Тәжірибелік жұмыс 15. Эрозия. Бүлінген жерлерді қалпына келтіру жоспарларын құрастыру кезінде қашықтан бақылау тәсілдерін қолдану. Орынгожин Ерназ Советович, техника ғылымдарының докторы, ҚР ҰИА академигі. Телефон: 87028390911
Қоршағанортаның осы кездегі проблемалары оның ішінде топырақ эрозиясы және топырақтың екінші рет тұздануы, рекультивация мәселелері. Топырақ - өте күрделі организм сияқты үнемі өсу, даму және өзгеру үстінде болады. Онда үздіксіз түзілу және бұзылу процестері жүріп жатады. Су, жел, антропогендік факторлардың топырақ пен оның қабаттарын бұзу, беткі құнарлы қабатының сумен шайылу, желмен ұшу құбылыстары эрозия депаталады. “Эрозия” – термині латынның “erodere” - “бұзу” деген сөзінен алынған. Эрозия дегеніміз – топырақ жабынының су, не желмен шайылуы, бұзылуы. Бұл кезде топырақтың ең құнарлы қабаты бұзылады: топырақ түзілу процесінің жүру жылдамдығы шамамен 0,5-2,0 см/100жыл болғанда қалыңдығы шамамен 18 см болатын осы қабаттың табиғи жолмен түзілуіне 1400-7000 жыл қажет болған болар еді. Бұл қабаттың жойылуы кейде 20-30 жыл, тіпті кейде бір ғана қатты жауған жаңбыр, не шаңды дауыл нәтижесінде болуы мүмкін.
Эрозиялық процестердің байқалу сипатына қарай қалыпты, не геологиялық және жылдам, не антропогендік эрозия болып бөлінеді. Қалыпты эрозия – орманды жерлер мен шөптесін өсімдіктердің топырағында жүреді. Ол өте жай байқалып, нәтижесінде бұзылған топырақ қабаты топырақ түзілу процестерінің нәтижесінде бір жылда қайта қалпына келе алады. Жылдам эрозия – табиғи өсімдіктер дүниесі жойылып біткен, топырақтың табиғи ерекшеліктері ескерусіз пайдаланылған территорияларда байқалып, бұл эрозия өте тез жүреді. Кең таралған эрозиялардың түрлері: жазықтық, сызықтық, дефляция, ирригациялық, өндірістік (техногендік), абразия, жайылымдық. Жазықтық эрозия – тау беткейлеріндег іжоғары горизонттағы топырақтардың жаңбыр, еріген қар суларымен шайылуы. Сызықтық эрозия – тау беткейлеріндегі топырақтарының жаңбыр, еріген қар суларының әсерінен терең жыралар мен жылғалар түзіп шайылуы. Жел эрозиясы, не дефляция – топырақтың жоғарғы құрғақ, құнарлы қабатының бөлшектерінің желмен ұшуы.
Ирригациялық эрозия – суармалы егін шаруашылығымен айналысатын аудандарда байқалып, топыраққа көп мөлшердегі су массасының берілуіне байланысты болады. Бұл су топыраққа сіңіп үлгермейді де, топырақ бетімен ағады. Су жіберілетін егістік жер аз ғана болса да тегіс болмаса топырақтың қарашірігі сумен бірге төменге қарай жуылып, ағып кетеді. Ирригациялық эрозия кезінде бір уақытта эрозия да, топырақтың сортаңдануы да жүреді. Өндірістік эрозия – пайдалы қазбаларды өндіру кезінде, әсіресе, ашық әдіспен өндіруде, тұрғын үй, өндіріс орындарының құрылысын, жолдар, газ және мұнай құбырларын салу кезінде де байқалады.
Абразия кезінде (өзендер, басқа да су көздерінің жағалауларының құлауы) жыртылатын және мал жайылатын жерлердің ауданы кемиді. Шамадан тыс көп мал жаю кезінде жайылымдық эрозия байқалады. Механикалық эрозия – ауыл шаруашылық техникалардың ауыр түрлерін топырақтың өздігінен қалпына келу қабілетін ескермей пайдаланған жағдайларда қалыптасады. Бұл кезде топырақтың структурасы бұзылады, физикалық қасиеттері нашарлап, топырақ түзілу процесінің негізгі агенті – биологиялық белсенділігі әлсірейді. Мысалы, АҚШ-да топырақтың тығыздалуы мен бұзылуы жыл сайын 1 млрд доллар шығын әкеледі. Егіс далалары, әсіресі, жылына екі рет өнім жинайтын аудандарда ауыр техникаларды ңәсерінен топырақ тығыздалып, ауыл шаруашылық дақылдарының өнімі төмендейді. Бұл зардаптарды болдырмаудың тиімді жолы – топырақты минималды өңдеу, топырақ өңдеуші және басқа да машиналардың өнімділігін олардың алатын ақысын ұлғайту арқылы арттыру.
