Zemljiste i eroziija
description
Transcript of Zemljiste i eroziija
Univerzitet u Beogradu
TEHNIČKI FAKULTET U BORU
E R O Z I J A Z E M L J I Š T A
Seminarski rad iz predmeta
ZagaĎenje i zaštita zemljišta
Profesor:
Dr Milan Antonijević
Student:
Miloš Rajić 62/09
Bor, septembar 2013.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 2
SADRŢAJ
Uvod..........................................................................................................................
3
1. Ekološki značaj zemljišta...................................................................................... 4
2. Degradacija zemljišta............................................................................................ 5
3. Oblici i kategorije erozije...................................................................................... 8
4. Uzroci erozije........................................................................................................ 12
5. Definicija erozionih područja................................................................................ 13
6. Indentifikacija erozionih područja........................................................................ 14
7. Model erozije zemljišta......................................................................................... 18
8. Primer najveće ugroženosti procesom eolske erozije na području Republike
Srbije - Vojvodina (Zapadna Bačka).........................................................................
19
8.1. Materijal i metode ………………………………………………………….. 20
8.2. Rezultati istraživanja........................................................................................ 21
8.2.1. Vetar.......................................................................................................... 22
8.2.2. Mehanički sastav zemljišta....................................................................... 22
8.2.3. Vlaga u zemljištu...................................................................................... 23
8.2.4. Potencijalni intenzitet eolske erozije........................................................ 23
9. Mere i aktivnosti u sanaciji erozije....................................................................... 26
Zaključak…………………………………………………………………………..
28
Literatura…………………………………………………………………………... 29
Prilog……………………………………………………………………………….
Popis tabela i slika………………………………………………………………….
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 3
Uvod
Pod zemljištem se podrazumeva površinski sloj zemljine kore. Nastalo je
dezintegracijom stena delovanjem klime, vode i živih organizama. Stvaranje zemljišta je spor
i dugotrajan proces (za formiranje sloja od 2,5 cm potrebno je od 300 do 1000 godina).
Zemljište proučava nauka o zemljištu koja se naziva pedologija, nastala od grčkih reči
pedon - zemljište i logos - nauka. Pedologija se bavi proučavanjem spoljnjih (egzogenih) i
unutrašnjih (endogenih) faktora i činilaca koji se odlikuju različitim morfogenetskim,
fizičkim, vodnofizičkim, minerološkim i biološkim karakteristikama.
Iako se zemljište ubraja u obnovljive resurse čovek svojim aktivnostima sve više
ugrožava zemljišni fond, pri čemu pored zagaĎivanja poseban problem predstavlja trajno
uništavanje obradivih površina različitim oblicima degradacije.
Površinski sloj zemlje je od svog postanka bio izložen delovanju atmosferskih pojava
kao što su vetar, kiša, temperaturne promene, zatim dejstvu rečnih tokova, morskih struja i
talasa. Posledica svih tih, po prirodi agresivnih pojava, je erozija.
U praksi se kao sinonim upotrebljava i termin "denudacija", što nije ispravno jer to
znači ogoljavanje.
Razlika je u tome što erozija postoji na svakom mestu, dok se ogoljavanje javlja samo
na onim mestima gde je erozionim procesima potpuno uništen opstanak bilo kakve vegetacije
i podloga je ogoljena. Površine koje su erozijom degradirane do jasno vidljivih razmera narod
naziva goletima, a laici ih obično izjednačavaju sa erozionim područjem, što je često netačno.
Geološko - pedološke i reljefne karakteristike su konstantni činioci erozije, dok je
klimatski uticaj promenljiv sa pravilnim oscilatornim ciklusima promena. Erodibilitet
zemljišta je, bez obzira da li je u pitanju plodno zemljište ili sterilni kamenjar, prirodno
svojstvo konkretne vrste zemljišta.
Ukratko, gole kompaktne eruptivne stene su najmanje erodibilne, dok su peskovi
ekstremno erodibilni. Na drugoj strani je vegetacioni pokrivač, odnosno njegova pokrovna
sposobnost, zaštitni činilac koji direktno utiče na intenzitet erozije.
Naime, vegetacija postupno stvara humusni sloj zemljišta koji je znatno otporniji na
eroziju.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 4
1. Ekološki značaj zemljišta
Zemljište je tanak rastresiti površinski sloj zemljine kore nastao dugotrajnim
uzajamnim delovanjem geološke podloge, klime i živih bića (pre svega biljaka,
mikroorganizama i gljiva). Pored vode i vazduha, zemljište je sastavni deo životne sredine.
Ubraja se u uslovno obnovljive resurse s obzirom na dugotrajne procese nastanka i razvoja.
Zemljište predstavlja složeni trofazni sistem, koji obuhvata čvrstu fazu (mineralne,
organske i organomineralne čestice), tečnu fazu (voda sa rastvorenim materijama) i gasovitu
fazu.
Zemljište se odlikuje plodnošću, odnosno prisustvom supstanci (voda, mineralne
materije, kiseonik) koje su neophodne za rast i razviće biljaka. Omogućujući primarnu
produkciju u terestričnim ekosistemima, zemljište obezbeĎuje oko 90% hrane za
čovečanstvo i iz tog razloga neophodno je održavati njegove funkcije i kvalitet. Neophodno
je pomenuti da jedanput kada se naruše funkcije i kvalitet zemljišta, njegova regeneracija
može biti veoma teška i skupa.
