же сторону и по возможности аппаратом одного типа.

Движения оползня.
Чтобы выяснить, подвижен ли оползень, нужно заложить через него створы точно установленных реперов (столбов), причем крайние столбы необходимо поставить за пределами оползня на совершенно неподвижных участках и по возможности сделать засечки на этом же створе и на расположенных дальше скалах, деревьях или домах. Желательно, чтобы столбы на оползне устанавливались не реже, чем через 10 м и закапывались на глубину не менее одного метра. Наблюдения за смещением реперов можно проводить один раз в год, но по возможности точно, используя теодолит и измеряя расстояние, на которое каждый репер сместился от первоначального положения (линии створа). Такие наблюдения, проведенные на оползнях Южного берега Крыма, показали, что многие оползни, считавшиеся неподвижными, смещаются ежегодно на один или несколько метров в год. Подвижными оказались и многие большие скалы. Многолетние повторные наблюдения оползней могут предостеречь от серьезных ошибок при различном строительстве, так как изыскания, проведенные в течение 1—2 сухих лет, могут дать неверное представление.

Методы изучения изменений рельефа.
На приведенных нескольких примерах мы старались показать, что, используя достаточно простые способы повторного наблюдения, можно увидеть, а главное измерить самым точным образом те самые разнообразные изменения в рельефе окружающей нас местности, которые обычно обнаружить бывает трудно. Такую же методику следует применять и при изучении других изменений рельефа. Например, для выяснения вопроса, заносится ли пойменный луг, используется описанный выше метод изучения скорости накопления ила в дельте реки. Вопрос, устойчив ли склон в области развития вечной мерзлоты, решают совершенно точно методом закладки створов, указанным для изучения движения оползней. Его можно упростить, если имеются крупные камни, окрасив их по створу яркой масляной краской и т. д.

Чем больше методов мы применим, тем разностороннее изучим то или иное явление. Составление планов и заложение створов очень полезно сочетать с методом повторного фотографирования. Этот метод очень хорош для выявления всевозможных медленных изменений и движений, например для установления движения оползня (важно, чтобы на нем был легко опознаваемый предмет). Повторными снимками можно проследить скорость изменения расположения русла реки, нарастание дельты. Во многих районах ледники в настоящее время довольно быстро отступают. Это также очень наглядно можно выявить повторным фотографированием.

В ряде случаев применим метод окраски. Например, если какое-либо сооружение должно быть создано у подножия горной осыпи, то необходимо выяснить безопасность места. Обычно подножие осыпи (например на речной террасе) бывает окаймлено крупными глыбами камней, в основном скатившихся давно. Но не падают ли такие камни сейчас? Сделав краской отметки на всех камнях, расположенных у предполагаемого места сооружения, следует через некоторое время (особенно после ливня или снеготаяния) произвести новый осмотр. На каждом вновь упавшем камне следует сделать отметку краской другого цвета и указать дату повторного исследования. Такие наблюдения желательно производить в течение ряда лет. Интересно сочетать их с окрашиванием яркой краской горизонтальной полосы камней на самой горной осыпи. Повторные наблюдения и фотографирование на цветной пленке дадут наглядное представление о степени подвижности осыпи.

Этот же метод окраски применяют для изучения интенсивности переноса галечника волнами на берегах морей и крупных озер.

Для выяснения вопроса о том, опускается или поднимается берег моря или озера, самым точным является метод засечек на скалах. Эти засечки зубилом надо делать как на уровне воды, так и на один метр выше и выбивать дату или год засечки.

Наука до сего времени располагает крайне малым количеством цифровых данных о всевозможных изменениях рельефа. Получение их еще немногочисленными научными станциями, во-первых, обходится государству дорого, а во-вторых, не может охватить большого разнообразия районов и объектов. Поэтому наблюдения натуралистов и краеведов, которые проводятся во многих местах, имеют важное научное и практическое значение.

Для того чтобы эти наблюдения приносили максимальную пользу, необходима их массовость. Очень важно, чтобы школы, особенно сельские, организовывали длительные наблюдения за какими-либо близкими к ним объектами и ввели традицию научно-практического их изучения.

Все наблюдения необходимо точно фиксировать записями и чертежами, хорошо, наглядно оформлять, постоянно дополнять их новыми данными. Это приучит учащихся к систематичности в работе, убедительно докажет им необходимость охраны природы и творческого ее преобразования и обогащения на благо народа.

Оглавление