S T E F A N Z IE M N IC K I , S T A N IS Ł A W P A Ł Y S , T A D E U S Z W Ę G O R E K
O C E N A JA K O Ś C I I ILO Ś C I M A T E R IA Ł U G LE BO W EG O O S AD ZO N EG O N A D N IE U M O C N IO N E G O W Ą W O Z U
W OPOCE DUŻEJ
K atedra M elio ra cji i B udow nictw a R olniczego A R w Lu blin ie
Erozja wąwozowa jest jedną z najgroźniejszych form erozji wodnej [7]. M iejsce je j działania staje się nieużytkiem, a tereny p rzyległe mają znacznie obniżoną produkcyjność.
Zależnie od lokalnych warunków hydrologicznych, geologicznych i glebow ych po okresie intensywnego rozw oju wąwozu następuje jego sta bilizacja — wkracza roślinność, zanikają procesy erozyjne. Z reguły okres samoczynnej stabilizacji wąwozu jest jednak bardzo długi, a często nieczynny już wąwóz ulega ponownie aktywizacji. Stosunkowo szybkie zapobieganie dalszemu rozw ojow i wąwozu, ustabilizowanie go, uproduk- tywnienie zajmowanego przez wąwóz terenu oraz złagodzenie jego nie korzystnego w pływ u na przyległe tereny jest m ożliw e przez zastosowa nie wzajem nie uzupełniających się umocnień technicznych i roślinnych fi, 2, 5, 6, 8, 9].
W ąw óz powstaje w wyniku niszczycielskiej działalności skoncentro wanego spływu wody. Transportuje ona materiał glebow y zm yty ze zlewni wąwozu oraz materiał pochodzący ze skarp i dna wąwozu [3].
W niniejszej pracy przedstawiono w yniki badań nad materiałem gle bowym osadzonym na dnie umocnionego wąwozu. Badania te określają skuteczność zastosowanych zabiegów przeciwerozyjnych.
C H A R A K T E R Y S T Y K A O B IE K T U
Badania wykonano w wąwozie w Opoce Dużej koło Annopola. W ąw óz ten był silnie erodowany. W latach 1962-1964 został umocniony. Zasto sowano tu łącznie umocnienia techniczne (progi betonowe i betonowy stopień skrzynkow y oraz płotki faszynowe) oraz umocnienia roślinne (roślinność zielna i drzewiasta) [1, 5, 6, 9].
Długość wąwozu wynosi 190 m, średnia szerokość 30 m, a głębokość osiąga 8 m. Średni spadek dna wynosi 11% (maksymalny 20°/o). Zbocza
204 S. Ziemnicki i in.
wąwozu są strome, o spadku dochodzącym do 90%. W dolnej części wąwóz wcina się w rumosz wapienny, w y żej na dnie i zboczach w ystę puje materiał piaszczysty i pylasty.
Zlewnia ma powierzchnię 12 ha. Spadki w górnej części zlew ni są rzędu kilku procent, natomiast w dolnej, gdzie deniwelacja m iędzy wierzchowiną a dnem wąwozu wynosi około 40 m, dochodzą do 50%. W zlewni występują gleby bielicowe pylaste silnie spiaszczone, tylko V/ partii wododziałowej są gleby nalessowe. Charakterystykę ich podano w innej publikacji [9]. W 75% zlewnia użytkowana jest rolniczo. Pola orne mają spadki do ok. 25%. Zalesienia i zadarnienia zajmują 20% zlewni, a 5 % drogi i tereny zabudowane.
W Y N I K I B A D A Ń
W ąw óz obserwowano w latach od 1962 do 1979. N iw elację i bada nia glebowe dna wąwozu wykonano w 1979 r. Do porównania zmian niw elety dna wąwozu wykorzystano p rofil z 1970 r. (rys. 1).