Tabela 1. Funkcije zemljišta
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 5
2. Degradacija zemljišta
Zemljište nastaje dugotrajnim procesom razgradnje stena delovanjem fizičkih faktora
(temperatura, led, voda) i vegetacije.
Kao rezultat razgradnje stena formiraju se:
- Nutrijenti (rastvoreni neorganski katjoni i anjoni) koje biljke koriste za metaboličke
procese,
- Seskvioksidi (oksidi aluminijuma i gvožĎa)
- Različiti oblici oksida silicijuma
- Krupnije čestice kvarca i drugih minerala
Najsitnije čestice oksida aluminijuma i gvožĎa kombinuju se sa oksidima silicijuma,
pri čemu se formira glina. Površina glinenih čestica je naelektrisana, i usled toga adsorbuje
veliku količinu vode i minerala, koje biljke mogu da koriste. Delimično razgraĎena organska
materija uginulih organizama (huminske i fulvo kiseline) vezuju se za glinene čestice
formirajući tako stabilne organo - mineralne komplekse koji, usled koloidnih svojstava, služe
kao rezervoar vode i neorganskih jona.
Stopa formiranja zemljišta izuzetno je spora (približno 1 mm tokom 200-400 godina).
Tipični profil zemljišta formira se u periodu od 2000 do 10000 godina. Proces degradacije i
gubitka zemljišta znatno je brži (čak 10 do 40 puta) od procesa formiranja novog zemljišta.
Imajući to u vidu, može se zaključiti da je zemljište uslovno obnovljiv resurs neprocenjive
vrednosti.
Erozija je proces odnošenja površinskih i dubljih slojeva zemljišta dejstvom vetra ili
oticanjem vode. Antropogeno narušavanje ekosistema u velikoj meri pospešuje eroziju
zemljišta.
Pored procesa erozije, zemljište se uništava površinskim kopovima, jalovištima
rudardsko - metalurških kompleksa ili pak deponijama komunalnog otpada. Poseban problem
predstavlja neplanska urbanizacija i neplanski razvoj saobraćajne infrastrukture u oblastima
koje se odlikuju najkvalitetnijim zemljištem.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 6
Slika 1. Satelitski snimak kolubarskih površinskih kopova
Izvor:
Slika 2. Jalovišta flotacije bakra u okolini Bora
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 7
Ovi primeri drastične degradacije zemljišta mogu se upotpuniti i znatno sporijim
procesima koji pogoršavaju hemijska, fizička i biološka svojstva zemljišnih slojeva.
Pogoršanje hemijskih svojstava zemljišta obuhvata gubitak hranljivih materija, kontaminaciju
zemljišta, acidifikaciju i salinizaciju.
Acidifikacija (zakišeljavanje) zemljišta inhibira apsorpciju fosfatnih jona, povećava
rastvorljivost toksičnih jona mangana, gvožĎa i aluminijuma a istovremeno smanjuje stopu
humifikacije. Ovi štetni efekti bitno umanjuju nivo primarne produkcije.
Salinizacija zemljišta predstavlja proces akumulacije lako rastvorljivih soli u
delovima profila zemljišta. Neadekvatna irigacija i navodnjavanje mogu ubrzati proces
salinizacije, koji je u našoj zemlji pre svega izražen u Vojvodini.
Upotreba veštačkih Ďubriva u poljoprivredi doprinosi povećanju prinosa, ali i
eutrofikaciji akvatičnih ekosistema. Imajući to u vidu, mora se naći optimalni balans upotrebe
veštačkih Ďubriva.
ZagaĎenje zemljišta potiče iz stacionarnih izvora (industrija i rudarstvo), rasutih
(poljoprivreda i divlje deponije) i pokretnih (saobraćaj). ZagaĎujuće materije zemljišta dele
se na neorganske (soli, teški metali) i organske (pesticidi, metaboliti, policiklični aromatični
ugljovodonici, polihlorovani bifenili, dioksin i tako dalje).
Kontaminacija radionukleidima koji dospevaju na površinu zemlje u vidu čvrstih
čestica i zadržavaju se na njenoj površini predstavlja ozbiljan ekološki problem. Srećom, u
našoj državi ovaj problem nije izražen.
Pogoršanje fizičkih karakteristika zemljišta obuhvata promenu ukupne poroznosti i
stvaranje pokorice u površinskom sloju zemljišta, sabijanje zemljišta uzrokovano primenom
teške mehanizacije na zemljištima, pogoršanje strukture zemljišta usled disperzije
strukturnih agregata dejstvom natrijumovih soli, zabarivanje i pojavu hidromorfizma i
aridifikaciju usled promene vodnog režima.
Pogoršanje bioloških karakteristika zemljišta obuhvata narušavanje mikrobnih
zajednica u zemljištu, narušavanje enzimske aktivnosti i biohemijskih procesa mineralizacije
i humifikacije zemljišta i pojavu patogenih organizama.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 8
3. Oblici i kategorije erozije
Erozija zemljišta je prirodan proces koji se može ubrzati nekontrolisanom sečom
šuma i pogrešnim korišćenjem zemljišta. Ubrzana erozija je veoma ozbiljan i nepovratan
proces.
