- PII
- 10.31857/S0032180X24070081-1
- DOI
- 10.31857/S0032180X24070081
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 7
- Pages
- 1034-1044
- Abstract
- The experimental assessment of soil erodibility using the methodology of washing out model samples with a water stream at different installations (hydraulic flume, jet unit, and water tunnel) that were carried out earlier, usually produced a high variability of results. The intension to decrease this variability resulted in a development of a new horizontal approach to samples formation, which differed from the previous one by loading the sample through a removable side wall of the horizontally placed cartridge. The layered loading and compaction remained the same. The normal positioning of sample layers against the flow compared to the parallel positioning practiced earlier allowed to reach a more uniform sample resistance to the flow. The use of the “Poseidon” measuring unit developed to define mean depth of the wave flow, allowed to not only to increase many-fold the number of measurements of washout intensity during the experiment (from 1 to 14–15), but also to assess the quality of sample preparation, which increased precision and accuracy of the study. It has been determined that the percentage standard deviation for erodibility was almost always lower with the horizontal loading compared to the vertical one both between and within the series (13 and 12% on average respectively).
- Keywords
- интенсивность смыва монофракционные почвы способы формирования образца почв измерительное устройство “Посейдон” агросерая среднесуглинистая почва (Greyic Phaeozem) агрочернозем глинисто-иллювиальный легкоглинистый (Luvic Chernozem (Pachic))
- Date of publication
- 15.07.2024
- Year of publication
- 2024
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 47
References
- 1. Бастраков Г.В. Эрозионная устойчивость рельефа и противоэрозионная защита земель. Брянск: Изд-во БГПИ, 1994. 260 с.
- 2. Бушуева О.Г., Горобец А.В., Добровольская Н.Г., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф. Экспериментальная оценка противоэрозионной стойкости агропочв лесостепи // Маккавеевские чтения – 2022. Сб. матер. М.: Географический факультет МГУ, 2023. С. 50–59.
- 3. Горобец А.В., Краснов С.Ф., Митюхина Н.В., Бушуева О.Г. Использование электроконтактного уровнемера для определения отметки поверхности мелководных бурных потоков // Маккавеевские чтения – 2013. Сб. матер. М.: Географический факультет МГУ, 2014. С. 95–101.
- 4. Кузнецов М.С. Противоэрозионная стойкость почв. М.: Изд-во МГУ, 1981. 135 с.
- 5. Ларионов Г.А., Бушуева О.Г. Добровольская Н.Г., Кирюхина З.П., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф., Муракаев Р.Р. Определение гидрофизических параметров почвы в модели эрозии // Почвоведение. 2010. № 4. С. 488–494.
- 6. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф. Вероятностная модель размыва почв и связных грунтов // Почвоведение. 2000. № 2. С. 235–242.
- 7. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф., Горобец А.В. Основы эрозии и оценка эродируемости почв (теория, эксперимент). М.: Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2022. 167 с.
- 8. Ларионов Г.А., Краснов С. Ф., Литвин Л.Ф., Горобец А.В. Эродируемость почвы (факторы, теория, эксперименты) // Эрозия почв и русловые процессы. Тр. науч.-исслед. лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева. Вып. 22. М.: Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2022. С. 6–37.
- 9. Ларионов Г.А., Краснов С.Ф., Литвин Л.Ф., Горобец А.В., Кобыльченко (Куксина) Л.В., Крючков Н.Р. Экспериментальная оценка механизма размыва в начальной стадии формирования оврага // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 2. С. 97–104. https://doi.org/10.31857/S2949178923010085
- 10. Лисецкий Ф.Н., Светличный А.А., Черный С.Г. Современные проблемы эрозиоведения. Белгород: Константа, 2012. 456 с.
- 11. Мирцхулава Ц.Е. Инженерные методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Колос, 1970. 240 с.
- 12. Холодов В.А., Ярославцева Н.В. Агрегаты и органическое вещество почв восстанавливающихся ценозов. М.: ГЕОС, 2021. 120 с.