Эрозия – құнарлылықтың жауы. Мамандардың есептеулері бойынша, әрбір минут сайын жер шарында 44 га жер ауыл шаруашылық айналымынан шығып отырады. Эрозияның әсерінен адамзат қоғамы күн сайын 3 мыңнан аса га жерден айырылып отырады. Барлығы қазіргі кезде 50 млн га құнарлы жер тозып бітті. Эрозияның түрлерінің әсерінен барлық ауыл шаруашылық дақылдарыны ңөнімі шамамен 20-40% төмендейді. Эрозияның зардаптары мұнымен бітпейді. Топырақ беттеріндегі жыралар, арықтардың түзілуі топырақты өңдеу жұмыстарын қиындатып, топырақ өңдеуші және жинаушы техниканың еңбек өнімділігін төмендетеді. Топырақтың эрозиясы, олай болса, био- және геоценоздардағы жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік ету ортасының бұзылуы, табиғи комплекстердегі қалыптасқан биологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеп соғады.
Мысалы, эрозияға ең көп ұшыраған АҚШ жерлері - соңғы 150 жылда барлығы 160 млн га жердің 120 млн га эрозияға ұшыраған, 20 млн га жер ауыл шаруашылығында пайдалануға жарамсыз. Эрозияның әсерінен жыл сайын жердің қоректік заттарға бай 4 млрд тонна құнарлы қабаты жойылып отырады. Жер орта теңізінің жағалауларына орналасқан елдердің топырақтары қатты бұзылған. Пиреней түбегінің шөлді Сиссарлары мен Солтүстік Африканың шөл далалары, Австралия, Канада, Индия, Пакистан мен Қытайдың бірқатар жерлер іэрозияға ұшыраған. Эрозия адамдардың тиімсіз тіршілік әрекеттері, жер ресурстарын дұрыс пайдаланбауы, кейбір шаруашылықтарда нашар агротехниканы қолдану нәтижесінде жүреді. Топырақтың эрозиясымен күресу – егін шаруашылығындағы ең негізгі мәселелердің бірі. Эрозияға қарсы күрес шараларының ең негізгілерінің бірі – шаруашылық-ұйымдастыру жұмыстары. Бұл – территорияны дұрыс ұйымдастыру. Шаруашылықтарда жерлерді су және жел эрозиясына ұшырау деңгейлеріне байланысты топырақ-эрозиялық жоспарлар жасалынып, топырақтарға сәйкес эрозияға қарсы іс-шараларын жүргізеді.
Агротехникалық шаралар - беткейлерде жерді көлденеңдеп жырту, ал өте биік беткейлерде су ұстағыш микрорельефтер жасау керек. Жауын-шашын суларын жинау үшін жырту қабатын тереңдету арқылы да қол жеткізуге болады. Агротехникалық шараларға сол сияқты топырақты аударып емес, тек қана қопсыту, эрозияға ұшыраған жерлерде желге төзімді қабаттарды жасау да жатады. Дефляцияға ұшыраған топырақтарда көпжылдық шөптерд іөсіру арқылы ауыспалы егісті қолдану өте тиімді болып саналады. Эрозияға қарсы күрес шараларының ішінде орман-мелиорация жұмыстарын жүргізу де үлкен роль атқарады. Топырақты құрғақшылық пен ыстық желдерден, эрозиядан сақтауда ормандар егудің өте қолайлы екендігін көрнект іғалымдар А.Т.Болотов, В.В.Докучаев, Н.М.Симбирцев, т.с.с. үнемі атап көрсеткен.
