авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |

«ПРОГРАММЫ СПЕЦКУРСОВ ПО СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 013001 – «ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ» «ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЧВОВЕДЕНИЯ» I. О р г а н и з а ц и о н н о- ...»

-- [ Страница 6 ] --

Спецкурс дополняет знания студентов, полученные ими ранее при изучении курсов «Химия почв» и «Химический анализ почв» и включает в себя как теоре тические сведения, способствующие лучшему пониманию проблемы, так и ме тоды и приёмы, необходимые для проведения полевых и лабораторных исследо ваний загрязнения почв соединениями металлов от различных источников за грязнения.

По окончании спецкурса студент должен иметь представление об основных процессах и реакциях, происходящих в почве с соединениями металлов при хи мическом загрязнении, уметь организовывать и проводить исследования, на правленные на оценку характера и степени техногенного загрязнения почв, уметь выбрать наиболее подходящие для этого методы анализа, обработки и представления информации.

II. Содержание курса 1. Введение. Определение основных понятий и терминов. Развитие представ лений о роли антропогенного фактора почвообразования в различные периоды времени. Предпосылки к началу систематических исследований загрязнения почв – развитие промышленности и инфраструктуры, ухудшение качества среды обитания, появление новых методов определения загрязняющих веществ. Цели изучения загрязнения почв соединениями металлов: получение объективной ин формации о масштабах загрязнения почв вокруг источников загрязнения (про странственное распределение загрязняющих веществ в зоне воздействия источ ников загрязнения), о подвижности и биологической доступности соединений металлов в почвах, прогнозирование изменений в пространственном распределе нии и химическом состоянии соединений металлов во времени. Основные этапы исследования химического загрязнения почв соединениями металлов: отбор поч венных проб в соответствии со спецификой исследуемой территории;

подготовка почвенных проб к определению содержания металлов или их соединений;

опре деление содержания металлов инструментальными методами;

обработка и ин терпретация полученных результатов. Определение основных терминов, исполь зуемых в рамках курса: «металл», «тяжелый металл», «микроэлемент». Пред ставление об оптимальных, недостаточных и токсических уровнях концентрации химических элементов и их соединений. Токсичность соединений металлов.

Прямое и косвенное воздействие соединений металлов на почву и почвенную биоту. Вещества, поступающие в почву совместно с металлами. Понятия «техно генное воздействие», «антропогенное воздействие», «загрязнение почвы», «хи мическое загрязнение почвы», «загрязняющее вещество», «источник загрязне ния», «фоновое содержание», «предельно допустимая концентрация», «подвиж ность вещества в почве», «соединения химических элементов в почвах», «формы нахождения химических элементов в почвах».

2. Источники соединений металлов в почвах. Уровни содержания химических элементов в почвах. Природные источники металлов в почвах. Содержание хи мических элементов в различных горных породах. Биогеохимические провин ции. Техногенные источники загрязнения почв металлами. Количество химиче ских элементов, поступающих в почву при разных видах техногенного загрязне ния. Профильное распределение содержания металлов как отражение влияния материнской породы, перераспределения вещества ходе почвообразовательного процесса и приноса вещества извне (загрязнения).

3. Современные представления о процессах и химических реакциях с участи ем ионов металлов в почвах. Механизмы закрепления ионов металлов в почве.

Механизмы образования электрических зарядов на поверхности почвенных час тиц и реакции взаимодействия ионов металлов с обменными позициями. Осо бенности ионного обмена с участием ионов различных элементов (влияние строения электронных оболочек, размера ионов, свойств обменных позиций).

Гетерогенность, полифункциональность и энергетическая неоднородность поч венного поглощающего комплекса. Адсорбция ионов металлов. Механизмы ад сорбции. Понятие о «специфической адсорбции». Химические реакции, приво дящие к сверхэквивалентному поглощению ионов металлов почвами. Хемосорб ция. Поверхностные комплексы. Уравнения и изотермы адсорбции. Труднорас творимые соединения металлов. Возможность их существования и образования в почвах при техногенном загрязнении. Особенности полиэлементного загрязне ния почв соединениями нескольких элементов. Конкурентные взаимоотношения, возникающие при взаимодействии ионов металлов с почвенными реакционными центрами. Селективность и избирательность поглощения ионов металлов почва ми.

4. Формы поступления и формы нахождения соединений металлов в почвах.

Трансформация техногенных соединений металлов в почвах. Взаимодействие ионов металлов с реакционными центрами почвенных компонентов. Почвенные компоненты, оказывающие наибольшее влияние на поведение ионов металлов в почвах. Аддитивность свойств почвенных компонентов. Органическое вещество.

Функциональные группы гуминовых кислот. Химические реакции взаимодейст вия ионов металлов с почвенными органическими соединениями. Комплексные соединения металлов с органическими лигандами. Глинистые минералы. Хими ческие свойства минералов, определяющие особенности их взаимодействия с ионами металлов в почвах. Изоморфные замещения и дефекты кристаллической решетки. Возможность вхождения ионов металлов в межпакетные промежутки.

Несиликатные соединения (оксиды и гидроксиды) железа, алюминия, марганца.

Строение и химические свойства данных веществ, определяющие особенности их взаимодействия с ионами металлов в почвах. Формы нахождения данных ве ществ в почвах различных типов (плёнки, конкреции и другие новообразования).

Диффузия ионов металлов через железистые пленки. Элементы с переменной валентностью. Влияние почвенных свойств на степень их окисления и подвиж ность в почвах.

5. Методы выделения различных форм соединений металлов. Валовое содер жание металлов. Деструктивные и недеструктивные методы определения вало вого содержания металлов в почве. Особенности определения отдельных эле ментов. Химические соединения и формы нахождения металлов в почвах. Необ ходимость их изучения при контроле загрязнения почв. Подвижность металлов в почвах. Принципы и методы определения техногенной составляющей содержа ния металлов в почвах. Методы выделения различных соединений металлов в почвах. Обоснование возможности их использования для изучения загрязнения почв с химической точки зрения. Соединения металлов, переходящие в водную вытяжку. Обменные катионы. «Специфически адсорбированные» соединения металлов. Труднорастворимые соединения металлов. Ионы металлов, связанные с различными почвенными компонентами: органическими соединениями, алю мосиликатами, несиликатными соединениями железа, марганца, алюминия. Со единения металлов в составе различных гранулометрических фракций почв. Ме тоды последовательного фракционирования соединений металлов с помощью «селективных» экстрагентов. Их достоинства, недостатки и ограничения исполь зования.

Методы выделения из почвы соединений металлов с помощью «неселектив ных» экстрагентов. Использование кислотных вытяжек и вытяжек с ацетатно аммонийным буферным раствором. Реакции, происходящие в почве при её взаи модействии с этими экстрагентами. Соединения металлов, реально определяе мые в данных вытяжках.

6. Инструментальные методы определения содержания элементов в почвах и в вытяжках из почв. Методы атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Пла менные атомизаторы. Электротермические атомизаторы. Метод холодного пара.

Гидридные методы. Методы атомно-эмиссионной спектрофотометрии. Фото метрия пламени. Атомно-эмиссионная спектрофотометрия с индуктивно связанной плазмой. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. Рент ген-флюоресцентные методы. Нейтронно-активационные методы. Полярографи ческие методы. Потенциометрические методы. Достоинства и недостатки дан ных методов при контроле загрязнения почв соединениями металлов. Возмож ность их использования при проведении исследований загрязнения почв соеди нениями металлов. Особенности определения отдельных элементов. Принципы выбора метода определения при исследовании загрязнения почв соединениями металлов.

7. Загрязнение почв соединениями металлов вокруг промышленных предпри ятий. Пространственное распределение загрязняющих веществ от стационарного точечного источника. Атмосферный перенос загрязняющих веществ и факторы, на него влияющие. Математическое моделирование процессов переноса загряз няющих веществ и его использование для изучения загрязнения почв соедине ниями металлов. Особенности загрязнения почв выбросами различных предпри ятий: металлургических, энергетических, химических. Вещества, поступающие в почву совместно с металлами. Полиэлементный характер загрязнения почв.

Стратегия проведения исследований загрязнения почв вокруг точечных источ ников. Особенности отбора проб. Визуальные, химико-аналитические исследо вания и математическая обработка результатов. Показатели экологической об становки в зоне воздействия газопылевых выбросов металлургических предпри ятий. Понятие о локальном фоновом уровне содержания веществ в почве. Коэф фициент концентрации. Изменение степени подвижности металлов как следст вие химического загрязнения.

8. Загрязнение почв соединениями металлов, связанное с работой транспорта.

Загрязнение почв, связанное с работой автотранспорта. Металлсодержащие до бавки к моторному топливу. Загрязнение почв свинцом и другими элементами, вызванное сжиганием топлива. Загрязнение почв соединениями металлов, вы званное износом деталей и механизмов автомашин. Методы математического моделирования пространственного распределения загрязняющих веществ вокруг автомобильных дорог. Загрязнение почв, связанное с работой железнодорожного транспорта.

9. Загрязнение соединениями металлов почв городов и прилегающих к ним территорий. Особенности почвенных условий и экологической обстановки в крупных промышленных городах. Городские почвы. Особенности их формиро вания. Особенности химических свойств городских почв. Источники загрязнения и загрязняющие городские почву вещества. Загрязнение городских почв соеди нениями металлов. Полиэлементный характер загрязнения городских почв. Тех ногенные ассоциации химических элементов. Суммарный показатель загрязне ния почв металлами. Загрязнение городских почв легкорастворимыми солями.