- 13. Al-Madhhachi A.T., Fox G.A., Hanson G.J., Tyagi A.K., Bulut R. Mechanistic detachment rate model to predict soil erodibility due to fluvial and seepage forces // J. Hydraul. Eng. 2014. V. 140. P. 1–10. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)HY.1943-7900.0000836
- 14. Choo H., Zhao Q., Burns S.E., Sturm T.W., Hong S.H. Laboratory and theoretical evaluation of impact of packing density, particle shape, and uniformity coefficient on erodibility of coarse-grained soil particles // Earth Surf. Process. Landforms. 2020. V. 45. P. 1499–1509. https://doi.org/10.1002/esp.4825
- 15. Crowley R.W., Robeck C., Thieke R.J. Computational modeling of bed material shear stresses in piston-type erosion rate testing devices // J. Hydraul. Eng. ASCE. 2014. V. 140. № 1. P. 24–34. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)HY.1943-7900.0000797
- 16. Foster G.R. Modeling the erosion process // Hydrologic Modeling of Small Watersheds. ASAE Monograph No. 5. ASAE, St. Joseph, MI. 1982. P. 297–380.
- 17. Haddadchi A., Rose C.W., Olley J.M., Brooks A.P., McMahon J., Pietsch T. An alternative method for interpreting JET erosion test (JET) data: P. 2. Application // Earth Surf. Process. Landforms. 2017. V. 43. № 3. P. 743–754. https://doi.org/10.1002/esp.4270
- 18. Hanson G.J., Cook K.R. Apparatus, test procedures, and analytical methods to measure soil erodibility in situ // Applied Engineering in Agriculture. American Society of Agricultural Engineers. 2004. V. 20. № 4. P. 455–462. https://doi.org/10.13031/2013.16492
- 19. Hanson G.J., Hunt S.L. Lessons learned using laboratory JET method to measure soil erodibility of compacted soils // Appl. Eng. Agric. 2007. V. 23. № 3. P. 305–312. https://doi.org/10.13031/2013.22686
- 20. Kimiaghalam N., Clark S.P., Ahmari H. An experimental study on the effects of physical, mechanical, and electrochemical properties of natural cohesive soils on critical shear stress and erosion rate // Int. J. Sediment Res. 2016. V. 31. № 1. P. 1–15. https://doi.org/10.1016/j.ijsrc.2015.01.001
- 21. Knapen A., Poesen J., Govers G., Gyssels G., Nachtergaele J. Resistance of soils to concentrated flow erosion: A review // Earth-Science Reviews. 2007. V. 80. P. 75–109. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2006.08.001
- 22. Li M., Liu Q., Zhang H., Wells R.R., Wang L., Geng J. Effects of antecedent soil moisture on rill erodibility and critical shear stress // Catena. 2022. V. 216. № 106356. P. 1−10. https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106356
- 23. Moragoda N., Kumar M., Cohen S. Representing the role of soil moisture on erosion resistance in sediment models: challenges and opportunities // Earth-Science Reviews. 2022. V. 229. № 104032. P. 1−16. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104032
- 24. Nearing M.A., Bradford J.M., Parker S.C. Soil detachment by shallow flow at low slopes // Soil Sci. Soc. Am. J. 1991. V. 55. № 2. P. 339–344. https://doi.org/10.2136/sssaj1991.03615995005500020006x
- 25. Nguyen V.-N., Courivaud J.-R., Pinettes P., Souli H., Fleureau J.-M. Using an improved jet-erosion test to study the influence of soil parameters on the erosion of a silty soil // J. Hydraul. Eng. 2017. V. 143 (8). P. 04017018. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)HY.1943-7900.0001305
- 26. Song Y., Liu L., Yan P., Cao T. A review of soil erodibility in water and wind erosion research // J. Geogr. Sci. 2005. V. 15. № 2. P. 167–176. https://doi.org/10.1007/BF02872682
- 27. Wan C.F., Fell R. Investigation of rate of erosion of soils in embankment dams // J. Geotech. Geoenviron. Eng. ASCE. 2004. V. 130. № 4. P. 373–380. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)1090-0241(2004)130:4(373)