Эрозиямен күресу жолдары : 1. Айтарлықтай үлкен территорияларда өсімдіктер жабынын жоюға әкелетін табиғи экожүйелерге тигізетін әсерді шектеу. Бұл әсіресе орманды пайдалануға қатысты. 2. Жайылымдарда эрозиялық процестер көбінесе шектен тыс мал жаюмен байланысты. Үлкен территорияларда шөптесін өсімдіктер жабынының зақымдануы кезінде, әсіресе топырағы жеңіл жерлерде су және жел эрозиясы болуы мүмкін. Таулы аудандарда шөптесін өсімдіктердің болмашы зақымдануының өзінде (мысалы, жалғыз аяқ жол) су эрозиясының пайда болу ошағы орын алады. Мұндай қолайсыз құбылыстарды болдырмаудың негізгі жолы – мал жаю ережелерін сақтау мен рекреациялық қысымды төмендету болып саналады. 3. Егістік жерлерді қорғау шаралары : · ауыспалы егістерді дұрыс пайдалану; · топырақты бекітетін тамырлары бар шөптер қоспасымен алмастыру; · жиектік жырту(рельефтің горизонттарымен); · өңдеуден бұрын бұзылатын құмды және құмдақ топырақтарды шығару; · шағын егіс танаптарын табиғи ландшафттармен кезектестіру; · танап қорғайтын орман белдеулерін жасау; · топырақтың құрылымын түзуге мүмкіндік туғызатын органикалық тыңайтқыштарды пайдалану; · топыраққа әсер ететін қысымды кемітетін техниканы пайдалану.
Бүлінген жерлерді қалпына келтіру жоспарларын құрастыру кезінде фотограмметриялық тәсілдерді қолдану Топырақтың құнарлы қабаты жарым-жартылай немесе толығы- мен зақымдалған территорияларды бүлінген жерлер қатарына жатқызады. Көбінесе бүліну адамның өндірістік қызметі салдарынан болады, мысалы қазба байлықтарын өндіру карьерлерін өңдеуде, жол, құбыр және каналдар салу және т.б. жұмыстарда. Бүлінген жерлерді қалпына келтіру деп бүлінген жерлерді шаруашылық пайдалануға жарамды ету үшін қолданылатын техникалық, инженерлік, мелиоративтік жэне басқа да жүмыстардың жиынтығын айтады. Бұл жүмыстардың міндетін және көлемін анықтау үшін жоба-ізденіс жүмыстарын алдын-ала орындайды. Оның мақсаты техникалық-экономикалық көрсеткіштерін, қалпына келтіру бағытын және пайдалылығын, тегістеу жүмысының көлемін жэне сипаттамасын анықтау. Жүмыс жүргізу нәтижесінде бүлінген участкені кешендік қалпына келтірудің техникалық жобасы.
Кешендік қалпына хелтірудің техникалық жобасын құрастыру үшін зерттеу территориясының ірі масштабтағы топографиялық түсірісі негіз болады. Бұл территорияның ауданына, бүліну сипат- тамасына (карьер тереңдігі, үйінді жағдайы жэне көлемі) жәнеқалпына келтіру бағытына байланысты масштабтары 1:1000-нан 1:5000 дейінгі және бедер қимасы 0,5 немесе 1,0 м топографиялық негіз дайындайды. Аудандары шағын бүлінген учаскелер планын геодезиялық тәсілдермен орындайды, әдетте тахеометриялық немесе мензула- лық тәсілдер қолданылады. Соңғы жылдарда жерді қайта өңдеу мақсатында территорияны түсіру үшін фотограмметриялық тэсіл кеңінен қолданылып келеді. Бұл тәсіл еңбек шығындарын төмендетеді жэне алынған ақпарат- тың сенімділігі мен дэлдігін арттырады. Картографиялық учаске сипаттамасына байланысты және стереофотограмметриялық өңдеу құралдары мен үйымдастыру мүмкіндігіне қарай аэрофототопографиялық немесе фототеодолиттік тәсілдер қолданылады.
Аэрофототопографиялық тәсіл арнайы аэрофототүсіріс жүмыс- тарын жүргізуге немесе өткен жылдардағы мемлекеттік аэрофото- түсіріс материалдарын пайдалануға негізделген. Арнайы аэрофототүсіріс жүмыстары бүлінген жерлердің ауданы өте үлкен немесе аудан аумағында көптеген шағын учаскелерді зерттеу мақсатында қолданылады. Топографиялық план қүрастыру тәсіліне және план дәлдігіне қойылатын талапқа қарай, аэрофототүсіріс параметрлерін анықтайды. Қайта өңдеу жобасын қүрастыру үшін көп жағдайда масштабтары 1:1000-1:5000 және қима биіктіктері 0,5 немесе 1,0м болатын топографиялық негіз қызмет атқарады. Жер бедерін жэне жағдай элементтерін анықтау дэлдігі орташа квадратты қатемен анықталады: - масштабы 1:1000 топографиялық план үшін пландық орны 0,5м және биіктікгі 0,1 м; - масштабы 1:5000 топографиялық план үшін пландық орны 2,5 м және биіктікгі 0,2 м.