Od 1970 r. na terenie wąwozu prowadzona jest rejestracja spływ ów i opadów atmosferycznych. S p ływ y w ystępow ały głównie w okresie peł
nej wegetacji. N a jw ięk szy z nich (28 czerwca 1972 r.) miał objętość 156 m8. S p ływ y roztopowe zarejestrowano tylko dwukrotnie: w 1976 i 1979 r. Ten ostatni w yrządził znaczne szkody w wąwozie. Rozpoczął się, gdy dno wąwozu było zamarznięte i pokryte grubą warstwą śniegu. U podnóża skarpy o wystawie południowo-wschodniej śnieg stopniał, a gleba rozmarzła. Na odcinku długości 11 m (pow yżej stopnia skrzyn kowego — rys. 1) została rozm yta żłobina szerokości do 2 m i głębo kości 1,2 m. W y m yty materiał objętości około 15 m8 został osadzony głównie u w ylotu wąwozu. W okresie od 1970 do 1979 r. rozm yw w y stępował także w dolnym odcinku wąwozu na długości 10 m. W tym miejscu dno jest wąskie (do 1 m). Maksymalna głębokość rozm ywu osiągnęła 31 cm, a ilość w ym ytego materiału — około 3 m8.
Na pozostałym odcinku długości około 150 m dno było namulane i uległo podwyższeniu maksymalnie o 66 cm. Średnia miąższość namułów osadzonych w latach 1970-1979 wynosi 10 cm. P rz y średniej szerokości dna równej 3 m w okresie 9 lat na dnie wąwozu osadziło się 45 m* materiału, przy czym 40% z tej wielkości stanowi materiał przemiesz czony w obrębie wąwozu, a 60% — materiał pochodzący ze zlewni.
O dkryw ki usytuowano w sąsiedztwie budowli stabilizujących dawne progi erozyjne (rys. 1). A oto charakterystyka typow ej odkrywki: O d k r y w k a 3
0- 8 cm — świeży namyw, brudnożółty piasek słabo gliniasty, 8- 75 cm — ciemnoszara glina lekka z okruchami opoki,
75- 90 cm — jasnożółty piasek słabo gliniasty z okruchami opoki, 90-100 cm — ciemnoszara glina lekka pylasta ze zbutwiałym i p aty
P rzek rój podłużny badanego w ąw ozu w Opoce Dużej
1 — rzę d n e dna w ą w o z u w 1979 r., 2 — r z ę d n e dn a w ą w o z u w 1970 r., 3 — n a m y w ( + ) , r o z m y w ( - ) w o k re s ie 1970— 1979 w cm , 4 — p r a w a k r a w ę d ź w ą w o z u , 5 — p r o g i b e to n o w e , 6 — p r ó g b e t o n o w y z p r z e le w e m , 7 — b e to n o w y s to p ie ń s k r z y n k o w y , в — d n o ż ło b in y r o z m y t e j w 1979 r., 9 —
p la n d n a w ą w o z u z r o z m y w e m , 10 — o d k r y w k i g le b o w e
Longitudinal section o f the gu lly investigated at Opoka Duża
I — o rd in a te s o f th e g u lly b o tto m in 1Ö79, 2 — o rd in a te s o f th e g u lly b o to m in 1979, 3 — in w a s h ( - f ) and o u tw a s h ( - ) in cm in th e p e r io d 1970 - 1979, 4 — r ig h t g u lly m a rg in , 5 — c o n c r e t e s ills , в — a c o n c r e t e s ill w it h s p illw a y , 7 — c o n c r e te b o x s p illw a y , 8 — b o tt o m o f th e g r o o v e
o u tw a s h e d in 1979. 9 — s k e tc h o f th e g u lly b o tto m w it h o u tw a s h , 10 — s o il o u tc ro p s bo o сл ch n o lo g ia g le b y
206 S. Ziemnicki i in.
100-110 cm — żółtoszary piasek gliniasty lekki pylasty z okruchami opoki,
110-140 cm — brudnożółty pył zw yk ły spiaszczony,
140-150 cm — szarobiały z odcieniem żółtym piasek słabo gliniasty. Wszystkie warstwy zawierają węglany.
Skład mechaniczny określono metodą Bouyuocosa-Casagrande’a w m odyfikacji Prószyńskiego, zawartość próchnicy metodą nadmangania- nową, CaC 03 aparatem Scheiblera, a pH metodą' elektrom etryczną (tab. 1 i 2).