Утилизация промышленных и бытовых отходов. Проблемы использования осад ка сточных вод. Проведение исследований загрязнения городских почв. Особен ности отбора проб, методов химического анализа и обработки полученных ре зультатов. Условия выбора фонового уровня содержания металлов в почвах.

Вопросы к зачету. Природные и техногенные источники соединений метал лов в почвах Почвенные свойства, влияющие на поведение соединений металлов при техногенном загрязнении. Изменение свойств почв при их загрязнении со единениями металлов. Механизмы связи ионов металлов с почвой. Формы нахо ждения металлов в почвах. Методы выделения из почвы различных форм соеди нений металлов. Аналитические методы определения содержания металлов в почвах. Критерии выбора аналитического метода при изучении химического за грязнения почв металлами. Методы исследования загрязнения почв соединения ми металлов вокруг промышленных предприятий. Методы исследования загряз нения почв соединениями металлов в крупных промышленных городах. Особен ности природных условий и свойств почв крупных промышленных городов, влияющих на поведение соединений металлов при загрязнении. Загрязнение почв соединениями металлов, связанное с деятельностью транспорта. Методы оценки фонового содержания металлов в почве при техногенном загрязнении.

Критерии, показатели и методы оценки степени загрязнения почв соединениями металлами. Особенности отбора почвенных проб при изучении загрязнения почв соединениями металлов в зоне воздействия промышленных предприятий и в крупных городах.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м ра б о т № Наименование тем и Всего Аудиторные занятия п/ разделов (ча- (часов), в том числе п сов) Лекции Семинары Введение. Определение основных поня 1 1 1 тий и терминов.

Источники соединений металлов в поч 2 1 1 вах. Уровни содержания химических элементов в почвах.

Современные представления о процес 3 2 2 сах и химических реакциях с участием ионов металлов в почвах. Механизмы закрепления ионов металлов в почве.

Формы поступления и формы нахожде 4 2 2 ния соединений металлов в почвах.

Методы выделения различных форм 5 2 2 соединений металлов.

Инструментальные методы определения 6 2 2 содержания элементов в почвах и в вы тяжках из почв.

Загрязнение почв соединениями метал 7 2 2 лов вокруг промышленных предпри ятий.

Загрязнение почв соединениями метал 8 1 1 лов, связанное с работой транспорта.

Загрязнение соединениями металлов 9 1 1 почв городов и прилегающих к ним территорий.

ИТОГО: 14 14 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч ё т V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература.

Ю. В. Алексеев. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л., Агропромиздат, 1.

1987.

А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. Микроэлементы в почвах и растениях. М., 2.

Мир, 1989.

Д. В. Ладонин. Соединения тяжелых металлов в почвах - проблемы и методы 3.

изучения. Почвоведение, 2003, №6, стр. 682-692.

И. Н. Лозановская, Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова. Экология и охрана био 4.

сферы при химическом загрязнении. М., Высшая школа, 1998.

Г. В. Мотузова. Соединения микроэлементов в почвах: системная организа 5.

ция, экологическое значение, мониторинг. М., УРСС, 1999.

Д. С. Орлов, М. С. Малинина, Г. В. Мотузова и др. Химическое загрязнение 6.

почв и их охрана. М., Агропромиздат, 1991.

7. Д. Л. Пинский. Ионообменные процессы в почвах. Пущино, 1997.

Дополнительная литература.

8. Ю. Н. Водяницкий, В. В. Добровольский. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М., 1998.

9. М. А. Глазовская. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., Высшая школа, 1988.

10.В. В. Иванов. Экологическая геохимия элементов. Т.1-6. М., Экология, 1996.

11.Д. В. Ладонин. Конкурентные взаимоотношения ионов при загрязнении почвы тяжелыми металлами. Почвоведение, 2000, №10, стр. 1285-1293.

12.Д. С. Орлов, О. С. Безуглова. Биогеохимия. Ростов-на-Дону, Феникс, 2000.

13.А. И. Обухов, И. О. Плеханова. Атомно-абсорбционный анализ в почвенно биологических исследованиях. М., МГУ, 1991.

Автор программы : с. н. с., к.б.н. Д. В. Ладонин Рецензент: д.б.н., проф. В.Д.Васильевская «ХИМИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ»

I. Организационно-методический раздел Целью спецкурса является изучение теоретических основ органического ве щества почв, практическое освоение методов исследования гуминовых веществ.

В задачи курса входит: ознакомление студентов с историей изучения почвен ного гумуса, работами исследователей 18-20 вв, современными исследованиями;

изучение основных понятий и номенклатуры гумусовых соединений;

озна комление и овладение методами выделения гуминовых веществ, особенностями их применения для различных природных объектов;

сопоставлением данных, полученных различными методами выделения;

овладение различными методами изучения гуминовых веществ и приемами интерпретации результатом анализа в соответствии с современными представлениями о строении и свойствах гумино вых веществ.

Спецкурс состоит из двух частей – теоретической и практической (специали зация «Химия почв»), практической (специализация «Общее почвоведение»), и является одним из составляющих образование по специализации «химия почв» и «общее почвоведение». Он обобщает ранее полученные профессиональные зна ния, позволяет полнее использовать исторический и мировой опыт в исследова нии органического вещества почв, способствует лучшей адаптации будущего специалиста к продуктивному общению с коллегами и конструктивной передаче информации специалистам сопредельных научных и практических дисциплин.

По окончании спецкурса студент должен: иметь представление об истории изучения органического вещества почв, овладеть методами выделения, изучения и идентификации органического вещества почв и его составляющих, уметь ин терпретировать полученные результаты, сопоставлять их с литературными мате риалами в соответствии с современными представлениями о строении и свойст вах гуминовых веществ II. Содержание курса Разделы курса Теоретическая часть. Введение. Из истории изучения почвенного гумуса. Ра боты исследователей 18 в., 19 в., начала 20 в. Работы М.В.Ломоносова, В.В.Докучаева, И.В.Тюрина, В.В.Геммерлинга, М.М.Кононовой, Л.Н.Александровой, В.В.Пономаревой, С.С.Драгунова, современные исследова ния.

Раздел 1. Гумусное состояние почв. Основные понятия: органическое вещест во почв, гумус, торф, лесная подстилка, гумусонакопление, содержание гумуса, запасы гумуса, гумусовые вещества, гуминовые кислоты, гиматомелановые ки слоты, фульвокислоты, гумин, неспецифические органические вещества почвы.

Понятие «группа органических веществ почвы», «фракция органических ве ществ почвы», групповой состав гумуса, фракционный состав гумуса. Номенкла тура гумусовых соединений. Методы выделения, особенности их применения для различных природных объектов;

сопоставление данных, полученных раз личными методами выделения. Период биологической активности, степень гу мификации органического вещества, органоминеральные соединения почвы, гу мусное состояние почв. Показатели гумусного состояния почв, их информатив ность, расчет, использование для торфяных почв. Кинетическая теория гумифи кации. Биогеохимические правила гумусообразования. Гумусное состояние главных типов почв РФ. Методы определения содержания различных групп и фракций Сорг в почвах, их модификации, применимость для различных почв.

Определение органического углерода по Тюрину и на анализаторе АН-7529. Оп ределение содержания азота методом Кьельдаля. Методы определения неспеци фических органических веществ почвы.

Раздел 2. Состав и строение гуминовых кислот. Методы выделения и очистки препаратов гуминовых кислот. Качество препаратов и идентификация гумино вых кислот. Методы изучения строения гуминовых кислот: щелочной и кислот ный гидролиз, глубокая деструкция. Структурные фрагменты гуминовых кислот:

аминокислоты и аминосахара, углеводы, ароматические продукты расщепления.

Баланс структурных единиц. Функциональные группы гуминовых кислот. Мето ды определения различных функциональных групп: метод определения кислых функциональных групп по А.Ф.Драгуновой и по Убальдини, определение кар боксильных групп аммиачным методом по С.С.Драгунову, определение карбок сильных групп ацетатным методом по Маттсону и по Т.А.Кухаренко. Метод по тенциометрического титрования гуминовых кислот. Методы определения эле ментного состава, интерпретация результатов анализа, степень окисленности, графико-статистический анализ по Ван-Кревелену, степень бензоидности, осо бенности элементного состава гуминовых кислот различного происхождения.

Расчет простейшей формулы ГК по элементному составу. Схемы строения гуми новых кислот: по Мистерски и Логинову, В.И.Касаточкину, С.С.Драгунову, Кляйнхемпелю, Д.С.Орлову.

Раздел 3. Применение спектральных методов в химии гуминовых веществ.