Glavni oblici erozije su:
- Erozija pomeranja mase (mass movement erosion) - dešava se kada doĎe do
velikog izlivanja kiše ili prilikom zemljotresa i tada dolazi do odronjavanja
zemljišta. Sva brdovita područja pod nagibom većim od 15 stepeni su podložna
ovoj vrtsi erozije. Može doći do oštećivanja ograda, puteva, kanalizacije a
ponekad i zgrada. Ovo je najčešći oblik na brdovitim terenima.
- Fluvijana erozija - do fluvijane erozije dolazi kada voda prodire duboko u
zemljište uskim kanalima. Na brdovitim terenima ovi kanali mogu da budu vrlo
duboki i da dolazi do potkopavanja slojeva zemlje. Na ovaj način može doći i do
spiranja sedimentskoh slojeva i prodiranja vode u tokove. Ovaj način erozije ne
može da utiče na useve, ali može da utiče na stabilnost zemljišta i do otežanog
kretanja u odreĎenim regionima.
- Površinska erozija - kod ove vrste erozije vetar, zima ili mraz odvoje čestice
zemlje od površine. Ova vrsta erozije je karakteristična za bilo koju regiju
izloženu vetru i kiši.
- Erozija obale - ovo je specifična vrsta fluvijalne erozije. Nastaje kada se izvrši
nekontrolisana seča šuma na obalama, i zemljište postane nestabilno.
Razvrstavanje u kategorije se vrši prema sledećem kvalitativnom opisu erozionih
kategorija i to:
I kategorija erozije - Ekscesivna erozija
II kategorija erozije - Jaka erozija - blaži oblik od ekscesivne erozije
III kategorija erozije - Srednja erozija
IV kategorija erozije - Slaba erozija
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 9
Tabela 2. Rasponi vrednosti koeficijenta erozije (Z) po kategorijama erozije
Kategorije erozije I II III IV V
Raspon vrednosti
koeficijenta (Z) Z>1.0 0.71<Z<1.0 0.41<Z<0.7 0.25<Z<0.4 Z<0.19
Srednja vrednost
koeficijenta (Z) Z=1.25 Z=0.85 Z=0.55 Z=0.30 Z=0.10
Kvalitativni naziv
kategorije erozije ekscesivna jaka srednja slaba vrlo slaba
Izvor:
Prema karti erozije iz Vodoprivredne osnove Srbije (2012. godine, Institut za
vodoprivredu ''Jaroslav Černi'' iz Beograda) na ukupnoj površini od 88.361,0 km2 zastupljena
je erozija različitog intenziteta, što je prikazano na slici 3.
Slika 3. Zastupljenost erozije po kategorijama na području Srbije
Izvor:
Radi potpunije analize, teritorija Srbije koja je proučavana u okviru projekta
''Indikatori održivog razvoja, tema - Zemljište'' Poljoprivrednog fakulteta iz Zemuna,
podeljena je na pet regiona: Vojvodina, Zapadna Srbija, Centralna Srbija, Istočna Srbija i
Južna Srbija.
S obzirom da su vodna i eolska erozija najznačajniji faktori degradacije zemljišta,
uzimajući u obzir površine koje zahvataju navedene vrste degradacije, uraĎena je
rasprostranjenost vodne i eolske erozije po regionima Srbije kao i po kategorijama.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 10
Tabela 3. Rasprostranjenost vodne erozije u Srbiji
Izvor:
Tabela 4. Rasprostanjenost eolske erozije u Srbiji
Izvor:
Južno od Save i Dunava dominantan tip erozije je vodna erozija sa razornim bujičnim
tokovima, dok je severno - u Vojvodini dominantna eolska erozija, odnosno deflacija.
Procesi eolske erozije, javljaju se ne samo u uslovima aridne nego i u uslovima
subhumidne, pa i polustepske klime.
Površine zahvaćene eolskom erozijom rasporeĎene su u severnim delovima naše
zemlje duž velikih reka, Dunava i Tise. MeĎu ovim površinama treba pomenuti Deliblatsku,
Subotičko - Horgošku i Ramsko - Golubačku peščaru. TakoĎe, ovi procesi se javljaju i na
našim kraškim poljima, na planinskim prevojima, pa i na zemljištu težeg mehaničkog sastava
u Vojvodini, Podunavlju, Posavini, Pomoravlju i dr.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 11
Prema karti erozije vodoprivredne osnove Srbije može se zaključiti da su
najugroženija zemljišta brdsko - planinskih područja u kojima se javljaju najintenzivniji
procesi vodne erozije od I do III kategorije i oko 12500 bujičnih tokova.
Ova područja obuhvataju 2000000 ha postojećih šumskih površina i najveći deo od
1350000 ha planiranih za pošumljavanje do 2050. godine.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 12
4. Uzroci erozije
Korišćenjem zemljišta i drugih prirodnih resursa za potrebe društvenog i ekonomskog
razvoja čovek može svojim aktivnostima da naruši ili ugrozi prirodno uspostavnjenu
ravnotežu, ili da je očuva i unapredi. Zato je kao značajan antropogeni činilac erozije označen
način korišćenja zemljišta. Način korišćenja i gazdovanja zemljištem i prostorom je jedini
činilac erozije kojim čovek može da upravlja i da ga kontroliše. Neadekvatno korišćenje
zemljišta je direktno povezano sa pojavom intenziviranja erozionih procesa poznatih kao
”antopogena erozija”.
