Abstract

A complex approach for estimating sediment delivery from drainage basin slopes into river valley is proposed. The method includes morphometric analysis of drainage basin, mathematical modelling and radioactive isotope tracers application. The approach effectiveness is demonstrated by analysis of the River Lokna drainage basin slopes (Central Part of the European Russia). Total area of the drainage basin is 174.8 km 2 . Morphometric characteristics of 1293 elementary slopes (facets) were collected from the 1:100 000 scale topographic map and analysed. Average soil erosion rate from facet under conditions of bare fallow is 46.2±31.9 t/ha/year. For a range of locally typical crop rotations this value varies from 17.2±13.0 to 33.3±19.1 t/ha/year. Mapping of drainage basin slopes allowed distinguishing areas with highest potential erosion rates. About 33% of elementary slopes of the studied drainage basin are characterized by the LS -factor value exceeding 1.5. In hypothetical case of cultivation of all basin slopes under bare fallow, 77% of elementary slopes will be characterized by very high and catastrophic potential erosion rates (>20 t/ha/year). For a range of locally typical crop rotations this percentage is reduced to 44%. Application of radioactive isotopic tracer allowed us to obtain an independent evaluation of the model validity. Comparison of soil loss rates obtained independently by the model and the 137 Cs radioactive tracer for the morphologically simple short runoff-dissipating slope has shown high degree of coincidence. However for the more complex long convex slope the model produced higher values of soil loss rates (sometimes more than twice) than the 137 Cs-based estimates. It can be explained by the fact that the model takes no account of within-slope sediment redeposition which cannot be estimated by its current version.

Highlights

  • МЕТОДИКА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙКоличественная оценка перемещения наносов со склонов в русла рек остается одной из актуальных проблем флювиальной геоморфологии

  • The approach effectiveness is demonstrated by analysis of drainage basin slopes

  • McHenry J.R. Application of radioactive fallout cesium-137 for measuring soil erosion and sediment accumulation rates

Read more

Summary

МЕТОДИКА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Количественная оценка перемещения наносов со склонов в русла рек остается одной из актуальных проблем флювиальной геоморфологии. Возможность реалистично оценить величину этого перемещения может способствовать решению довольно большого количества теоретических и практических задач экологической геоморфологии: оценка эрозионного потенциала территории, интенсивность заиления русел рек, деформация первичного поля различных загрязнителей в пределах водосборного бассейна и т.д. Однако их все еще недостаточно для достоверного расчета коэффициента доставки наносов в речные русла. В связи с этим в настоящей работе авторами предлагается комплексная методика определения коэффициентов доставки наносов со склонов малой реки с использованием морфометрических методов, математического моделирования и прослеживания радиоизотопных трассеров для количественной оценки перераспределения наносов и связанных с ними загрязняющих веществ. Во-вторых, положения о единстве эрозионно-аккумулятивных процессов в пределах всего речного бассейна, начиная с приводораздельных территорий и заканчивая руслом реки, которые были сформулированы Н.И.

Методология исследования
Регион и объекты исследования
Результаты исследования и их обсуждение
Суммарный смыв
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Summary
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call