Окраска гумусовых веществ почвы. Принцип метода. Особенности электронных спектров гуминовых кислот (ГК) в видимой и ультрафиолетовой областях. Закон Бугера-Ламберта-Бера и его применимость к растворам гуминовых кислот. Влия ние рН на окраску растворов гумусовых кислот. Молярный коэффициент погло щения и коэффициент экстинкции, способы их расчета. Коэффициент цветности Е465/Е650. Характер спектров и Е-величины гуминовых кислот различного про исхождения. Коэффициенты экстинкции гуминовых кислот различных типов почв. Природа поглощения света гуминовыми веществами (ГВ). Влияние фото химических реакций на характер спектров ГВ при их длительном хранении и световом облучении. Инфракрасная спектроскопия. Принцип метода. Важней шие полосы поглощения в ИК-спектрах ГК. Установление важнейших атомных групп и типов связей в гуминовых веществах (ГВ), сравнительная характеристи ка ГВ различного происхождения, исследование взаимодействия ГВ с металлами и минеральными компонентами почвы. Спектры ядерного магнитного резонанса (ЯМР). 1Н, 13С-ЯМР-спектры. Теория метода и принцип работы спектрометра Brucker WP80. Установление присутствия важнейших атомных групп и типов связей, химические сдвиги в спектрах и их природа. Оценка распределения про тонов и атомов углерода по важнейшим фрагментам ГК, сравнительная характе ристика ГВ различного происхождения, ограничения метода. Характер 1Н и 13С-ЯМР спектров ГК. Спектральная отражательная способность почв. Принцип метода. Содержание гумуса и окраска почв. Влияние состава гумуса на отража тельную способность почв. Виды спектров отражения. Показатели спектральной отражательной способности почв, их расчет.

Раздел 4. Применение хроматографических методов в химии ГК. Возмож ность и перспективы применения хроматографии для фракционирования ГВ.

Классификация хроматографических методов по принципу фракционирования, по способу элюирования, по расположению неподвижной фазы. Полидисперс ность и гетерогенность ГВ. Виды молекулярных масс ГВ (средневесовая, сред нечисловая). Минимальная среднечисловая масса ГК. Молекулярные массы ГВ по данным ультрацентрифугирования, светорассеивания и молекулярной спек троскопии. Теория метода гель-фильтрации. Определение молекулярных масс методом гель-фильтрации. Трудности, ограничения и ошибки при определении молекулярных масс ГК. Расчет молекулярной массы ГК по результатам гель фильтрации. Молекулярные массы ГК различного происхождения по данным гель-фильтрации. Возможности применения гидрофобной и ионообменной хро матографии для фракционирования ГВ. Теория гидрофобной и ионообменной хроматографии. Возможности методов и особенности эксплуатации хроматогра фических установок для гидрофобной и ионообменной хроматографии, выбор матрицы и использование детергентов, градиентное элюирование. Ион эксклюзивная хроматография. Влияние эффекта эксклюзии ионов на результаты определения молекулярных масс.

Темы и краткое содержание Тема 1. Методы определения содержания различных групп и фракций Сорг в почвах, их модификации, применимость для различных почв. Практическая за дача. Определение общего содержания в почвах углерода (по методу Тюрина и на экспресс-анализаторе). Студенты определяют содержание органического уг лерода в генетических горизонтах выбранной ими почвы двумя методами. Срав нивают, оценивают и обсуждают полученные результаты. Рассчитывают содер жание и запасы гумуса в почве, строят кривую распределения гумуса по профи лю почвы. На основании выполненной практической работы оформляют отчет и сдают преподавателю.

Тема 2. Исследование свойств гуминовых кислот спектральными методами.

Практическая задача 2. Определение спектральной отражательной способности почвы. Студенты знакомятся с устройством спектрофотометра СФ-14 и СФ-18, снимают кривые спектрального отражения проб трех генетических горизонтов выбранной почвы. Далее удаляют из почвы органическое вещество и снимают кривые спектрального отражения проб почвенных горизонтов после удаления органического вещества. На основании полученных спектральных кривых рас считывают различные показатели, характеризующие спектральную отражатель ную способность почв. Полученные данные описывают и на основании выпол ненной практической работы оформляют отчет и сдают преподавателю.

Практическая задача 5. Определение коэффициентов экстинкции гуминовой кислоты. Студенты работают с препаратом гуминовой кислоты. Необходимо оп ределить содержание углерода в гуминовой кислоте и снять спектр поглощения щелочного раствора гуминовой кислоты. Далее студенты рассчитывают коэффи циент экстинкции гуминовой кислоты. Полученные данные описывают и на ос новании выполненной практической работы оформляют отчет и сдают препода вателю.

Практическая задача 6. ИК-спектроскопия гуминовых кислот. Студенты зна комятся с методом инфракрасной спектроскопии и возможностью его примене ния для изучения строения и свойств гуминовых веществ. Снимают и расшифро вывают ИК-спектр гуминовой кислоты. Полученные данные описывают и на ос новании выполненной практической работы оформляют отчет и сдают препода вателю.

Тема 3. Функциональные группы гуминовых кислот. Практическая задача 3.

Определение функциональных групп методом Драгуновой. Практическая задача 4. Потенциометрическое титрование гуминовых кислот. Студенты проводят оп ределение содержания функциональных групп гуминовых кислот различными методами. Описывают полученные результаты и на основании выполненных практических работ оформляют отчеты и сдают преподавателю.

Тема 4. Исследование свойств гуминовых веществ хроматографическими ме тодами. Практическая задача 7. Фракционирование металл-гумусовых комплек сов на ионообменной матрице. Практическая задача 8. Определение молекуляр ных масс гуминовых кислот методом гель-фильтрации. Практическая задача 9.

Фракционирование гуминовых веществ методом гидрофобной хроматографии.

Студенты знакомятся с хроматографическими методами исследования гуми новых кислот. Выполняют фракционирование металл(Fe)-гумусовых комплексов на ионообменной матрице. Выделяют фракции гуминовых кислот, рассчитывают молекулярные массы выделенных фракций, исследуют гидрофобность выделен ных фракций. Описывают полученные результаты и на основании выполненных практических работ оформляют отчеты и сдают преподавателю.

Примерный перечень вопросов к экзамену (зачету) по всему курсу.

Работы В.В.Докучаева, И.В.Тюрина, М.М.Кононовой, В.В.Пономаревой, Л.Н.Александровой по изучению органического вещества почва. Вклад ученых МГУ в изучение органического вещества почв Номенклатура гумусовых соеди нений. Методы изучения группового и фракционного состава гумуса Гумусное состояние зональных почв Российской Федерации. Период биологической ак тивности. Кинетическая теория гумификации. Биогеохимические правила гуму сообразования. Конденсационная теория гумификации. Теория окислительного гумусообразования. Методы определения содержания органического углерода в почвах, торфах, препаратах гуминовых веществ. Неспецифические соединения гумуса почв. Содержание липидов, углеводов и аминокислот в почвах. Методы определения. Органо-минеральные соединения. Методы выделения и очистки препаратов гуминовых кислот. Влияние качества препаратов на идентификацию гуминовых кислот. Методы изучения строения гуминовых кислот. Структурные фрагменты гуминовых кислот. Баланс структурных единиц. Функциональные группы гуминовых кислот. Методы определения. Элементный состав гуминовых кислот. Особенности элементного состава гуминовых кислот, выделенных из различных природных объектов. Схемы строения гуминовых кислот. Закон Бу гера-Ламберта-Бера и его применимость к растворам гуминовых кислот. Влия ние рН на окраску растворов гумусовых кислот. Молярный коэффициент погло щения и коэффициент экстинкции, способы их расчета. Коэффициент цветности Е465/Е650. Характер спектров и Е-величины гуминовых кислот различного про исхождения. Коэффициенты экстинкции гуминовых кислот различных типов почв. Принцип метода ИКС. Важнейшие полосы поглощения в ИК-спектрах гу миновых кислот. Показатели спектральной отражательной способности почв.

Влияние органического вещества на формирование спектральной отражательной способности почв. Применение метода ядерного магнитного резонанса для изу чения строения гуминовых веществ. Спектры ЯМР гуминовых кислот.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м ра б о т № Наименование тем и разделов Всего Аудиторные Практи п/ (ча- занятия (час.), ческие п сов) в том числе работы Лек Семи ции нары Введение. Раздел 1. Гумусное со 1 14 4 стояние почв (весь раздел). Тема 1.

Практическая задача 1.

Раздел 2. Состав и строение гуми 2 21 6 новых кислот. Тема 3.

Практические работы 3, 4.

Раздел 3. Применение спектраль 3 27 2 ных методов в химии гуминовых веществ. Тема 2. Практические ра боты 2, 5, 6.

Раздел 4. Применение хроматогра 4 22 2 - фических методов в химии гуми новых кислот. Тема 4. Практиче ские работы 7, 8, 9.

I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я По представлении и проверке выполненной практической работы устный за чет (специализация «Общее почвоведение» и «Химия почв»), по окончании лек ционного курса - экзамен (специализация «Химия почв»).

V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М., МГУ, 1.

1990.

Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М., МГУ, 1974.

2.

Орлов Д.С. Химия почв. М., МГУ, 1992.

3.

Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Рос 4.

сийской Федерации. М., Наука, 1996, с. 6-66, 227-243.

Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М., МГУ, 1981.

5.

Дополнительная рекомендуемая литература:

6. Александрова Л.Н. Органическое вещество почв и процессы его трансформа ции. Л., Наука, 1980, 288 с.

7. Гуминовые вещества в биосфере. Под ред. Орлова Д.С., М., Наука, 1993, 237с.

8. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и ме тоды изучения. М., изд-во АН СССР, 1963, 314с.

9. Орлов Д.С., Милановский Е.Ю. Гель-хроматография в почвоведении – воз можности и ограничения метода. В сб.: Современные физические и химиче ские методы исследования почв. М., МГУ, 1987.

10.Орлов Д.С., Осипова Н.Н. Инфракрасные спектры почв и почвенных компо нентов. М., МГУ, 1988.

11.Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л., Наука, 1980, 222 с.