Industrijski razvoj doneo je novi vid erozionog rizika. To je rizik erozije od rudokopa,
u kojem značajno mesto zauzimaju površinski kopovi i jalovišta. Pojava industrijskih
deponija je donela novi skup rizika od erozije. Naime, industrijske deponije obuhvataju širok
spektar od deponija smeća do deponija toksičnih materija. Za razliku od klasične erozije
zemljišta, erozija deponija nosi nove rizike, jer sa erodiranim materijalom sa deponija u
vodotoke se unosi i zagaĎenje koje može biti biološko, hemijsko, a prema tome i toksično i
radioaktivno.
Slika 4. Oštećenje zemljišta na veoma erodibilnom terenu
posle samo jednog jakog pljuska usled nepravilnog načina oranja
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 13
5. Definicija erozionih područja
Termini ”erozona područja” i ”erozione zone” se najčešće poistovećuju, a ustvari
erozione zone su površine zahvaćene raznim klasama i kategorijama erozije, razvrstane
prema odgovarajućim metodama kartiranja erozionih procesa, dok su eroziona područja
površine na kojima ne mora biti razvijen proces erozije, ali koje mogu postati žarišta erozije
ukoliko se promeni neki od činilaca značajnih za razvoj erozije.
Eroziono područje je površina zemljišta koja je zahvaćena vidljivim procesima
erozije, ali i površina na kojoj nema vidljivih procesa erozije, a mogu se javiti vidljivi procesi
erozije usled promene načina korišćenja zemljišta.
Navedena definicija je suštinska i to mora biti osnovni pristup pri proglašenju
erozionih područja. Da bi se ostvarili željeni efekti mora da postoji i jedinstven pristup ili
procedura za definisanje intenziteta erozije, erodibileta i identifikaciju erozionog područja.
Definicija erozionog područja u praksi može imati više stepena detaljnosti, u
zavisnosti od željene namene. U stvari erozija je fenomen koji deluje na celokupnoj zemljinoj
površini i moguće ga je posmatrati na različitim nivoima: na globalnom nivou, na nivou
države, pokrajine, opštine, sve do nivoa parcele. Na svakoj od navedenih teritorijalnih
jedinica moguće je odrediti erozine zone.
Eroziona područja postoje u svakoj opštini, čak i ravničarskoj. To nisu samo površine
zahvaćene jakim i golim okom vidljivim procesima erozije, već i površine na kojima
promena načina korišćenja zemljišta može prouzrokovati pojavu ili intenziviranje erozionih
procesa.
Površine zemljišta zahvaćene vidljivim erozionim procesima nije teško okularno
identifikovati jer su svakom laiku jasno vidljive. Upravo to nameće potrebu utvrĎivanja
izrazito erodibilne površine u smislu zakonske odredbe o proglašenju erozionih područja.
MeĎutim, kada je u pitanju identifikacija gradacije intenziteta erozije, kao i
potencijalnih erozionih procesa, jedino je ispravan analitički pristup.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 14
6. Indentifikacija erozionih područja
Za identifikaciju erozionih područja neophodno je izvršiti kartiranje erozionih procesa
za celu teritoriju zemlje. Procedura identifikacije erozionih područja je analitički proces
obrade sledećih podloga:
- meteoroških i klimatoloških podloga
- analize reljefa
- površinske zastupljenosti geološkopedološke podloge
- površinske zastupljenosti načina korišćenja površina
- površinske zastupljenosti uočenih erozionih procesa.
Sve analitičke metode obuhvataju navedene ulazne podloge od kojih svaka ima jasno
odreĎenu proceduru obrade, izradu karata erozije i izračunavanje numeričkih pokazatelja.
S’obzirom na prirodne karakteristike reljefa u Jugoslaviji (pretežno brdskoplaninskog) za
identifikaciju erozionih područja izabrana je ”Metoda potencijala erozije”, kao standardna
metoda.
Metod potencijala erozije (MPE) nastao je na osnovu razvoja metode kvantitavne
klasifikacije erozije (MKKE). Svi finalni proračuni metodom potencijala erozije bazirani su
na podacima koji se formiraju procedurom obrade "karte erozije" izraĎene prema propisanim
procedurama "metode kvantitativne klasifikacije erozije".
Osnovna veličina kojom se, metodom kvantitativne klasifikacije erozije, definiše
intenzitet erozije je koeficijent erozije (Z). Kako je erozija fenomen koji se javlja na
celokupnoj površini, najracionalnija slika površinske zastupljenosti erozije je putem
kartografskog prikaza, odnosno putem "karte erozije". U proceduri izrade karte erozije
potrebno je izvršiti istraživanja i proračune kojima će se utvrditi i kartografski prikazati
površine sa istim koeficijentima erozije (Z).
