Ерозійна здатність опадів як кліматичний чинник прояву водної ерозії ґрунтового покриву у паркових і лісопаркових насадженнях Львова
Анотація
Проаналізовано загальні підходи до моделювання водної ерозії ґрунтового покриву у ґрунтознавстві та гідрології із використанням багаточисельних рівнянь, зокрема RUSLE (англ. Revised Universal Soil Loss Equation), які базуються на аналізі кліматичних умов (ерозійної здатності опадів), ерозійної піддатливості ґрунту, рельєфу місцевості, рослинного покриву і меліоративних заходів. Відзначено, що коефіцієнт ерозійності опадів (R-фактор) є функцією кінетичної енергії та інтенсивності опадів. Наведено результати досліджень ерозійності опадів на підставі плювіограм за формулою Станеску, яка базується на інформації про максимальну 15-хвилинну інтенсивність дощів. З'ясовано, що для визначення ерозійної здатності опадів широко використовують лінійні, степеневі або експоненціальні математичні рівняння, де як аргумент є місячні та річні суми опадів. Застосовано понад 50 формул для визначення ерозійної здатності опадів в умовах Львова на підставі метеорологічних даних за 1990-2024 роки. Встановлено, що більшість математичних виразів не підходять для умов Львова, оскільки істотно відрізняються кліматичними параметрами, на підставі яких їх було розроблено. Досліджено, що у Львові в середньому випадає 760 мм опадів за рік, більша частина яких припадає на період з травня по вересень; мінімальна річна кількість опадів (582 мм) була в посушливий 1995 рік, коли в липні випало всього 10 мм опадів; понад 900 мм опадів було зафіксовано в 1998, 2001 та 2010 роках. Виконано підбір формули для визначення ерозійної здатності опадів в умовах Львова на підставі просторового розподілу значень цього показника на території Польщі та ЄС. Застосовано формулу Марцинковського, яку розроблено на підставі кліматичних параметрів Польщі. Встановлено, що середнє значення ерозійної здатності опадів в умовах Львова становить 715 МДж×мм×га–1×год–1×рік–1, а середнє квадратичне відхилення – 101 МДж×мм×га–1×год–1×рік–1; мінімальне значення ерозійності опадів – 537 МДж×мм×га−1×год−1×рік−1 – зафіксовано у посушливому 1995 р., а максимальне – 949 МДж×мм×га−1×год−1×рік−1 – у 2001 році. Запропоновано додатково п'ять апроксимуючих функцій для обчислення ерозійної здатності опадів в умовах Львова з метою порівняльної оцінки параметрів лінійних і степеневих функцій. Встановлено, що функції на підставі модифікованого індексу Фурньє MFI характеризуються меншою точністю апроксимації.
Завантаження
Посилання
Angulo-Martínez, M., & Beguería, S. (2009). Estimating rainfall erosivity from daily precipitation records: a comparison among methods using data from the Ebro Basin (NE Spain). Journal of Hydrology, 379(1), 111–121. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.09.051
Antal, J., Maderkova, L., Cimo, J., & Drgonova, K. (2015). Analyses of calculation methods for determination of rain erosivity for Slovak Republic. Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus, 14(4), 5–14. https://doi.org/10.15576/ASP.FC/2015.14.4.5
Balyuk, S. A., Medvedev, V. V., Tararik, O. G., et. al. (2010). National report on the state of soil fertility in Ukraine. Kyiv: Ministry of Agrarian Policy, 111 p. URL: https://t1p.de/eyaka
Benavidez, R., Jackson, B., Maxwell, D., & Norton, K. (2018). A review of the (Revised) Universal Soil Loss Equation ((R) USLE): with a view to increasing its global applicability and improving soil loss estimates. Hydrology and Earth System Sciences, 22(11), 6059–6086. https://doi.org/10.5194/hess-22-6059-2018
Boussadia-Omari, L., Ouillon, S., Hirche, A., et al. (2021). Contribution of phytoecological data to spatialize soil erosion: Application of the RUSLE model in the Algerian atlas. International Soil and Water Conservation Research, 9, 502–519. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.05.004
Costea, A., Bilasco, S., Irimus, I.-A., et al. (2022). Evaluation of the Risk Induced by Soil Erosion on Land Use. Case Study: Guruslău Depression. Sustainability, 14, article ID 652. https://doi.org/10.3390/su14020652
Dung, B. X., & Quang, D. V. (2017). Applying Universal Soil Loss Equation (USLE) to estimating soil erosion at Lamson headwater catchment. Journal of Forestry Science and Technology, 2017(5), 61–73. URL: https://t1p.de/47pzj
Foster, G. R., McCool, D. K., Renard, K. G., & Moldenhauer, W. C. (1981). Conversion of the universal soil loss equation to SI metric units. Journal of Soil and Water Conservation, 36(6), 355–359 p. URL: https://t1p.de/qo0pe