12.Степанов А.А. и др. Применение Н-ЯМР спектроскопии для характеристики гуминовых веществ. Почвоведение. 1997, 12, с. 173-177.

13.Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и пло дородии. Учение о почвенном гумусе. Сельхозгиз, 1937.

14.Варшал Г. М., Велюханова Т. К., Кощеева И. Я. Геохимическая роль гумусовых 15.кислот в миграции элементов // Гуминовые вещества в биосфере, 1993, с. 97 117.

16.Безуглова О.С., Орлов Д.С. Биогеохимия. Ростов-на-Дону, Изд-во «Феникс», 2000, 318 с.

Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ, диафиль мов, кино- и телефильмов, мультимедия и т.п. Программа Microsoft Exel Автор программы: к.б.н., ассистент Розанова М.С.

Рецензент: д.б.н., доцент Богатырев Л.Г.

ПРОГРАММЫ СПЕЦКУРСОВ ПО СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 013008 – «ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЭРОЗИИ»

«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВ Ы ЭРОЗИИ ПОЧВ»

I. Организационно-методический раздел Цель курса. Ознакомить студентов с основными положениями теории эрози онно-аккумулятивных процессов, а также закономерностями формирования и движения склоновых потоков и ветра.

Задачи курса. Дать студентам необходимые для изучения эрозионных процес сов элементы гидрологии, гидравлики, гидро- и аэромеханики, ознакомить с мо делями водной и ветрововой эрозии почв.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Изучение данного курса лекций позволяет углубить знания студентов, полученные ими ранее при изучении общефакультетского курса лекций «Эрозия и охрана почв», а также дает студентам знания в области смежных наук (гидрологии, гидравлики гидро и аэромеханики).

Требования к уровню освоения содержания курса. В результате освоения со держания курса студент должен уметь правильно оценить обоснованность тех или иных предложений в области прогнозирования и предупреждения эрозион ных процессов.

II. Содержание курса Темы и краткое содержание I. Введение. Значение изучения гидравлики, гидрологии, гидро- и аэромеха ники для специалистов в области охраны почв от эрозии.

II. Элементы гидравлики потоков. Закон неразрывности. Закон Бернулли. Ви ды течения жидкости (бурный и спокойный). Гидравлический прыжок и гидрав лический водопад. Режим течения жидкости (турбулентный и ламинарный).

Формулы Шези и Пуазейля. Формулы Маннинга и Павловского для расчета ко эффициента Шези. Распределение ско-ростей водного потока по вертикали. Со отношение донной и средней скорости потокa. Коэффициент шероховатости по верхности. Связь величин выступов шероховатости и коэффициента шерохова тости при больших и малых скоростях потока.

III. Элементы гидрологии.Баланс воды для бассейна и коэффициент стока.

Определение понятий «слой стока» и «норма стока», «объем стока» и «расход воды». Изменчивость стока. Обеспеченность гидрологической величины. Расчет объемов и максимальных расходов талого и ливневого стока заданной обеспе ченности. Расчет скорости движения воды по склону.

IV. Физика и механика водной эрозии почв. Неразмывающая и размывающая скорость потока. Вывод уравнения донной неразмывающей скорости для несвяз ных грунтов. Уравнения донной размывающей скорости для связных грунтови и почв. Вывод уравнения Мирцхулавы для расчета смыва почвы при дождях.

Транспортирующая способность потока и незаиляющая скорость, определение понятий и методы расчета. Модель WEPP. Уравнение Мирцхулавы для расчета разбрызгивания почвы дождевыми каплями и критической (неразбрызгивающей) скорости падения капель дождя. Метод экспериментального определения крити ческой скорости падения капель. Модели эрозии почв при дождях и снеготаянии, разработанные на кафедре эрозии почв.

V. Элементы физики атмосферы. Атмосфера. Состав, строение, деление на слои. Представление об общей циркуляции атмосферы. Местные ветры. Режим ветров. Роза ветров, годограф скорости, изменчивость скорости и направления ветра. Шкала Бофорта. Климати-ческий фактор в американском уравнении вет ровой эрозии (WEQ). Профиль про-дольной средней скорости на жесткой фик сированной поверхности, параметр шероховатости – физический смысл, способ определения. Турбулентность. Ин-тенсивность турбулентности;

измерение пуль саций. Связь между средними и пульсационными характеристиками воздушных потоков. Трансформация полей метеорологических величин в зависимости от шероховатости почвенной поверх-ности, наличия растительности и ее аэродина мических характеристик. Взаимо-действие воздушного потока с лесополосой.

VI. Перенос почвы ветром.Стадии дефляции, трансформации, аккумуляции, стабилизации. Критические скорости ветра для песков и почв (несдвигающая и скорость начала массового движения частиц). Методы их экспериментального определения и расчета. Эмпи-рические, полуэмпирические и экспериментально теоретические модели перено-са почвы ветром (Бэгнольда, Бочарова-Шиятого, Хейгена, Надирашвили, Ва-сильева, уравнение WEQ), работы кафедры эрозии почв в этой области.

Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы Определить вид и режим течения жидкости. Найти донную скорость потока по средней скорости, глубине и высоте выступов шероховатости русла. Рассчитать максимальные расходы талых и дождевых вод заданной обеспеченности. Рас считать скорость движения воды по склону по известной величине ее расхода.

Рассчитать донную размывающую скорость потока для почвы по известным па раметрам ее физических свойств и произрастающей на ней растительности. Оп ределить интенсивность смыва почвы при дожде по уравнению Мирцхулавы по известным параметрам дождя и свойств почвы. Рассчитать величину крити ческой (незаиляющей) скорости потока для наносов разной крупности. Обрабо тать профиль скорости ветра у поверхности почвы и найти параметр шерохова тости. Рассчи-тать критическую скорость ветра, при которой начинается ветро вая эрозия почвы.

Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу. Некоторые ос новные законы гидравлики (закон неразрывности, закон Бернул-ли). Виды тече ния жидкости (бурный и спокойный). Режимы течения жидкости (ламинарный и турбулентный). Пульсация скоростей в турбулентном потоке и ее роль в эрози онном процессе. Расчет средней скорости потока при ламинарном и турбулент ном режиме течения (формулы Шези и Пуазейля). Формулы для расчета коэф фициента Шези. Распределение скоростей потока по вертикали при турбулент ном и ламинарном движении. Шероховатость поверхности и ее количественные показатели. Баланс воды для бассейна и коэффициент стока. Расчет максималь ного расхода талого и дождевого стока заданной обеспечен-ности. Вывод урав нения донной неразмывающей скорости потока для несвязных грунтов. Уравне ния донной размывающей скорости потока для связных грунтов и почв. Вывод уравнения Мирцхулавы для расчета смыва почв при дождях. Уравнение WEPP.

Незаиляющая скорость, определение понятия и уравнения для ее расчета. Состав и строение атмосферы. Общая циркуляция атмосферы. Режим ветров. Профиль скоро сти ветра. Критические для почвы скорости ветра. Модели ветровой эрозии.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м р аб о т Аудиторные занятия Всего (час), в том числе (ча № Наименование тем и разделов Лекции Семинары сов) Введение 1 1 Элементы гидравлики потоков 2 3 Элементы гидрологии 3 6 4 Физика и механика водной эрозии почв 4 8 6 Элементы физики атмосферы 5 4 Перенос почвы ветром 6 6 4 ИТОГО 28 22 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – э к з а м е н V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Литература основная Кузнецов М.С., Глазунов Г.П., Зорина Е.Ф. – Физические основы эрозии почв.

1.

Изд-во МГУ, 1992, 95с.

Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. – Эрозия и охрана почв. Изд-во МГУ, 1996, 334с.

2.

Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. – Эрозия как основной фактор деградации почв 3.

// Деградация и охрана почв (Гл. ред. акад. Г.В.Добровольский). Изд-во Моск.

ун-та, 2002, с. 455-482.

Мирцхулава Ц.Е. – Основы физики и механики эрозии русел. Л., Гидрометео 4.

издат, 1998, 303с.

Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М., Изд-во 5.

Моск. ун-та, 1994, 455 с.

Автор– член-корреспондент РАСХН, дбн, профессор Кузнецов М.С.

Рецензенты: Балабко П.Н. – зав. кафедрой общего земледелия факультета почвоведения МГУ, дбн, профессор;

Зорина Е.Ф. – вед. научн. сотр. лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ, дгн.

«НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ»

I. Организационно-методический раздел Цель курса: Ознакомить студентов с качественными (экспертными) и количе ственными методами проектирования противоэрозионных мероприятий.

Задачи курса. Воспитание у студентов навыков в выборе необходимых проти воэрозионных мероприятий для различных природных условий, правильном расположении их в рельефе, сочетании в оптимальные противоэрозионные ком плексы.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Курс завершает подготовку специалиста в области эрозии и охраны почв. Его изучение значи тельно углубляет и конкретизирует полученные ранее знания в области проекти рования противоэрозионных мероприятий.

Требования к уровню освоения содержания курса. В результате освоения кур са студент должен уметь разработать почвоведческие разделы Генеральной схе мы, межхозяйственной схемы и проекта противоэрозионных мероприятий для районов распространения водной и ветровой эрозии.

II. Содержание курса Разделы курса. Разделы не выделены Темы и краткое содержание 1. Введение. Значение проблемы проектирования противоэрозионных меро приятий. История развития исследований в этой области в России.

2. Стадии и основные принципы проектирования противоэрозионных меро приятий.