Metoda je prilagoĎena savremenoj kompjuterskoj obradi karata GIS alatima, a za
slučaj manuelnog rada potrebno je da se sve potrebne kartografske podloge izrade na
providnom materijalu.
Preklapanjem ovih karata izraĎuje se posebna kompozitna karta na kojoj se formiraju
površine sa identičnim vrednostima koeficijenata.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 15
Za svaku od tih površina utvrĎuje se srednji nagib terena i svi ti podaci predstavljaju
ulazne vrednosti za izračunavanje koeficijenta erozije (Z) prema sledećem obrascu:
)( IYaXZ
gde je:
X - koeficijent načina korišćenja zemljišta
a - koeficijent antierozionog ureĎenja površine
Y - koeficijent otpora zemljišta na eroziju
φ - koeficijent uočenog procesa erozije
I - srednji pad površine za koju se izračunava koeficijent erozije.
Podaci o površinskoj zastupljenosti erozije, definisane navedenom metodom, polazna
su osnova za proračun produkcije i transporta nanosa sa slivnog područja. Ti podaci su
omogućili razvoj novih načina proračuna transporta nanosa.
Specifična produkcija, odnosno modul produkcije erozionih nanosa, (Wsp) izračunava
se po obrascu:
ZHTWsp3
m³/km² god
gde je:
T - temperaturni koeficijent
H - srednjegodišnja suma padavina
Z - koeficijent erozije
U praksi često postoji shvatanje da je kartirana kategorija erozionog procesa identična
sa produkcijom nanosa. S obzirom da je klimatski činilac taj koji je promenjljiv,svako
područje ima svoje karakteristične vrednosti produkcije nanosa koje variraju u širokom
dijapazonu vrednosti što je prikazano na slikama 5 i 6.
Na slikama je prikazana zavisnost modula produkcije nanosa za najjače i vrlo slabe
erozione procese. Već i letimičan pogled na grafikone na slikama 5 i 6 ukazuje da produkcija
erozionih nanosa može biti ista u slučaju ekscesivne i vrlo slabe erozije, odnosno da
kvalitativni vid erozije nije identičan sa kvantitetom.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 16
Slika 5. Moduli produkcije nanosa u funkciji temperature i padavina za ekscesivnu
Izvor:
Slika 6. Moduli produkcije nanosa u funkciji temperature i padavina za vrlo slabu eroziju
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 17
Slika 7. Područje ekscesivne erozije u Severnoj Africi (Libija)
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 18
7. Model erozije zemljišta
Model erozije zemljišta zasnovan na izračunavanju modula produkcije erozionih
nanosa (Wsp). Spečificna produkcija, odnosno modul produkcije erozionih nanosa
izračunava se po obrascu:
ZHTWsp3
m³/km² god
pri čemu je:
T - temperaturni koeficijent
H - srednje godišnja suma padavina
Z - koeficijent erozije
Slika 8. Matematički model u Matlab
Izvor:
Parametri simulacije:
T = promenjiva
H = SGSP = 1.09
π = 3,14
Z = 0,41
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 19
8. Primer najveće ugroţenosti procesom eolske erozije na području Republike
Srbije - Vojvodina (Zapadna Bačka)
Prostranstvo vojvoĎanske ravnice ugroženo je vetrovima različitog intenziteta i
pravaca koji premeštaju čestice zemljišta sa nezaštićenih poljoprivrednih površina, zasipaju
kanalsku mrežu, komunikacije, naselja i druge površine, i na taj način čine neprocenjive štete
poljoprivredi, vodoprivredi, urbanizmu, životnoj sredini i dr.
Ovi procesi su naročito razvijeni u zapadnom delu Bačke, gde su dominantni severni i
severozapadni vetrovi, naročito u zimsko-proletnjem i jesenjem periodu kad su
poljoprivredne površine uglavnom bez zaštite.
U ovom delu seminarskog rada analiziran je prostor opštine Apatin, kao tipičnog
predstavnika zapadne Bačke, gde su obraĎivani relevantni parametri sa ciljem da se utvrdi
stepen ugroženosti zemljišta eolskom erozijom, u zavisnosti od načina njegovog korišćenja,
odnosno, stanja zaštitnog pokrivača.
Područje opštine Apatin nalazi se u centralnom delu zapadne Bačke i zauzima
površinu od 34956 ha, od čega 72,27% poljoprivredne površine, od čega su: oranice 63,98%,
voćnjaci i vinogradi 0,81%, livade 0,91%, pašnjaci 4,95% i trstici i bare 1,61%. Šume i
šumsko zemljište zauzimaju 15,07 % i neplodno zemljište 12,66%. Kako su na prostoru ove
opštine oranične površine zastupljene sa preko 60%, to se nepovoljna situacija, sa aspekta
erozije vetrom, javlja na većem delu teritorije.
Slika 9. Eolska erozija u Vojvodini
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 20
Veliko učešće oranica, koje su tokom godine delimično ili potpuno bez vegetacije,
uništavanje zaštitnog zelenila, način organizacije teritorije i savremena agrotehnika pospešuju
razvoj deflacionih procesa na ovom području
8.1. Materijal i metode
Ravničarski reljef istraživanog prostora poseduje karakteristične osobenosti koje
pogoduju razvoju eolskih procesa, a odnose se na stepen vlažnosti, formiranje više tipova
zemljišta, ali i izloženosti štetnim vetrovima.