W odkrywkach I, II, III poziomy 0-5 cm reprezentują świeży namul. Zawiera on od 80 do 86% frakcji piaszczystej. O dkryw ki te usytuo wane b yły poniżej rozm ywu powstałego w 1979 r. M ateriał na ścianach żłobiny stanowi piasek z wstawkami pylastymi. N ależy sądzić, że
osa-T a b e l a 1
S kład mechaniczny m a t e r ia łu glebow ego na dnie wąwozu M echanical com position o f s o i l m a t e r ia l a t the g u l l y bottom Nr odkrywki Outcrop No. Głębokość Depth cm S z k ie le t S keleton %
Procentowa zaw arto ść c z ą s t e k o śre d n ic y w mm P e r c e n t u a l content o f p a r t i c l e s o f mm in d ia 1 -0,1 0 , 1 --0 ,0 5 0 ,0 5 -- 0 ,0 2 0 ,0 2 --0 ,0 0 6 0 ,0 0 6 --0 ,0 0 2 < 0 ,002 suma sum < 0 , 0 2 0-5 1,0 86 5 3 3 1 2 6 10-15 5,5 68 8 10 6 3 5 14 20-30 0 ,8 52 12 19 7 3 7 17 j 35-5U 69,6 84 5 3 4 1 3 8 55-65 0 ,5 41 14 24 8 5 3 21 85-95 0 ,2 23 30 33 6 1 7 14 110-130 3,9 93 2 3 0 0 2 2 i 130-150 13,6 92 1 2 0 0 5 5 2 0-5 0 ,9 84 6 4 1 1 4 6 10-15 1,0 20 9 24 17 14 16 47 3 0 -5 0 ,0 80 8 6 2 0 4 6 1 j 10-15 10,5 61 8 10 6 6 9 21 55-65 1,2 65 5 9 7 5 9 21 80-90 6,6 80 6 5 2 1 6 9 1 90-100 0 ,3 35 20 18 8 6 13 27 ! 100-110 11,6 60 13 15 3 1 8 12 110-120 0 ,6 43 17 27 5 1 7 13 140-150 4,5 75 9 8 3 1 4 8 4 0 -0 ,5 0 ,0 10 4 35 22 10 19 51 10-20 5,7 54 9 14 8 6 9 23 40-50 16 ,1 ' 46 12 18 8 6 10 24 70-80 13,5 56 13 12 5 6 8 19 150-160 7,0 86 6 3 1 1 3 5 5 5-15 9,4 58 6 11 9 5 11 25 50-60 13,2 67 8 10 4 3 8 15 75-80 46,5 75 6 7 1 2 9 12 95-100 31, 1 62 9 12 5 4 8 17 135-145 4,2 60 7 12 7 4 10 21
T a b e l a 2:
N ie k tó re w ła ś c iw o ś c i chemiczne m a te ria łu glebowego, na dnie wąwozu Some chem ical p r o p e r t ie s o f s o i l m a t e r ia l a t the g u l l y bottom
Nr odkrywki Outcrop No. G łębok ość Depht cm P róch n ica Humus % CaC03 % pH 1 N KC1 HgO 1 0 -5 0 ,2 7 0,6 7 7 ,3 7 ,5 10-15 1,76 4 ,4 3 7,1 7 ,3 20-30 2,38 6,75 7,1 7 ,4 35-50 0 ,4 4 2,81 7 ,2 7 ,6 55-65 2,14 10,69 .7 ,2 7 ,4 85-95 0,56 2,81 7 ,2 7 ,7 110-130 0 ,06 0 ,4 2 7 ,4 8 ,2 130-150 0 ,0 9 1.41 7 ,6 8 ,3 2 0 -5 0,31 1,32 7 ,4 8 ,0 10-15 8 ,1 7 18,97 7 ,3 7 ,6 3 0 -5 0,3 0 0,5 0 7 ,4 8 ,0 10-15 3,28 10,97 7 ,3 7 ,6 5 5-6 5 2,59 9,8 3 7 ,3 7 ,8 8 0-90 0 ,6 7 6 ,64 7 ,4 7 ,8 90-100 3,07 11,49 7 ,3 7 ,7 100-110 0,5 4 2,49 7 ,5 7 ,9 110-120 0,3 0 1,08 7 ,4 7 ,9 140-150 0 ,5 4 3,16 7 ,5 7 ,9 / 4 0 -0 ,5 8 ,9 6 19,73 7,1 7 ,4 10-20 2,08 13,43 7,1 7 ,8 40-50 0 ,89 16,78 7 ,2 7 ,9 70-80 1.19 13,84 7 ,1 8 ,0 150-160 0 ,1 4 2,35 7 ,0 8 ,2 5 5-15 4,06 12,46 7 ,2 7 ,4 50-60 2 ,34 8 ,9 3 7 ,3 7 ,6 75-80 1,85 12,04 7 ,2 7 ,4 95-100 2 ,2 4 5,81 7 ,3 7 ,5 135-145 1,22 12,04 7 ,5 7 ,7
dzony materiał piaszczysty pochodzi z tej żłobiny, a materiał drobniejszy wyniesiony został poza obręb badanego wąwozu.