3. Генеральная схема противоэрозионных мероприятий на область, край или республику. Основные задачи и содержание Генеральной схемы (текстовая и картографическая части). Разработка Генеральной схемы (подготовительные ра боты, полевые обследования, составление Генеральной схемы). Содержание раз делов Генеральной схемы: организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические противоэрозионные мероприятия.

4. Межхозяйственная схема и проект на отдельное хозяйство.

4.1. Проектирование организационно-хозяйственных и агротехнических меро приятий. Качественный метод. Выделение трех эрозионных фондов (по Козмен ко);

классов и категорий земель для проектирования комплекса противоэрозион ных мероприятий (по Соболеву). Группировка почв и почвозащитных мероприя тий для районов ветровой эрозии почв (по Бараеву). Количественный метод. Ис пользование эмпирических модолей потерь почвы: USLE, ВНИИЗиЗПЭ, WEQ, Шиятого и экспериментально-теоретического уравнения Мирцхулавы. Опреде ле-ние допустимых норм потерь почвы.

4.2. Виды противоэрозионных лесомелиоративных мероприятий. Размещение защитных лесных насаждений на склонах (в том числе в условиях совместного проявления водной и ветровой эрозии). Расчет расстояния между полезащитны ми и водорегулирующими полосами, в том числе в сочетании с простейшими гидротехническими мероприятиями. Конструкция лесных полос разного назна чения.

4.3. Виды противоэрозионных гидротехнических мероприятий. Простейшие гидротехнические сооружения на водосборной площади. Расчет допустимого расстояния между валами и канавами. Гидротехнические сооружения в вершине и на дне оврага, выполаживание и закрепление откосов. Террасирование скло нов.

4.4. Особенности проектирования противоэрозионных мероприятий в районах совместного проявления водной и ветровой эрозии. Противоэрозионные ком плек-сы для лесной, лесостепной и степной зон.

4.5. Проектирование мероприятий по защите почв oт ирригационной эрозии.

Расчет допустимых расходов воды в поливные борозды, длин борозд и длитель ности полива. Установление допустимой (по условию отсутствия стока) нормы полива дождеванием. Проектирование мероприятий по повышению допустимых расходов воды и допустимой нормы полива.

Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоя тельной работы. В чем сходство и отличие Генеральной схемы противоэрози онных меропри-ятий от межхозяйственной схемы и проекта на отдельное хозяй ство? Каковы критерии выделения эрозионных земельных фондов (по Козмен ко), категории и классы земель по подверженности эрозии и рекомендуемым комплексам противоэрозионных мероприятий (по Соболеву)? Как использовать модели USLE, ВНИИЗиЗПЭ, Мирцхулавы в целях проектирования противоэро зионных мероприятий? Как использовать модели WEQ и Шиятого для проекти рования противодефляционных мероприятий. Какова конструкция лесных полос разного назначения? Как рассчитать допустимые расстояния между полезащит ными и во-дорегулирующими лесными полосами (в том числе с канавой и ва лом)? Рассчи-тать допустимое расстояние между водоотводными канавами и их допустимый уклон. Рассчитать допустимое расстояние между водозадерживаю щими валами и их высоту. Рассчитать допустимый расход воды в поливную бо розду, ее длину и длительность полива.

Примерная тематика рефератов и курсовых работ. Комплексы противо эрозионных мероприятий в лесной, лесостепной и степной зонах и их место в адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Модели водной и ветровой эро зии почв и их использование при проектировании противоэрозионных меро приятий Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу. Стадии и ос новные принципы проектирования противоэрозионных мероприя-тий. Эрозион ные земельные фонды (по Козменко). Классы и категории земель по подвержен ности эрозии и рекомендуемым комплексам противоэрозионных мероприятий (по Соболеву). Количественные методы проектирования противо-эрозионных и противодефляционных мероприятий (модели USLE, ВНИИЗиЗПЭ, Мирцхулавы, WEQ, Шиятого). Виды, конструкция и размещение в рельефе лесных полос раз ного назначения. Простейшие гидротехнические противоэро-зионные сооруже ния на водосборной площади и их расчет. Вершинные и донные противоэрози онные сооружения. Террасирование склонов. Выполаживание отко-сов оврагов и их полная засыпка. Расчет допустимого расхода воды в поливную борозду, ее длины, длительности полива и допустимой поливной нормы при поливе дожде ванием.

I I I. Р а с п ре д е л е н и е ч а с о в к у рс а п о те м а м и в и д а м раб о т Аудиторные Самос занятия (час) тояте Всего льная В том числе № Наименование тем и разделов (часов) работа Лек- Семи ции нары Введение 1 3 Стадии и основные принципы 2 1 проектирования противоэрозион ных мероприятий Генеральная схема противоэро 3 6 зионных мероприятий на об ласть, край и республику Проектирование противоэрози 4 32 20 он-ных мероприятий на уровне меж-хозяйственной схемы и про екта на отдельное хозяйство ИТОГО 42 30 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – э к з а м е н V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Литература основная 1. Бараев А.И. и др. – Почвозащитное земледелие. М., 1975.

2. Брауде И.Д. – Рациональное использование эродированных серых лесных почв Нечерноземной зоны РСФСР. «Лесная промышленность», М., 1976, 72с.

3. Каштанов А.Н., Заславский М.Н. – Почвоводоохранное земледелие. М., Рос сельхозиздат, 1984, 462с.

4. Котлярова О.Г. – Ландшафтные системы земледелия Центрально черноземной зоны. Белгород, 1995, 291с.

5. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. – Эрозия и охрана почв. Изд-во МГУ, 1996, 334с.

6. Методические рекомендации по проектированию комплексов противо эрозионных мероприятий на расчетной основе. Курск, 1985, 167с.

7. Мирцхулава Ц.Е. – Методические рекомендации по прогнозу водной (дожде вой) эрозии почв, М., 1978, 61с.

8. Соболев С.С. – Защита почв от эрозии. М., Сельхозгиз, 1961, 231с.

9. Указания по составлению Генеральной схемы противоэрозионных мероприя тий на область, край и автономную республику РСФСР. М., 1971, 53с.

10. Указания по проектированию противоэрозионных мероприятий. Изд-во «Ко лос», М., 1970, 49с.

Автор: Кузнецов М.С. – зав. кафедрой эрозии почв факультета почвоведения МГУ, член-корреспондент РАСХН, дбн, профессор.

Рецензенты: Литвин Л.Ф. – вед. научн. сотр. лаборатории эрозии почв и ру словых процессов географического факультета МГУ, дгн;

Балабко П.Н. – зав.

кафедрой общего земледелия факультета почвоведения МГУ, дбн, профессор.

«МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ»

I. Организационно-методический раздел Цель спецпрактикума. Закрепление теоретических представлений о механиз мах эрозии почвы и воспитание навыков экспериментального исследования.

Задачи спецпрактикума. Ознакомление с устройством и принципом действия приборов и установок, применяемых в эрозиоведении. Обучение методам их применения в эрозионных исследованиях.

Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника. Спецпрак тикум занимает центральное место в подготовке почвоведа, специалиста в об ласти охраны почв. Он закрепляет теоретические положения о механизмах эро зии, усвоенные при изучении общего курса «Эрозия и охрана почв» и спецкурса «Физические основы эрозии почв».

Требования к уровню освоения содержания дисциплины. По освоении дисци плины студент знает устойство и принцип действия эрозионных лотков и аэро динамических труб;

приборов для измерения физических свойств почвы, пара метров потоков воздуха и воды. Он готов к самостоятельному обоснованию, ме тодическому и организационному обеспечению экспериментального исследо вания при изучении закономерностей эрозии почв.

II. Содержание дисциплины Разделы спецпрактикума. 1. Водная эрозия почв. 2. Ветровая эрозия почв. 3.

Анализ и отчетность.

Темы и краткое содержание 1. Водная эрозия почв.

1.1. Гидравлические характеристики потоков малой глубины. Постановка за дачи, подготовка оборудования и приборов. Ознакомление с устройством и принципом работы большого эрозионного лотка. Подготовка лотка к работе. Оп ределение гидравлических характеристик потока в бороздах (расход воды, живое сечение потока, периметр смоченности, средняя скорость потока). Расчет числа Рейнольда и коэффициента Шези, коэффициента шероховатости, выявление его зависимости от скорости потока.

1.2. Противоэрозионная стойкость почвы.

Определение критерия противоэрозионной стойкости почв – размывающей скорости потока. Ознакомление с принципом действия и устройством среднего эрозионного лотка. Тарирование лотка. Подготовка почв и лотка к опыту. Опре деление интенсивности смыва почвы при разных скоростях водного потока.

Анализ зависимости интенсивности смыва почвы от скорости водного потока и нахождение критической (размывающей) скорости потока. Определение величи ны донной размывающей скорости водного потока расчетным методом. Опреде ление относительной ошибки расчета размывающей скорости. Оценка противо эрозионной стойкости исследованной почвы по соответствующей классифика ции. Оценка противоэрозионной стойкости почв ускоренным методом. Поста новка задачи, подготовка оборудования. Ознакомление с устройством малого эрозионного лотка (В.Б. Гуссака). Подготовка почвы для проведения опытов.

Определение влияния расхода и температуры воды на ее размывающую способ ность. Изучение влияния пластичности почв на их противоэрозионную стой кость.

2. Ветровая эрозия почв.