Топографиялық сипаттамалар дәлдігіне қойылатын талаптарға сәйкес аэрофототүсіріс параметрлері, топографиялық план құрастыру жә не суреттерді фотограмметриялық өңдеу тәсілдері таңдалады. Топографиялық сипаттамаларды алу және суреттерді стереофо- тограмметриялық тәсілдермен өңдеу кезіндегі негізгі фактор - биіктік айырмасын анықтау дәлдігіне қойылатын талап. Бүндай талап бойлық параллаксты анықтау дәлдігіне байланысты болады. Өңдеу тәсіліне және стереофотограмметриялық аспап түріне байланысты мынадай шекте 0,015 ^ - 0,04 мм өзгеруі мүмкін. Суреттерді өңдеуде аналитикалық тәсілдер қолданылса жэне нүкте координаталарын стереокомпаратормен өлшеп, нәтижелері ЭЕМ көмегімен өнделсе, ең жоғарғы дәлдікке жетуге болады. Автоматты жобалау тәсілдерінің дамуына байланысты графикалық ақпаратқа қосымша топографиялық сипаттамалар сандық түрде берілуі мүмкін. Бұндай жағдайда стереотопографиялық өңдеу аналитикалық тэсілмен жер бетінің сандық моделі құрылып жасалуы керек. Одан әрі арнайы жобалау бағдарламалары көмегімен қалпына келтірудің жобалық шешімін қабылдау кезінде жер бетінің моделі қолданылады.
Аэрофототүсіріс материалдары бойынша топографиялық негіз қүрастыру тәсілдерінің бірі - аралас тәсіл. Жер бедері күрделі жэнеой-қыры үлкен бүлінген жер беті картасын қүрастыру және фотоплан алуды қамтамасыз ету үшін суретке түсіру параметрлерін өте мұқият таңдау керек болады. Негізгі түсіріс объектлеріне ашық карьерлер, шикізат алынған жерлер жатады. Әдетте, олардың тереңдігі 10-15 м қүрайды. Сондықтан, суреттерді трансформирлеуді екі жобалау жазықтығында жүргізген дүрыс. Біреуі жер бетіне жақын, ал екіншісі карьер түбіне жақын жерде орналасуы керек.
Бөлек қалпына келтіру жерлерінің топографиялық негізін қүрастыру кезінде суреттерді байланыстыруды шартты координаттық жүйеде орындауға болады. Егер бүлінген жерлердің ауданы 5 км2 асса, мемлекеттік геодезиялық торды жиілендіруге талап қоюға болады. Анықталған негіз нүктелері болашақта жобаны жер бетінде белгілеу үшін қызмет етеді. Картографиялық аймақта 1:10000 немесе 1:25000 масштабтағы карталар бар болса, суреттерді байланыстыруды камералдық тәсілмен жүргізуге болады. Бұндай жағдайда қалпына келтіру учаскелерін жер бетінде белгілеу үшін координаталары фотограмметриялық тәсілмен алынған контурлік нүктелерді пайдаланады. Қабырғалары тік жэне терең карьерлерді ірі масштабта түсіру үшін жер бетінде стереотопографиялық түсірісті қолданған тиімді.
Негізгі әдебиеттер [1-2] Қосымша әдебиеттер[3-7] Бақылау сұрақтары: Топырақ эрозиясын қашықтан бақылау. Бүлінген жерлерді қалпына келтіру жоспарларын құрастыру кезінде қашықтан бақылау материалдарын қолдану. Ауылшаруашылық дақылдардың жағдайын қашықтан бақылау. Жер асты суларын қашықтан іздестіру. Ауылшаруашылық дешифрлеудің құрамы және міндеттері. Дешифрлеуге қойылатын талаптар.