Prema raspoloživim podacima, na području opštine Apatin izdvojeni su sledeći
geomorfološki elementi: lesna terasa i aluvijalana ravan, s tim što aluvijalna ravan Dunava
ima tri nivoa: najviši-aluvijalnu terasu, srednji-aluvijalnu ravan i najniži-inudacionu ravan.
Ove celine se svakako razlikuju po uslovima za razvoj procesa deflacije i kreću se od
vlažnih površina uz Dunav, do veoma suvih na lesnoj terasi i lesnim zaravnima.
Slika 10. Geomorfološke celine opštine Apatin
Izvor:
Na matičnom supstratu lesu i aluvijalnim naslagama formirano je više tipova
zemljišta, i to: černozem i livadska crnica, koje se nalaze na najvišim delovima lesne terase,
ritska crnica - vezana za aluvijalnu ravan i njen kontakt sa najnižim delom lesne terase,
slatine se javljaju na lokalnim depresijama na lesnoj terasi, a aluvijalno zemljište se javlja na
samoj aluvijalnoj ravni Dunava.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 21
U takvim uslovima, niže delove inudacione ravni Dunava i oko bara i kanala
naseljava barska i travna vegetacija.
Na nešto višim terenima nalazi se zajednica močvarnih livada, a najviše delove
inudacione ravni i aluvijalnu terasu naseljavaju livade i šume.
MeĎutim, sa aspekta razvoja eolske erozije, najveći problem su oranične površine
(60%) sa ratarskim i dr. kulturama koje u proleće i jesen ne štite površinu tla od štetnih
vetrova.
Pošto na području opštine Apatin ne postoje odgovarajuća istraživanja intenziteta
eolske erozije, predložen je model empirijske procene čiji izraz glasi:
Ep = 22,02 - 0,76 P- 1,67 V + 2,64 R.
Navedeni matematički model definiše potencijani intenzitet eolske erozije Ep-g/m², na
osnovu eksperimentalno utvrĎenih empirijskih konstanti, gde su P - količina neerodibilnih
(>0,8 mm) čestica (%), V - relativna vlaga zemljišta (%), R- brzina vetra pri tlu (m/s).
gde su: En- količina eolskog nanosa kg/m, e - prirodni broj, A i V - koeficijenti regresije, S>u
- sekundni proticaj vazduha m/s. Ova jednačina tarirana je na prosečni dijametar B=0,20 mm
i brzinu vetra, neposredno iznad tla, veću od Vmin = 3,00 m/s.
8.2. Rezultati istraţivanja
Primenom matematičkih modela PASAK i IVEP izvršena je empirijska procena
potencijalnog intenziteta eolske erozije na području opštine Apatin.
Za potrebe usvojenih modela koristili su se raspoloživi podaci o klimi, zemljištu,
vegetacionom pokrivaču i dr., a neki od njih posebno se ističu.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 22
8.2.1. Vetar
Vazdušna strujanja su osnovni činilac koji pokreće i premešta čestice zemljišta, a na
istraživanom prostoru definisan je svojom severnom, odnosno, severozapadnom
komponentom, kako po brzini tako i po čestini.
Tabela 5. Godišnji tok trajanja jakih vetrova (>12,3 m/s) i njihovih brzina, HMS Sombor
Mesec I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII GOD
Brzina m/s 5.90 8.73 7.63 5.29 6.15 6.64 6.03 7.01 5.90 8.36 5.90 5.90 6.62
Trajanje dan 1.1 1.2 4.0 3.0 2.4 2.1 1.6 1.5 1.0 1.1 2.0 1.2 22.2
Izvor:
Podaci o vetru uzeti su iz HMS „Sombor“, s tim što su vrednosti brzine merene na
10,0 m visine redukovane na visinu 0,05 m, kako zahtevaju primenjeni modeli za procenu
intenziteta eolske erozije. Prema tim podacima olujni vetrovi sa severa i severozapada
javljaju se u proseku 22,2 dana i formiraju veoma izražen zimsko-proletnji i znatno slabiji
jesenji vetroerozioni period.
MeĎutim, iako su ovi vetrovi u toku jeseni sa znatno kraćim vremenom trajanja, nisu
ništa manje štetni, jer se odlikuju velikim brzinama u uslovima najmanjeg sadržaja vlage u
zemljištu.
8.2.2. Mehanički sastav zemljišta
Parametar koji definiše granicu pokretljivosti čestica, odnosno, stepen erodibilnosti
zemljišta, a samim tim i intenzitet procesa deflacije. Prema usvojenoj metodologiji,
erodibilno je ono zemljište u čiji sastav ulaze čestice manje od 0,8 mm. Na osnovu
raspoloživih podataka, ustanovljeno je da preovlaĎujući černozemi istraživanog područja
sadrže u proseku oko 1,00% neerodibilnih čestica, ritske i livadske crnice 7,24%, a aluvijalna
zemljišta 8,10 %.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 23
8.2.3. Vlaga u zemljištu
Veoma značajan parametar koji utiče na koheziono povezivanje čestica zemljišta i
njihovo suprotstavljanje agresivnom delovanju vetra je vlaga u zemljištu. Na osnovu
istraživanja i podataka iz literature, na prostoru Apatina ustanovljen je sadržaj vlage po
tipovima zemljišta i po mesecima.