2.1. Аэродинамические характеристики поверхности почвы. Измерение про филя скорости воздушного потока у почвенной поверхности и его обработка.

Нахождение параметра шероховатости для изучаемой почвенной поверхности, динамической скорости, высоты «слоя вытеснения», параметра шероховатости, касательного напряжения турбулентного трения, коэффициента аэродинамичес кого сопротивления.

2.2. Определение и расчет скорости начала массового влечения частиц вет ром. Подготовка почвы к опыту и анализ ее агрегатного состава. Определение скорости начала массового движения частиц почвы расчетным методом. Изме рение интенсивности сдувания почвы от скорости воздушного потока в лабора торной аэродинамической установке. Графический анализ полученной зависи мости и определение скорости начала массового движения частиц почвы. Сопос тавление результатов эксперимента и расчета. Оценка противоэрозионной стой кости исследованной почвы по соответствующей классификации.


3. Анализ и отчетность.

3.1. Применение ПЭВМ. Освоение методики использования табличного процессора при накоплении, первичном оформлении и анализе экспериментальных данных. Ис пользование прикладных пакетов для графического анализа и представления экспери ментальных данных.

3.1. Научный отчет. Использование текстового редактора при подготовке отчета.

Применение редактора формул. Подготовка мультимедийной презентации отчета (на учного сообщения) с использованием пользовательских пакетов программ.

Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы: Определить среднюю скорость течения воды в модельной борозде. Определить режим течения воды в модельной борозде при разных средних скоростях. Определить коэффициент Шези и коэффициент шероховатости по результатам измерения скорости потока в модельной борозде при разных уклонах поверхности. Проанализировать зави симость интенсивности смыва почвы от средней скорости потока и найти величину раз мывающей скорости потока. Рассчитать донную размывающую скорость и найти ошиб ку расчета относительно экспериментально установленной величины. Измерить про филь скорости ветра у поверхности почвы и найти параметр шероховатости почвенной поверхности. Проанализировать зависимость интенсивности выдувания почвы от сред ней скорости потока.

Примерный перечень вопросов к зачету по всем задачам спецпрактикума.

Принцип действия и устройство жидкостного микроманометра и трубки Пито-Прандтля и методика измерения профиля скорости воздушного потока. Методика измерения ско рости водного потока методами красителя, поплавков, расхода воды и живого сечения потока. Принцип действия, схема прибора и методика измерения сцепления почвы на основе вдавливанием сферического штампа. Устройство, принцип действия, параметры, назначение: а) малого эрозионного лотка (В.Б. Гуссака) и методика работы на нем;

б) большого эрозионного лотка, в) лабораторной аэродинамической эрозионной трубы и методика работы на них. Физический смысл и методика определения размывающей скорости потока и скорости начала массового движения частиц ветром.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м р аб о т № Наименование тем и разделов Всего Аудиторные Самос часов занятия (час) тояте льная В том числе работа Лек- Лабо ции ратор ные Гидравлические характеристики по 1 12 токов малой глубины Определение критерия противоэро 2 30 зионной стойкости почв – размы вающей скорости Оценка противоэрозионной стойко 3 18 сти почв ускоренным методом Аэродинамические характеристики 4 6 поверхности почвы Определение и расчет скорости на 5 18 чала массового влечения частиц вет ром Итого 84 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Большой, средний, малый эрозионные лотки, лабораторная эрозионная аэро динамическая труба, стандартное почвенное и эрозионное лабораторное обору дование;

ПЭВМ и программное обеспечение.

Литература основная 1. М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов. Эрозия и охрана почв. – М.: Изд-во МГУ, 1996. – 335 с.

2. М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов, В.Я. Григорьев. Методы изучения эрозионных процессов. – М.: Изд-во МГУ, 1986. – 103 с.

3. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П., Зорина Е.Ф. Физические основы эрозии почв. – М.: Изд-во МГУ, 1992. – 96 с.

Перечень обучающих программ и т.п.: Нет.

Авторы программы: Кузнецов Михаил Сергеевич, дбн, профессор, член корр. РАСХН, зав. кафедрой эрозии почв факультета почвоведения МГУ им.

М.В. Ломоносова, Глазунов Геннадий Павлович, кбн, доцент;

Григорьев Виктор Яковлевич, дгн, вед. научн. сотр;

Орлова Валерия Константиновна, кбн, доцент;

Есафова Елена Николаевна, ассистент;

Флёсс Андрей Дмитриевич, кбн, с.н. с.

Рецензенты: Краснов С.Ф. – с. н. с. НИ лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. Н.И. Маккавеева географического факультета МГУ, кгн;

Богаты рев Л.Г. – доцент кафедры общего почвоведения факультета почвоведения МГУ, кбн «ОВРАЖНАЯ ЭРОЗИЯ»

I. Организационно-методический раздел 1. Цель курса. Ознакомление студентов с вопросами развития. современного распространения и прогноза одного из наиболее активных эрозионных процес сов - процесса овражной эрозии.

2. Задачи курса. Обучение студентов методически грамотному подходу к оценке процесса овражной эрозии, для чего в курсе предусмотрены разделы, рас сматривающие происхождение овражной сети, существующие методы изуче-ния и оценки современной овражности, а также вопросы перспектив развития про цесса, методики ограничения или предотвращения его распространения, сопос тавление ущерба от оврагообразования со смывом почв.

3. Место курса в профессиональной подготовке. Овраги, помимо непосредст венных потерь почвенных горизонтов ухудшают условия обработки пашни, уси ливают процесс смыва. Студенты должны быть подготовлены к количественной оценке ущерба от развития оврагов в настоящее время и расчету потерь земель ных ресурсов при возможном продолжении развития процесса, а также к разра ботке природоохранных мероприятий.

4. Требования к уровню освоения содержания курса. В результате изучения курса "Овражная эрозия" студенты должны свободно ориентироваться в сле дующих вопросах:

1. Анализ причин современного распространения оврагов на территории, вы явление основных факторов развития процесса.

2. Теоретические основы изучения развития овражных форм в пределах скло нов водосборов.

3. Анализ развития оврагообразовательного процесса на территории, опреде ление "потенциала" оврагообразования.

4. Подбор комплекса противоовражных мероприятий, установление их соот ветствия природным и антропогенным предпосылкам.

II. Содержание лекционного курса 1. Введение. Понятие "овраг". Оврагообразование - один из современных не гативных рельефообразующих процессов. Ущерб, влияние на экологию.

2. Общие представления об оврагах. Место оврагов в ряду древних и совре менных линейных эрозионных форм: реки - балки - лощины - овраги - водорои ны - промоины и т.д. Размеры современной овражной сети, активность роста ов рагов в различных регионах России.

3. Происхождение оврагов. Условия возникновения линейных эрозионных форм. Водосборные бассейны, осадки, размывающие скорости. Антропогенный фактор оврагообразования. Ретроспективный анализ появления оврагов по мере расширения площадей распашки в губерниях Центра России.

4. История исследований овражной эрозии. Исследования процесса овраго образования в натурных условиях. Работы на стационарах, экспедиционные об следования территорий, первые карты оврагов. Общие закономерности разви тия, динамика. Овраг, как стадия развития рельефа. Обзор работ по физическому и математическому моделированию.

5. Основные факторы оврагообразования. Связь оврагообразования с природ ными предпосылками.

6. Овражная эрозия и смыв почвенного покрова. Общность и различие в при родных предпосылках. Сопоставление количественных характеристик и законо мерностей распространения.

7. Карты, как исходный материал для анализа степени овражного расчленения территории. Специальные карты овражности.

8. Изучение основных закономерностей развития оврагов. Натурные обследо вания овражных систем и стационарные наблюдения за процессом формирова ния оврага. Лабораторные эксперименты.

9. Классификация оврагов. Типы оврагов по особенностям их развития в пре делах склоновых водосборов долинно-балочной сети.

10. Прогноз оврагообразования. Потенциал оврагообразования и его реали зация. Определение предельных размеров овражных форм. Понятие зоны "не про-являющейся" линейной эрозии. Потенциал оврагообразования – современ ная овражность (его реализация) - прогноз. Определение потенциала в пределах балочного водосбора, в региональном плане и по территории России.

11. Расчет времени и активности оврагообразовательного процесса.

12. Существующие методы борьбы с овражной эрозией. Состав противоов раж-ных мероприятий, их характеристика, эффективность.

Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы Определение по крупномасштабным топографическим картам густоты, часто ты и плотности современной овражной сети. Определение меры связи между по казателями заовраженности территории и природными предпосылками овраго образования. Определение минимальной площади оврагообразующего водосбо ра. Количественные характеристики овражных и балочных водосборов, их кон фигурация, общая площадь. Расчет стока воды и наносов в овраге. Построение профилей "равновесия" руслового потока в овраге. Картографи-ческий анализ типов овражных врезов. Определение соотношения плотности и густоты оврагов разных типов (по существующим классификациям) на основе крупномасштаб ных топографических карт. Расчет предельных параметров овражных форм. Оп ределение максимальной длины, глубины, ширины, площади и объема оврагов, определение зоны непроявляющейся линейной эрозии на склоне. Расчет макси мальных величин плотности, густоты и частоты оврагов в пределах балочного водосбора. Расчет среднего времени развития оврагов при разных количествен ных характеристиках основных факторов оврагообразования.