Эрозиялық процестердің өзгешелігі жэне жылдамдығы тікелей шолу және өлшеу арқылы анықталады. Кейбір сандық сипатта- малар (аудан, үзындық, биіктік айырмасы, т.б.) топографиялық картадан алынады. Аэрофотосуреттер карталарға қарағанда толық ақпарат бере алады. Түсіру уақытын және түсіру жүйесі элементтерін дұрыс таңдаған кезде суреттен топырақтың шайылу көрсеткіші, сызықтық эрозия элементтері және т.б. туралы егжей-тегжейлі ақпарат алуға болады. Ауылшарушылық жерлердің кейбір сипаттамаларын, мысалы көлбеулікті немесе көлбеу бұрышын тікелей суреттен анықтауға болады. Қазіргі кезде эрозияның пайда болу тегі туралы дәлірек ақпаратты фототеодолиттік түсіріс нәтижелерінен алады. Эрозиялық процесті сараптау үшін бұрынғы аэрофототүсіріс материалдарын пайдаланады. Түсіріс жүйесінің анық көру қабілетіне жэне жер бетінің көлемі мен пішініне байланысты түсіріс масштабын таңдайды. Стереоөлшеу дәлдігіне байланысты /к және Н шамаларын таңдайды. /к жэне Н шамалары кішірейген сайын сурет бойынша өлшенген аудандар және ұзындықтар дәлдігі төмендейді.
Бедер сипаттамаларын, шағын су жинау аудандарын, ірі орларды, жарқабақтарды дешифрлеуде, су шайған кейбір учаскелерді, адам тіршілігінің эсерінен болған (терраса, қорғаныс екпе ағаштар немесе бұталар) эрозиялық процестерді 1:30000- 1:50000 масштабтағы суреттер бойынша дешифрлеуге болады. Жылға арналары сипаттамаларын, су жинау алқаптарын және адам тіршілігінің әсерін анықтауда 1:10000-1:15000 масштабтағы суреттер қолданылады. Ал осы объектлерді толығырақ жэне егжей- тегжейлеп зерттеу үшін 1:5000-1:7000 масштабтағы суреттер керек болады. Бұндай суреттер екінші ұзын фокусты АФА объективі көмегімен алынады. Барлық жағдайда суреттерді үлкейту арқылы дешифрлеу мүмкіндігін арттырады. Суреттердің ақпараттығы суретке түсіру уақытына ғана тәуелді емес, сонымен қатар, эрозиялық объектге қарағанда күннің орналасу және түсіру биіктігіне байланысты болады.
Эрозиялық процестерді зерттеуге контактлі және үлкейтілген суреттерден басқа бұрынғы фотопландар, топографиялық карталар, топырақ карталары, эрозияға қарсы шараларды ұйымдастыру жобалары жэне басқа материалдар қолданылады. Су жинау шекарасын анықтау үшін стереофотосхеманы қолданған ыңғайлы. Сондай-ақ, ауылшаруашылық жерлердің еңістік жерлерінің картасын құруға да ыңғайлы. Су жинау шекарасын су бөлгіш сызықтары бойымен стереомодель бойынша белгілейді. Планиметрдің, палетка немесе басқа қүралдар көмегімен су жинау учаскесінің жалпы ауданын анықтайды. Фотограмметриялық тәсілдер эрозиялық процестер динамикасын тұрақты бақылауға мүмкіндік береді. Мысалы, жыралардың көбеюін, орлардың үлкейю жылдамдығын, көшкін қозғалысын, т.б. Бұндай зерттеулер жүргізу үшін, әдетте арнайы учаскелерді таңдайды.
Фотограмметриялық өлшеу нәтижелерін салыстыру үшін алынған шамалар біркелкі координаталар жүйесінде болуы керек. Ол үшін арнайы алынған учаскелерде түрақты пландық жэне биіктік негіз нүктелері болуы керек. Нүктелердің жиілігі әр жұмыстық ауданда кемінде төрт нүкте болатындай етіп жасалады. Аэрофототүсіріс жиілігі қойылған мақсатқа байланысты анықталады. Мысалы, қар суы немесе жауын салдарынан қысқа мерзім- дегі эрозияның пайда болуы немесе көп жылғы бақылау нәтижесінде ордың ұлғайюы. Бірінші жағдайда зерттеу құбылысының пайда болғанға дейінгі суретін және болғаннан кейінгі суреттерді талдау барысында анықталады. Екінші жағдайда жаңадан түсірілген суретті бүрынгы суретпен салыстыру арқылы анықталады. Эрозиялық процестердің динамикасын тез жэне егжей-тегжейлі анықтауда жер бетіндегі стереофотограмметрия-лық түсіріс тэсілі қолданылады. Суретке түсіру жер бетінде бекітілген тұрақты базистерден жүргізіледі.