Iz navedenih podataka može se konstatovati da je černozem najsuvlje zemljište, sa
pojavom maksimuma u februaru, a da su aluvijalna zemljišta najvlažnija sa veoma visokim
sadržajem vlage u periodu januar-maj. Ritske crnice se po sadržaju vlage nalaze izmeĎu
navedenih tipova zemljišta i sa maksimumom u maju mesecu
Tabela 6. Sadržaj vlage u zemljištu (%)
Vrsta zem./mes. I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
ČERNOZEM 11.77 14.98 11.78 13.91 11.75 8.56 6.42 5.35 3.21 6.42 4.28 8.56
R. CRNICA 12.21 15.87 10.99 14.65 18.32 9.75 7.33 6.11 4.88 7.33 4.88 9.77
ALUVIJALNO 23.04 27.65 23.05 23.04 23.03 18.41 13.83 18.42 18.43 13.83 9.22 18.44
Izvor:
8.2.4. Potencijalni intenzitet eolske erozije
Moguća ili očekivana količina eolskog nanosa na području Apatina utvrĎena je
empirijski na osnovu predhodno utvrĎenih parametara klime, podloge i vegetacije i prikazana
je u tabeli i na grafikonu.
Prema dobijenim podacima černozemi su veoma ugrožen tip zemljišta u ovom delu
Vojvodine, sa mesečnim intenzitetom koji varira izmeĎu 0,14 i 0,31 t/ha (PASAK), odnosno,
od 6 do 28,6 t/ha (IVEP), sa maksimumom u martu i oktobru (grafikon 1a). Drugi po
ugroženosti su crnice, livadska i ritska, kod kojih mesečni intenziteti iznose 0,035-0,265 t/ha
(PASAK), a po IVEP-u, slično kao kod černozema, od 6 do 28,6 6 t/ha (grafikon 1b).
Aluvijalna zemljišta su najmanje ugrožena i njihovi mesečni intenziteti variraju od 0,00 do
0,08 t/ha (PASAK), sa izostankom deflacije u vlažnom periodu januar-maj, odnosno, od 2,2
do 16 t/ha (IVEP), sa pojavom maksimuma u martu i oktobru (grafikon 1c).
Potencijalni intenziteti eolske erozije na istraživanom području, u vegetacionom
periodu (april-septembar) značajno se redukuje usled zaštitnog efekta vegetacije koja
smanjuje brzinu vetra i kao prekrivka štiti čestice tla.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 24
Prema nekim istraživanjima, šuma maksimalno redukuje proces delacije na 0,3
t/ha/god., travne formacije na 0,6 t/ha/god. Zaštitni efekat ratarskih kultura je blizak travnim
ekosistemima pa su potencijalni intenziteti erozije vetrom značajno redukovani u periodu
vegetacije. Njihove vrednosi kod černozema se kreću od 0,021-0,090 t/ha/mes, kod crnice od
0,027-0,090 t/ha/mes i kod aluvijalnih zemljišta od 0,024-0,072 t/ha/mes.
Tabela 7. Potencijalni intenzitet - količina eolskog nanosa za pojedine tipove zemljišta Apatin
Izvor:
Na osnovu podataka o geomorfološkim i pedološkim karakteristikama zemljišta kao
odlikama vegetacije istraživanog područja, u datim klimatskim uslovima, izvedene su
prosečne vrednosti potencijalnog intenziteta eolske erozije i prikazane kao potencijalna
godišnja količina eolskog nanosa za oba modela.
Tabela 8. Godišnje vrednosti potencijalnih količina eolskog nanosa, Apatin
Tip zemljišta km % PASAK En (t/ha) IVEP En (t/ha)
Černozem 140.01 40.12 2.88 88.4
Ritska crnica i livadska crnica 81.85 23.45 2.04 80.0
Aluvijalno zemljište 102.55 29.38 0.45 42.3
Močvarno glejno 5.44 1.56 - -
Solonjec 13.15 3.77 - -
ukupno 343.00 98.28 5.37 210.7
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 25
Grafikon 1. Količina (potencijalna) eolskog nanosa: a) černozem, b) ritska crnica,
c) aluvijalno zemljište
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 26
9. Mere i aktivnosti u sanaciji erozije
Kao što nepravilan način korišćenja zemljišta može izazvati intenziviranje erozije,
tako isto je moguće promenom načina korišćenja ublažiti intenzitet erozije. Kako na mnogim
mestima nije moguće ublažiti eroziju promenom načina korišćenja zemljišta, razvijeni su
brojni metodi i postupci za sanaciju erozionih procesa.