Вопросы по курсу «Овражная эрозия». Овраг, как линейная эрозионная фор-ма. Определение. Отличие от других эрозионных форм. История развития учения об оврагах. Принятые классификации оврагов. Овраги донные, вершин ные, скло-новые, береговые. Методы изучения овражной эрозии. Натурные ис следования оврагов. Экспериментальные исследования. Гидрологические харак теристики по-токов в оврагах. Факторы овражной эрозии. Распространение овра гов, природные и антропогенные факторы развития овражной сети, скорости роста. Картографи-ческий метод изучения оврагов. Потенциал развития овраго образовательного процесса. Расчет потенциала овражной эрозии. Картографиро вание характе-ристик "потенциала", анализ распространения по территории. Реа лизация потен-циала в виде современной овражной сети. Овражная эрозия на урбанизированных территориях. Противоэрозионные мероприятия.


111. Распределение часов по темам и видам работ Аудиторные занятия (час) Всего В том числе № Наименование тем и разделов (часов) Семинары и Лек самостоятель ции ная работа Введение 1 1 1 Общие представления об оврагах 2 1 1 Происхождение оврагов 3 4 2 История исследований овражной эрозии 4 4 2 Основные факторы оврагообразования 5 4 2 Вопросы картографирования овражной 4 2 эрозии 7 Изучение основных закономерностей 6 4 развития оврагов 8 Классификация оврагов 8 4 9 Прогноз оврагообразования 6 4 10 Расчет времени оврагообразовательного 2 1 процесса 11 Существующие методы борьбы с ов 2 2 ражной эрозией Всего по курсу 42 25 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я - з а ч е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Литература Козменко А.С. Основы противоэрозионной мелиорации. - М., 1954. - 421 с.

1.

Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. – Эрозия и охрана почв. М., 1996, Изд-во МГУ, 2.

334 с.

Лидов В.П. Некоторые закономерности размыва в овражных системах и 3.

стадийность в развитии внутренней морфоструктуры оврагов. // Вестн.

Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. -1960. - № 4. - с. 61 - 67.

Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. - М., 1955. - 345 с.

4.

Овражная эрозия. (под ред. Чалова Р.С.). Изд-во МГУ, 1987. -167 с.

5.

Рожков А.Г. Борьба с оврагами. - М., 1981. - 200 с.

6.

Автор программы: Зорина Е.Ф. – д. г.. н., вед. н. с. лаборатории эрозии почв и русловых процессов Географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Рецензенты: Алабян А.А. – доцент кафедры гидрологии суши географиче ского факультета МГУ, к. г. н., Витязев В.Г. – доцент кафедры общего земледе лия факультета почвоведения МГУ, кбн «ДЕШИФРИРОВАНИЕ СМЫТЫХ ПОЧВ И ЭРОДИРОВАННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Цель практикума: закрепить теоретические представления о дистанционных методах в эрозиоведении и привить навыки практической работы с материалами дистанционного зондирования земной поверхности Задачи практикума:

- освоение базовых приемов и методов практической ра боты с аэро-и космическими снимками (дистанционными методами);

освоение приемов картографирования эродированных почв на основе данных аэрокосми ческих снимков и топографической основы;

освоение приемов количественного анализа эродированности территории и динамики эрозионных процессов Место курса в профессиональной подготовке выпускника: курс является клю чевым в освоении современных дистанционных методов в эрозиоведении. Он направлен на закрепление теоретических знаний, полученных при изучении кур сов «Общей геологии», «Геодезии», «Геоморфологии», «Геоботаники», «Эрозии и охраны почв» и на приобретение практических навыков работы с аэрокосмиче скими снимками. Он призван привить навыки дешифрирования степени эроди рованности почвенного покрова эрозионных форм, оценки количественных ха рактеристик эродированности и эрозионных процессов на основе теоретических представлений, усвоенных при прохождении спецкурса «Дистанционные методы и ГИС в инвентаризации и мониторинге почвенного покрова».

Требования к уровню освоения содержания практикума: студент должен уметь подобрать адекватные задачам материалы и ДМ и подготовить их к при менению для целей эрозиоведения. Он должен уметь выявить эрозионные фор мы, ареалы эродированных почв, произвести их количественный анализ с ис пользованием традиционных и ГИС технологий. Он должен способен обеспе чить выполнение научно-исследовательского проекта в области эрозиоведения.

II. Содержание практикума Приобретение навыков дешифрирования различных видов аэрокосмических снимков. Источники аэрокосмической информации для целей охраны почв от эрозии. Анализ источников эрозионной аэрокосмической информации, особен ностей ее получения, обработки и применения для научных и прикладных целей.

Ориентировка, привязка аэроснимков. Топографическое дешифрирование (выделение водных объектов, сельскохозяйственных угодий, населенных пунк тов, дорог, естественной растительности). Дешифрирование различных форм рельефа (макро-, мезо-, микро-, нанорельефа) и почв. Дешифровочные признаки:

оврагов и стадий их развития;

балок, лощин, речных долин и террас;

элементов нанорельефа пахотных земель;

гидротехнических противоэрозионных сооруже ний – обрывов, оползней, осыпей;

эоловых форм рельефа.

Освоение методики выделения границ и определения площади водосборов ручьев, ложбин стока и оврагов на контактных снимках. Ознакомление с мето дикой определения границ и площади водосборов лощин и малых рек с исполь зованием трансформированных аэрофотоснимков. Освоение методики определе ния контуров типов почв, их смытых разностей. Дешифровочные признаки раз личных типов почв. Дешифровочные признаки смытости почв. Корреляция оп тической плотности аэронегативов и содержание гумуса в верхнем горизонте почв. Дешифровочные признаки песков. Освоение методики дешифрирования сельскохозяйственных угодий. Дешифровочные признаки разных сельскохозяй ственных угодий, разных видов растительности, мелиоративных объектов, гид ротехнических сооружений, гидротехнических противоэрозионных сооружений.

Закрепление навыков картографирования ареалов смытых почв и линейных форм эрозии. Применение фотоплана (фотосхемы). Монтаж одномаршрутной фотосхемы, расчет ее среднего масштаба. Вычерчивание карты-схемы эрозион ных образований (по методике ГГИ). Визуальная оценка типа овражно-балочной сети по С.С.Соболеву. Определение морфометрических показателей линейных форм водной эрозии и ареалов смытых почв с использованием аэрофотоснимков.

Измерение длины временных и постоянных водотоков, густоты овражной и ба лочной сети. Измерение площади водосбора, площади ареалов смытых почв, площади, занятой лесом, болотами. Оценка крутизны и формы склонов, измере ние превышений между точками на местности по снимкам. Изучение динамики эрозионных процессов путем сопоставления снимков разных лет для одной и той же территории. Определение динамики количественных показателей эрозии почв (длины временных и постоянных водотоков, густоты ручейковой и овражной сети, площади ареалов почв разной степени смытости) по снимкам разных лет.

Использование космических снимков в целях изучения эрозии почв (работа со спектрозональными снимками спутника «Ландсат»). Рисовка и оценка эрозион ного расчленения территории, измерение густоты расчлененности. Проведение ландшафтного дешифрирования космических многозональных снимков, снятых в разное время года с учетом спектральных особенностей почв и других компо нентов ландшафта.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в п ра к т и к у м а п о в и д а м р а б о т Аудиторные № Наименование тем и разделов Вс занятия (час) его ча- Лек- Семи сов ции нары Приобретение навыков дешифри-рования различ 1. 10 ных видов аэро и космических снимков Закрепление навыков картографирова-ния ареалов 2. 6 смытых почв и линейных форм эрозии. Примене ние фотоплана и фотосхемы Определение морфометрических показателей ли 3. 6 нейных форм эрозии и ареалов смытых почв с ис пользова-нием аэрофотоснимков и фотоплана (фо тосхемы) Изучение динамики эрозионных про-цессов путем 4. 4 сопоставления снимков разных лет одной и той же территории Использование космических снимков в целях изу 5. 10 чения эрозии почв Итого 36 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я : з ач е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Литература Андронников В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв. М. «Колос». 1979.

1.

Афанасьев Т.В. Использование аэрометодов при картировании и исследова 2.

нии почв. Изд-во МГУ, 1965.

Брюханов А.В., Господинов Г.В., Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы в 3.

географических исследованиях. М., Изд-во МГУ. 1982.

Дешифрирование многозональных аэрокосмических сеимков. Сканирующая 4.

система «Фрагмент». Методика и результаты. Академи Ферлаг. Берлин.

Изд-во «Наука». Москва. 1988.

Зборищук Ю.Н. Дистанционные методы инвентаризации и мониторинга поч 5.

венного покрова. Часть 1, 1992. Часть 2, 1994. Изд-во МГУ.

Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Аэрокосмические исследования динамики 6.

географических явлений. Москва. Изд-во МГУ. 1991.

Кравцова В.И. Космические методы картографирования. Москва. Изд-во 7.

МГУ. 1995.

Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. Изд-во МГУ.

8.

Москва. 2000.

Методические рекомендации по применению материалов аэрофотосъемок 9.

для исследования и расчета характеристик водной эрозии почв. Л., Гидроме теоиздат. 1986.

Автор программы: Есафова Е.Н. – ассистент кафедры эрозии почв факульте та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова Рецензенты: Кравцова В.И. – доктор географических наук, в.н.с. лаборатории аэрокосмических методов географического факультета МГУ, Зборищук Ю.Н. – кбн, доцент кафедры общего почвоведения факультета почвоведения МГУ им.