GOST 17.4.4.03-86. Nature protection. Soils. Method for determination of potential danger of erosion due to rains. Moscow: Standartinform, 2008, 8 p. URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/29045/
Hidayatulloh, A. M., & Agusta, R. P. (2022). Soil erosion estimation using RUSLE method. Indonesia post-pandemic outlook: Environment and technology role for Indonesia development, 69–80. Jakarta: BRIN Publishing. https://doi.org/10.55981/brin.538.c507
Hugo, V., Zuazo, D., Rocío, C., & Pleguezuelo, R. (2008). Soil-erosion and runof prevention by plant covers. A review. Agronomy for Sustainable Development, 28(1), 65–86. https://doi.org/10.1051/agro:2007062
Khokhryakova, A. I., & Mykhailiuk, V. I. (2021). Soils of the city of Odessa: monograph. Odesa: Publishing house "Helvetica", 146. https://t1p.de/50e5x
Lukianchuk, K. A. (2019). Geoinformation modeling of the growth of erosion processes in the Middle Podolian Upland Region (Shumsky district of Ternopilshchyna). Chasopys kartografii, 1(20), 50–68. URL: https://nbuv.gov.ua/UJRN/ktvsh_2019_1_6
Lukianchuk, K. A. (2020). Geoinformation modeling of development of erosion processes at local and regional levels. The thesis for the degree of the candidate of geographical sciences in the specialty 11.00.01 Physical Geography, Geophysics and Geochemistry of the Landscape. Kyiv National Taras Shevchenko University, 22 p. URL: https://t1p.de/ipboy
Marcinkowski, P., & Bagdasaryan, V. (2024). Monthly and annual rainfall erosivity in Poland: An empirical model including winter snowfall effect. Journal of Hydrology: Regional Studies, 56, article ID 102076. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.102076
Matviichuk, B., Romantschuk, L., & Matviichuk, N. (2023). Rainfall Erosivity Factor within the Volyn Region. Ecological Engineering & Environmental Technology, 24(6), 135–146. https://doi.org/10.12912/27197050/168091
Mondal, A., Khare, D., & Kundu, S. (2016). Change in rainfall erosivity in the past and future due to climate change in the central part of India. International Soil and Water Conservation Research, 4(3), 123–132. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2016.08.004
Mysko, K. A. (2015). Application of the study design soil erosion. Physical geography and geomorphology, 1(77), 38–43. URL: https://t1p.de/7q9qx
Mysko, K. A. (2016). Estimation of the impact of vegetation cover on the development of erosion in slope lands of Podolia. Soil loss due to soil erosion can be estimated by using models such as Universal Soil Loss. Physical geography and geomorphology, 2, 117–123. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/fiz_geo_2016_2_19
Onderka, M., & Pecho, J. (2019). Update of the erosive rain factor in Slovakia using data from the period 1961–2009. Contributions to Geophysics and Geodesy, 49(3), 355–371. https://doi.org/10.2478/congeo-2019-0018
Panagos, P., Ballabio, C., Borrelli, P., et al. (2015). Rainfall erosivity in Europe. Science of the Total Environment, article ID 511, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.008
Panagos, P., Borrelli, P., Meusburger, K., et al. (2017). Global rainfall erosivity assessment based on high-temporal resolution rainfall records. Scientific Reports, 7, article ID 4175. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04282-8
Patriche, C. V., Rosca, B., Pîrnau, R. G., et al. (2023). Simulation of Rainfall Erosivity Dynamics in Romania under Climate Change Scenarios. Sustainability, 15, article ID 1469. https://doi.org/10.3390/su15021469
Popovych, V. V., Skrobala, V., Kopylov, V., & Kopystynskyi, Y. (2025). Heavy metals distribution in water and soil of the coastal zone of the Styr River (Ukraine) and its tributaries. Journal of Ecological Engineering, 26(2), 1–14. https://doi.org/10.12911/22998993/196042
Renard, K. G., & Freimund, J. R. (1994). Using monthly precipitation data to estimate the R-factor in the revised USLE. Journal of Hydrology, 157, 287–306. https://doi.org/10.1016/0022-1694(94)90110-4
Saptari, A. Y., Supriadi, A., Wikantika, K., & Darmawan, S. (2015). Remote Sensing Analysis In RUSLE Erosion Estimation. Indonesian Journal of Geospatial, 4(1), 34–45. URL: https://t1p.de/wpd0n
Schwertmann, U., Vogl, W., & Kainz, M. (1990). Bodenerosion durch Wasser – Vorhersagen des Abtrags und Bewertung von Gegenmaßnahmen. Stuttgart: Verlag Eugen Ulmer, 64.