W e wszystkich odkrywkach znajduje się szkielet. Natomiast w od krywkach wykonanych w zlewni szkielet nie występuje. N a leży sądzić, że okruchy opoki, z których głównie składa się ta frakcja, pochodzą ze zboczy wąwozu i z dróg gruntowych doprowadzających wodę do wąwozu. Ilość piasku w profilach na dnie wąwozu z reguły jest wyższa niż w zlewni. Jest to wynikiem sortowania materiału niesionego przez, spływającą wodę w czasie większych spływów. Frakcje drobniejsze uno szone są poza obręb badanego wąwozu. S p ływ y duże w ystępow ały sto sunkowo rzadko, natomiast często zachodzą sp ływ y bardzo małe, po' których na dnie wąwozu obserwuje się płaty namułów materiału pyla- stego i ilastego. S p ływ y te nie dochodzą najczęściej do dolnych p artii wąwozu. Pow oduje to znaczną zawartość części spławialnych w środ
208 S. Ziemnicki i in.
k ow ej partii wąwozu (odkryw ki II, III, IV ), gdzie dno ma stosunkowo łagodny spadek (rys. 1).
Zawartość próchnicy w górnych warstwach p rofilów (tab. 2) waha się w granicach od 0,27% do 8,96%. W ynika to z rodzaju namułów. Znaczne ilości próchnicy zawierają namuły o większej zawartości części spławialnych. Świadczy to także o transporcie żyznej glezy ze zlewni, co powoduje ubożenie tych gleb w zw iązki organiczne [4].
W e wszystkich odkrywkach stwierdzono występowanie węglanu wap nia. Odczyn gleb na dnie wąwozu jest zasadowy.
P O D S U M O W A N IE I W N IO S K I
W wyniku pomiarów zmian rzeźby i badań glebow ych na dnie umoc nionego wąwozu stwierdzono, że dzięki wprowadzonym zabiegom tech nicznym i roślinnym nastąpiła stabilizacja wąwozu.
Na przeważającej długości dno uległo podniesieniu średnio o 10 cm. W okresie od 1970 do 1979 r. w wąwozie osadziło się około 45 m8 na mułów. W tym samym okresie wyniesione zostało z rozm ywanych części dna wąwozu około 18 m8 materiału, w tym około 15 m3 w czasie jedno razowego spływu.
Prędkość płynącej w ody w czasie spływ ów powierzchniowych uległa zmniejszeniu. Związane jest to głównie z występującą na dnie wąwozu roślinnością drzewiastą i zielną.
Z badań wynika, że mimo dobrego umocnienia dna spływ y wody na le ży kontrolować. Przykładem świadczącym o konieczności kierowania spływam i jest rozm yw powstały w okresie spływów wiosennych 1979 r. Przekopanie niewielkiego rowka w zaspie śnieżnej pow yżej stopnia skrzynkowego zapobiegłoby powstawaniu żłobiny.
Powstałe rozm yw y, nawet niewielkie, należy likwidow ać bezpośred nio po spływach, szczególnie w sąsiedztwie budowli technicznych. Za niedbanie tego może doprowadzić do zniszczenia umocnień.
Osadzony na dnie wąwozu żyzn y materiał glebow y przyczynia się do lepszego wzrostu i rozw oju roślinności. W łaściwie pokierowany roz wój roślinności w pływ a na lepsze umocnienie wąwozu i um ożliwia po zyskiwanie drewna i innych użytków.
Zadrzewione w ąw ozy zmniejszają zamulanie dolin i koryt rzecznych Spełniają także pożyteczną rolę w zakresie poprawy fizjocen ozy roln i czej.
L IT E R A T U R A
[1] M a z u r Z.: P ro je k t odbudowy w ąw ozu w Opoce Dużej. W iad. IM U Z 3, 1964, 4.
[2] M o z o ł a R.: W stępne badania nad przydatnością erodow anych gleb w ą w o zów do produkcji leśnej. Rocz. glebozn. 25, 1974, 2.