М.В. Ломоносова «РЕГИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Цель курса: Ознакомление студентов с современными принципами построе ния и схемами районирования региональных типов систем противоэрозионных мероприятий.

Задачи курса: обучение студентов географическим особенностям построения противоэрозионной защиты земель;

формирование навыков разработки регио нальных систем противоэрозионных мероприятий.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Курс необходим для подготовки студента, будущего квалифицированного почвоведа, к всесто ронней оценке причин возникновения и развития эрозионных процессов в раз личных регионах и районах страны. Курс обобщает, углубляет и систематизиру ет накопленный опыт в разработке систем противоэрозионных мероприятий и особенности их региональных типов.

Требования к уровню освоения содержания курса. Студент будет способен:

самостоятельно, используя необходимую информацию (климатическую, гео морфологическую, почвенную, геоботаническую и др.), разработать систему противоэрозионных мероприятий для конкретного региона;

обосновать право мерность применения защитных средств и приемов, направленных на предот вращение эрозионных процессов, восстановление и повышение плодородия почв, вовлечение эродированных земель в рациональное хозяйственное исполь зование.

II. Содержание курса Разделы курса Введение. Географические основы защиты почв от эрозии. Региональные ти пы систем защиты почв от эрозии и районы их распространения. Заключение Темы и краткое содержание Введение. Место и значение данного курса среди других курсов. История раз вития исследований по разработке региональных систем противоэрозионных ме роприятий.

Географические основы защиты почв от эрозии. Сущность системы противо эрозионных мероприятий и ее региональных типов. Зональные особенности влияния факторов эрозии почв. Принципы и схемы районирования систем про тивоэрозионных мероприятий.

Региональные типы систем защиты почв от эрозии и районы их распростра нения: Европейский среднетаежный. Сибирский лесной и лесостепной. Волжско Уральский лесной. Балтийско-Верхневолжский лесной. Волжско-Уральский лес ной и лесостепной. Центральный лесостепной. Заволжско-Западно-Сибирский степной и лесостепной. Тувинско-Забайкальский лесной и лесостепной. Донец ко-Хоперский степной. Волго-Донской сухостепной. Восточно-Кавказско Закавказский низко- и среднегорный степной и лесостепной. Восточно Закавказский среднегорный лесной. Донбасско-Ставропольский степной. Кав казско-Черноморский и Талышский низкогорный влажносубтропический. Даль невосточный лесной. Восточно-Кавказско-Закавказский богарно-поливной. Ир ригационный равнинный. Альпийско-Субальпийский Нивальный.

Заключение. Актуальные вопросы изучения закономерностей проявления эрозионных процессов. Современные научные и практические разработки и их использование при проектировании региональных систем противоэрозионных мероприятий.

Примерная тематика курсовых работ. Виды проектирования систем проти воэрозионных мероприятий. Роль главных звеньев противоэрозионных систем в системе противоэрозионной организации территории. Мелиоративно эффектив ные и хозяйственно выгодные средства и приемы борьбы с эрозией. Достижения отечественной и зарубежной передовой агротехники в борьбе с эрозией.

Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу. Система про тивоэрозионных мероприятий и особенности ее региональных типов. Зональные особенности влияния почвенного и растительного покровов на эрозию. Ком плекс мер борьбы с эрозией в системе ведения сельского хозяйства. Общность принципов и технологических схем в разработке региональных систем противо эрозионных мероприятий. Система противоэрозионных мероприятий в Европей ском среднетаежном типа системы борьбы с эрозией. Дать сравнительную ха рактеристику эрозионной опасности районов Сибирского лесного и лесостепно го ареала. Волжско-Уральский лесной ареал и особенности систем защиты почв от эрозии в его районах. Особенности противоэрозионной системы защиты в Балтийско-Верхневолжском лесном ареале. Эрозионная опасность в районах Волжско-Уральского лесного и лесостепного ареала и его региональная система противоэрозионных мероприятий. Особенности построения региональных сис тем противоэрозионных мероприятий в районах Центрального лесостепного ареала. Дать характеристику климатических, геоморфологических, почвенных, геоботанических и хозяйственных факторов и сделать необходимый анализ ме роприятий противоэрозионной защиты для Заволжско-Западно-Сибирского степного и лесостепного ареала. Отличия и сходства условий районов Тувинско Забайкальского лесного и лесостепного ареала при районировании систем про тивоэрозионных мероприятий. Донецко-Хоперский степной ареал и система за щиты почв от эрозии на его территории. Особенности систем противоэрозион ных мероприятий на территории Волго-Донского сухостепного ареала. Сравни тельная характеристика систем противоэрозионной защиты в Восточно Кавказско-Закавказском низко- и среднегорном степном и лесостепном ареале и Восточно-Закавказском среднегорном лесном ареале. Системы противоэрозион ных мероприятий в Донбасско-Ставропольском степном ареале. Особенности систем противоэрозионных мероприятий Кавказско-Черноморского и Талыш ского низкогорного влажносубтропического ареала. Особенности построения региональных систем противоэрозионных мероприятий в районах Дальнево сточного лесного ареала. Ирригационный равнинный ареал и система защиты почв от ирригационной эрозии. Системы противоэрозионных мероприятий в Альпийско-Субальпийском ареале.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м р аб о т Аудиторные заня № Наименование тем и разделов Все- Само тия (час) в т. ч.

п/п го стоя (ча- тель сов) ная ра лек- семина бота ции ры Введение 1. 1 Географические основы защи 2. 3 ты почв от эрозии Региональные типы систем 3. 30 защиты почв от эрозии и рай оны их распространения Заключение 4. 2 Итого 36 IV. Форма итогового контроля – экзамен V. Учебно-методическое обеспечение курса Литература 1. Районирование территории СССР по основным факторам эрозии (под ред.

Д.Л. Арманда). М., 1965.

2. Региональные системы противоэрозионных мероприятий (отв. ред.

Д.Л. Арманд). М., 1972.

Иллюстративный материал на различных носителях (бумажные, магнитные, прозрачные пленки и др.).

Авторы: Кузнецов Михаил Сергеевич, чл.-корр. РАСХН, профессор, зав. ка федрой эрозии почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, Деми дов Валерий Витальевич, дбн, доцент. Кафедра эрозии почв факультета почвове дения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Рецензенты: Снакин В.В. – зав. лабораторией ландшафтной экологии Инсти тута фундаментальных проблем биологии РАН, академик РАЕН, дбн, профессор;

Балабко П.Н. – зав. кафедрой общего земледелия факультета почвоведения МГУ, дбн, профессор.

«РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВ ОЙСТВА ПОЧВ И ГРУНТОВ»

I. Организационно-методический раздел Цель курса: Ознакомление студентов с новым реологическим направлением в механике почв и грунтов, с основными реологическими их свойствами и реоло гическими процессами физико-механической и физико-химической природы, а также с методами их определения и примерами практической реализации.

Задачи курса: формирование современных (кинетических) представлений о реологии (течении) жидких и твердых тел как основ изучения реологических свойств и реологических процессов с учетом структуры и структурных связей, физико-механических и физико-химических закономерностей ползучести, дли тельной прочности, и деформации, закономерностей растворимости, набухания и усадки, липкости, пластичности, водопрочности, тиксотропности и плывунности почв и грунтов. Освоение и применение методов определения реологических свойств для оценки опасности солифлюкции, быстрых сплывов, оползней, эро зии и термоэрозии почв и грунтов.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Курс позволяет сформировать у студента целостное представление о реологических свойствах почвогрунтови реологических процессах, практической их значимости при оценке опасности негативных процессов реологической природы.

Требования к уровню освоения содержания курса. Студент должен уметь экс периментально или расчетным путем определить основные реологические свой ства почв и грунтов и грамотно их использовать для решения практических за дач.

II. Содержание курса Темы и краткое содержание.

Введение. Основные понятия и определения реологии. Значение реологии в почвоведении. Примеры реологических процессов.

2. Теоретические основы реологии.

Реологические основы текучести. Кинетическая теория течения. Теория тече ния Френкеля. Явления диффузии, самодиффузии и текучести жидкости. За-кон распределения энергии Больцмана. Энергия активации. Коэффициент диффу-зии по Френкелю. Уравнения вязкости Эйнштейна, Френкеля, Эйринга. Вязкость растворов.

Реологические основы механических свойств. Обратимые (упругие) и необра тимые (вязкие, пластичные) деформации тел. Уравнение Гука. Уравнение Нью тона. Материальные константы (модуль сдвига, коэффициент вязкости, время релаксации). Упругие деформации. Компоненты напряжения. Модуль сдвига.

Модуль растяжения (модуль Юнга). Коэффициент Пуассона. Связь модулей рас тяжения, сдвига и коэффициента Пуассона. Основные типы кривых течения.

Структурная вязкость. «Ньютоновский» и «неньютоновский» типы течения.

Уравнение Бингама. Пластичный и квазипластичный типы течения. Пре-дельное напряжение сдвига (предел упругости, предел текучести) и методы его экспери ментального определения. Тиксотропия. Сочетание упругости и текучес-ти.

Простейшие типы сочетаний упругих и вязких свойств. Максвелловская релак сация. Дифференциальные уравнения поведения тел во времени. Простей-шие механические модели.

Структура и структурные связи почв и грунтов. Структура и текстура. Струк турные связи. Взаимодействие между твердыми и жидкими компонентами. При рода сил взаимодействия. Прочность связей. Силы притяжения и отталкива-ния.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.