Slika 11. Karta erozije Srbije
Izvor:
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 27
Načini sprečavanja zagaĎivanja zemlišta i zaštita zemljišta od erozije:
- UvoĎenje zelenih tehnologija
- Prelazak na organsku poljoprivredu
- Fitoremedacija (korišćenje biljaka hiperakumulatora teških metala)
- Redukcija obrade zemljišta tj. smanjenja dubine oranja
- Smanjenje broja prelaza preko površine zemljišta
- Upotreba savremenih mašina (sa većom snagom i efikasnošću pa se smanjuje broj
prelaza)
- Menjanje sistema za navodnjavanje, održavanje drenažnog sistema
- Prostorno planiranje
- Revitalizacija i rekultivacija
- Šumarsko - poljoprivredni sistem
Kako se svi radovi i mere za sanaciju erozije vrše na zemljištu koje je nečije
vlasništvo i koje neko koristi, svaka intervencija zadire u prava vlasnika ili korisnika
zemljišta.
MeĎutim, kako je zemljište resurs koji se polako stvara a lako razara, to je obaveza
čuvanja i unapreĎivanja proizvodonog potencijala zemljišta za buduće generacije od primarne
važnosti. Zakonom se moraju obavezati korisnici zemljišta da sprovode antierozione mere ili
dopuste da se na teško erodiranom zemljištu izvedu neophodni radovi. IzvoĎenje
antierozionih radova zahteva detaljnu analizu stanja erozije zemljišta i identifikaciju
erozionih područja.
Za realizaciju ovog zadatka treba da se prethodno utvrde kriterijumi koji, osim
stručnih, moraju da imaju zakonsku osnovu. U nauci o eroziji ostvaren je značajan napredak,
jer je to uslov za ekonomski i društveni razvoj. Erozioni procesi direktno utiču na gubitke u
poljoprivredi, šumarstvu, a posredno na ukupnu ekonomiju svake zemlje.
Kao što se iz izloženog može zaključiti, sanacija erozionih procesa obuhvata široki
spektar aktivnosti.
Svaka od ovih aktivnosti zaslužuje posebnu pažnju, ne samo sa aspekta ostvarivanja
konkretnih mera zaštite zemljišta i sanacije erozije, već i sa aspekta integralnog upravljanja
prirodnim resursima (zemljištem, vodama, ekosistemom i drugim).
Identifikacija erozionih područja je jedna od aktivnosti koja ima prioritet u planiranju
antierozionih radova i mera i proceni efekata na okruženje.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 28
Zaključak
Erozija zemljišta je prirodni fenomen prisutan na celokupnoj površini zemljišta, na
čiji intenzitet direktan uticaj imaju ljudske aktivnosti i to kako u negativnom tako i
upozitivnom smislu.
Borba sa erozijom i bujičnim tokovima je posebna stručna oblast koja je doživela
ekspanziju tokom poslednjih sto godina, jer je to period aktivne urbanizacije, izgradnje
infrastrukture i intenzivnog razvoja poljoprivrede i industrije.
Shodno tome razvijene su posebne specijalnosti za borbu sa bujičnim tokovima i
erozijom, što je u našoj zemlji do 1965.godine bilo organizovano u okviru posebne Direkcije
za ureĎenje bujica i eroziju, a posle je cela aktivnost organizovana u okviru vodoprivrede.
Sanacija erozijom oštećenih zemljišta vrši se kombinacijom tehničkih i biotehničkih
radova, ali i posebnim vidom borbe sa erozijom, odnosno putem administrativnih obaveza,
zabrana i ograničenja prava korisnika zemljišta o slobodnom izboru načina korišćenja
zemljišta. Uz ostale vidove borbe sa erozijom, ovaj vid je primenjen kod nas pre pedeset
godina i dao je izvanredne rezultate.
Administrativne antierozione mere primenjuju se samo na onim područjima koja su
prethodno proglašena ”erozionim područjem”. To nije samo administrativni termin već je to
područje na kojem su erozioni procesi u labilnoj ravnoteži i nepravilno korišćenje može
prouzrokovati naglo intenziviranje erozionih procesa.
Zbog toga je neophodno identifikovati eroziona područja. To je složen posao koji
zahteva analitičku obradu brojnih podataka na odreĎenim prostorima. Veći deo podataka se
odnosi na druge oblasti (hidrologija, ureĎenje i gazdovanje vodotokovima, planiranje prostora
i drugo), pa je zato značaj identifikacije erozionih područja posao koji prethodi bilo kojem
strateškom projektu lokalnom ili globalnom. Izložena procedura za identifikaciju erozionih
područja, primenjuje se sa uspehom u našoj inženjerskoj praksi.
Nažalost, ima još prostora na teritoriji republike na kojima identifikacija erozionih
područja nije uraĎena.
Erozija zemljišta Miloš Rajić 62/09
Seminarski rad 29
Literatura
Metodologija za izradu planova za proglašenje erozionih područja Institut "Jaroslav Černi",
Beograd 1998.
Gavrilović Z.: Metodologija za izradu i voĎenje katastra bujičnih tokova Institut "Jaroslav
Černi", Beograd 1995.
Identifikacija erozionih podrucja, Zoran Gavrilović, Milutin Stefanović, Milivoje Brajković,
Duško Isaković, Institut "Jaroslav Černi", Beograd, 2006.
Plećević, mr LJ. (2008): „ Kontrola kvaliteta životne sredine“, skripta , Visoka tehnološka
škola strukovnih studija – AranĎelovac
Jovanović, dr M. P. (2004): Priručnik za pripremu prijemnog ispita iz životne sredine, Visoka
tehnološka škola strukovnih studija – AranĎelovac