Моделирование 3D-изменений рельефа местности вследствие склоновой эрозии

Геодинамические исследования
УДК: 
528.537.556
DOI: 
10.22389/0016-7126-2023-993-3-35-42
1 Лурье И.К.
2 Лурье М.В.
Год: 
2023
№: 
3
993
Страницы: 
35-42

Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга МГУ имени М.В. Ломоносова

1, 

Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина

2, 
Аннотация:
В статье приведены математическая модель и алгоритм расчета 3D-изменений рельефа местности вследствие процессов склоновой эрозии. Алгоритм базируется на феноменологическом законе склоновой эрозии, согласно которому интенсивность перемещения продуктов эрозии вдоль склона пропорциональна модулю вектора градиента высоты склона и обратна по направлению. На основании феноменологического закона и уравнения материального баланса продуктов эрозии в точках склона произвольной конфигурации строится математическая модель изменения рельефа местности, позволяющая рассчитать рельеф в произвольный момент времени по его форме в начальный момент путем решения начально-краевой задачи. Сопоставление результатов решения такой задачи с данными картографического мониторинга даст возможность установить связь коэффициента склоновой эрозии с типом грунтов, растительным покровом и метеорологическими условиями, в которых находится рассматриваемая местность, а затем спрогнозировать изменения рельефа на будущее. Приведена конечно-разностная численная схема алгоритма, приспособленная для практических расчетов в целях картографирования. Даны иллюстративные, но типичные примеры работы предлагаемой теории.

Список литературы: 
1.   Бобровицкая Н. Н. Изучение смыва почвы со склонов // Тр. Гос. гидрологического института. – 1974. – Вып. 20. – С. 22–30.
2.   Дедков А. П., Мозжерин В. И. Эрозия и сток наносов на Земле – Казань: Изд-во Казанского университета, – 1984. – 264 c.
3.   Заславский М. Н. Эрозиоведение – М.: Высшая школа, – 1983. – 320 c.
4.   Заславский М. Н. Эрозия почв – М.: Мысль, – 1979. – 245 c.
5.   Краснов С. Ф., Ларионов Г. А., Литвин Л. Ф. Современное развитие идей Н. Н. Макавеева о механизмах эрозии на склонах // Геоморфология. – 2008. – № 3. – С. 14–22. DOI: 10.15356/0435-4281-2008-3-14-22.
6.   Лурье И. К., Лурье М. В. Моделирование изменений форм рельефа местности за счет эрозии почвенного покрова // Геоинформатика. – 2010. – № 4. – С. 28–32.
7.   Лурье И. К., Сакиркина М. А. Прогнозное картографирование изменения рельефа местности, вызванного процессами склоновой эрозии // Геоинформатика. – 2013. – № 3. – С. 28–32.
8.   Маккавеев Н. И. Русло реки и эрозия в ее бассейне – М.: Изд-во АН СССР, – 1955. – 347 c.
9.   Основы эрозио- и русловедения (теоретические, экологические и методические аспекты) / Под ред. проф. Р. С. Чалова. – М.: ПринтКов, – 2020. – 155 c.
10.   Светличный А. А., Черный С. Г., Швебс Г. И. Эрозиоведение: теоретические и прикладные аспекты – Сумы: Университетская книга, – 2004. – 410 c.
11.   Седов Л. И. Механика сплошной среды – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, – 1973. – Т. 1. – 536 c.
12.   Сурмач Г. П. Водная эрозия и борьба с ней – Л.: Гидрометеоиздат, – 1976. – 254 c.
13.   Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики – М.: Наука, – 1966. – 724 c.
14.   Хортон Р. Эрозионное развитие рек и водо-сборных бассейнов / Пер. с англ. Д. Л. Арманд, В. А. Троицкого. – М.: Гос. изд-во иностранной лит-ры, – 1948. – 159 c.
15.   Чалов Р. С. Русловые процессы (русловедение) – М.: ИНФРА-М, – 2016. – 569 c.
16.   Renard K. G., Foster G. R., Weesies G. A., McCool D. K., Yoder D. C. (1997) Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the revised universal soil loss equation (RUSLE). Agric. Handbook, 703. USDA, Washington DC 265 p.
17.   Wishmeier W. H., Smith D. D. (1965) Predicting rainfall erosion losses cropland east of the Rocky Mountains. Agric. Handbook, 282. USDA, Washington DC 48 p.
18.   Wishmeier W. H., Smith D. D. (1978) Prediction rainfall erosion losses – a guide to conservation planning. Agric. Handbook, 537. USDA, Washington DC 54 p.
19.   Zingg A. W. (1972) Degree and length of land slope as it affects soil loss in runoff // Journal of Agricultural Engineering. 21, 2, pp. 59–64.
Образец цитирования:
Лурье И.К., 
Лурье М.В., 
Моделирование 3D-изменений рельефа местности вследствие склоновой эрозии // Геодезия и картография. – 2023. – № 3. – С. 35-42. DOI: 10.22389/0016-7126-2023-993-3-35-42
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 23.01.2023
Принята к публикации: 27.03.2023
Опубликована: 20.04.2023

Содержание номера

2023 март DOI:
10.22389/0016-7126-2023-993-3