[3] P i e s t R. F., S p o m e r R. G.: Sheet and gu lly erosion in the M issouri v a lly loessial region. A m er. Soc. o f A gric. Eng. 11, 1968, 6.
[4] T u r s k i R.: Substancja organiczna gleb teren ów erodowanych. Rocz. glebozn. 22, 1971, 1.
[5] Z i e m n i c k i S.: Zastosowanie stopnia skrzynkow ego do umacniania dna w ą w o zó w na przykładzie w ąw ozu w Opoce Dużej. W iad. IM U Z 5, 1966, 4. [6] Z i e m n i c k i S., F i j a ł k o w s k i D., W ę g o r e k T.: Skuteczność technicz
nych i biologicznych umocnień w ą w o zó w w Opoce Dużej. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1977, 193.
[7] Z i e m n i c k i S., M a z u r Z., P a ł y s S.: R ozw ój w ąw ozu lessowego na K w a skow ej Górze. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1975, 170.
[8] Z i e m n i c k i S., P a ł y s S.: W ą w óz lessowy w M agierow ie i projekt jego zabezpieczenia. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1979, 222.
[9] Z i e m n i c k i S., W ę g o r e k T., K u c y p e r J.: Zabudowa techniczna i r o ślinna w ąw ozu (Opoka Duża, w ą w ó z За). Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1979, 222. С. З Е М Н И Ц К И , С. П А Л Ы С , Т. В Е Н ГО Р Е К К А Ч Е С Т В Е Н Н А Я И К О Л И Ч Е С Т В Е Н Н А Я О Ц Е Н К А П О Ч В Е Н Н О ГО М А Т Е Р И А Л А О Т Л О Ж Е Н Н О Г О Н А ДНЕ У К Р Е П Л Е Н Н О Г О О В Р А Г А В М Е С Т Н О С Т И О П О К А Д У Ж А К аф едра мелиорации и сельскохозяйственного строительства, С ельскохозяйственная академия в Лю бли не Р е з ю м е Исследования по качеству и количеству почвенного материала велись на дне оврага в Опоке Д уж ей около Аннополя. В этом овраге в годах 1962-1964 бы ли проведены агротехнические меропри ятия, защ ищ ающ ие его от водной эрозии. В статье представлены результа ты почвенны х исследований проведённых в 1979 г. (табл. 1 и 2). Д ля определения количества почвенного материала, отлож енн ого в овраге, сравнивались нивелирные продольны е сечения дна про ведённые в 1970 г. и в 1979 г. (рис. 1). Данные измерений обнаруживают, что в период 9 лет о тлож и лось на дне оврага ок оло 45 кубм почвенного материала. С участков, подвергаю щ ихся размыву, вынос материала (грунта) за этот пери од составил около 18 куб. м, в том тольк о во время весенних смывов в 1979 г. — около 15 куб. м.
210 S, Ziemnicki i in.
A . Z I E M N I C K I , S. P A Ł Y S , T . W Ę G O R E K
E V A L U A T IO N OF T H E Q U A L IT Y A N D T H E Q U A N T IT Y OF T H E S O IL M A T E R IA L S E D IM E N T E D A T T H E G U L L Y B O T T O M A T
T H E O P O K A D U Ż A L O C A L I T Y
Departm ent o f Land R eclam ation and Rural B uilding Engineering, A gricu ltu ra l U n iversity of Lu blin
S u m m a r y
Investigations on the qu ality and the quantity of the soil m aterial w ere carried out at the bottom of a gu lly at Opoka Duża near Annopol.
Technical and phytologic measures protecting the gu lly against w ater erosion w ere carried out in the period 1962-1964.
The results of soil investigations carried out in 1979 are presented in the w ork (Tables 1 and 2). To determ ine soil m aterial amounts sedimented on the gu lly bottom, levelled longitudinal sections o f the gu lly bottom executed in 1970 and 1979 w ere compared (Fig. 1). It is evident fro m these measurements that in the 9-year period about 45 m 8 of the soil m aterial w ere sedimented on the gu lly bottom. From the sectors subjected to outwash, about 18 m 3 of the soil m aterial *were carried down, o f which about 15 m 3 at the spring ru n o ff tim e only.
Dr. Stanislaw Palys Katedra Melioracji
i Bu d ow ni ctw a Rolniczego A R Lublin, ul. Leszczyńskiego 7