Seifollahi-Aghmiuni, S., Kalantari, Z., Egidi, G., Gaburova, L., Salvati, L., et al. (2022). Urbanisation-driven land degradation and socioeconomic challenges in peri-urban areas: Insights from Southern Europe. Ambio, 51, 1446–1458. https://doi.org/10.1007/s13280-022-01701-7
Shikangalah, N., Jeltsch, F., Blaum, N., et al. (2016). A review on urban soil water erosion. Journal for Studies in Humanities and Social Sciences, 5(1), 163–178. URL: https://t1p.de/zju1y
Shikangalah, R., Paton, E., Jetisch, F., & Blaum, N. (2017). Quantifcation of areal extent of soil erosion in dryland urban areas: an example from Windhoek, Namibia. Cities and the Environment (CATE), 10(1), article ID 8. URL: https://digitalcommons.lmu.edu/cate/vol10/iss1/8
Singh, J., & Singh, O. (2020). Assessing rainfall erosivity and erosivity density over a western Himalayan catchment, India. Journal of Earth System Science, 129(1), 1–22. https://doi.org/10.1007/s12040-020-1362-8
Skrobala, V. M., Dulyba, O. S., Kaspruk, O. I., et al. (2024). Anthropogenic transformation of ecological conditions of park and forest-park plantations of Lviv city. Scientific Bulletin of UNFU, 34(5), 16–22. https://doi.org/10.36930/40350502
Skrobala, V. M., Popovych, V. V., Bosak, P. V., & Shuplat, T. I. (2022). Prediction of changes in the vegetation cover of Ukraine due to climate warming. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 96–105. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-4/096
Supriyono, S., Utaya, S., Taryana, D., & Handoyo, B. (2021). Spatial-Temporal Trend Analysis of Rainfall Erosivity and Erosivity Density of Tropical Area in Air Bengkulu Watershed Indonesia. Quaestiones Geographicae, 40(3), 125–142. https://doi.org/10.2478/quageo-2021-0028
Toxanbayeva, S. T., Ramazanova, N. E., & Tusupbekov, Zh. A. (2021). Estimation of soil erosion by the "Rusle" model of the Nura river basin. Journal of Geography and Environmental Management, 2(61), 108–119. https://doi.org/10.26577/JGEM.2021.v61.i2.10
Uber, M., Haller, M., Brendel, Ch., Hillebrand, G., & Hoffmann, T. (2024). Past, present and future rainfall erosivity in central Europe based on convection-permitting climate simulations. Hydrology and Earth System Sciences, 28, 87–102. https://doi.org/10.5194/hess-28-87-2024
Van der Knijff, J. M., Jones, R., & Montanarella, L. (2000). European Commission Soil Erosion Risk Assessment in Europe, 38 p. URL: https://www.unisdr.org/files/1581_ereurnew2.pdf
Wall, G. J., Coote, D. R., Pringle, E. A., & Shelton, I. J. (Eds). (2002). RUSLEFAC – Revised Universal Soil Loss Equation for Application in Canada: A Handbook for Estimating Soil Loss from Water Erosion in Canada. Research Branch, Agriculture and Agri-Food Canada. Ottawa. Contribution No. AAFC/AAC2244E, 117 p. URL: https://t1p.de/2eux4
Wischmeier, W. H., & Smith, D. D. (1978). Predicting rainfall erosion losses: A guide to conservation planning; Washington DC: United States Department of Agriculture: USA, Agriculture Handbook, 537, 58 p. URL: https://t1p.de/12kvn
Xiaoping, Yan, Leixiang, Wu, Jun, Xie, et al. (2022). Dynamic Changes and Precision Governance of Soil Erosion in Chengde City Using the GIS Techniques and RUSLE Model. Nature Environment and Pollution Technology, 21(3), 1027–1037. https://doi.org/10.46488/NEPT.2022.v21i03.009
Zaslavsky, M. N. (1983). Erosion studies. Moscow: Higher school, 320 p. URL: https://f.eruditor.link/file/1705401/
Zaslavsky, M. N., Larionov, G. A., Dokudovskaya, O. G., & Tarabrin, N. P. (1981). Map of the erosion index of rainfall in the European territory of the USSR and the Caucasus. Soil erosion and channel processes, 8, 17–29. URL: https://f.eruditor.link/file/2885200/
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
