В геоморфологии склонов холмов ручей — это неглубокий канал (не более нескольких дюймов / сантиметров глубиной), прорезанный в почве эрозионным воздействием текущей поверхностной воды . Похожие , но меньшие по размеру врезанные каналы известны как микроручьи; более крупные врезанные каналы известны как овраги .
Искусственные ручьи — это каналы, построенные для подачи воды из удаленного источника. В ландшафтном или садовом дизайне, созданные ручьи являются эстетическим водным элементом .
Водостоки — это узкие и мелкие каналы , которые размываются в незащищенной почве стоком со склонов холмов . Поскольку почва регулярно остается голой во время сельскохозяйственных работ , водостоки могут образовываться на сельскохозяйственных угодьях в эти уязвимые периоды. Водостоки также могут образовываться, когда голая почва остается открытой после вырубки лесов или во время строительных работ.
Водостоки довольно легко заметить, когда их впервые нарезают, поэтому они часто являются первым признаком продолжающейся проблемы эрозии . Если не принять меры по сохранению почвы , водостоки на регулярно эродируемых территориях могут со временем превратиться в более крупные эрозионные образования, такие как овраги или даже (в полузасушливых регионах) в бесплодные земли .
Водостоки образуются, когда пожар разрушает верхний слой почвы на склонах холмов, и поэтому на них существенно влияют сезонные погодные условия. Они, как правило, чаще появляются в дождливые месяцы. [1] Водостоки начинают образовываться, когда сдвиговое напряжение стока , способность поверхностного стока отделять частицы почвы, преодолевает сдвиговое сопротивление почвы, способность почвы сопротивляться силе, действующей параллельно поверхности почвы. Это начинает процесс эрозии, поскольку вода освобождает частицы почвы и переносит их вниз по склону. [2] Эти силы объясняют, почему песчаные, суглинистые почвы особенно восприимчивы к образованию водостоков, тогда как плотные глины, как правило, сопротивляются образованию водостоков. [3]
Водостоки не могут образовываться на каждой поверхности, и их образование неразрывно связано с крутизной склона холма. Гравитация определяет силу воды, которая обеспечивает мощность, необходимую для запуска эрозионной среды, необходимой для создания водостоков. Таким образом, образование водостоков в первую очередь контролируется уклоном склона холма. Уклон контролирует глубину водостоков, в то время как длина уклона и проницаемость почвы контролируют количество надрезов на участке. Каждый тип почвы имеет пороговое значение, угол наклона, ниже которого скорость воды не может создать достаточную силу для смещения достаточного количества частиц почвы для образования водостоков. [4] Например, на многих несвязных склонах это пороговое значение колеблется около угла 2 градуса со скоростью сдвига от 3 до 3,5 см/с. [5]
После того, как ручьи начинают формироваться, они подвергаются воздействию различных других эрозионных сил, которые могут увеличить их размер и объем выработки. До 37% эрозии в области, охваченной ручьями, может быть результатом массового перемещения или обрушения боковых стенок ручьев. Когда вода течет через ручей, она подмывает стенки, вызывая обрушение. Кроме того, когда вода просачивается в почву стенок, они ослабевают, увеличивая вероятность обрушения стенок. Эрозия, создаваемая этими силами, увеличивает размер ручья, а также увеличивает объем выработки. [6]
Реже растворение известняка и других растворимых пород под воздействием слабокислых осадков и стоков также приводит к образованию на поверхности породы бороздчатых образований. [7 ]
Хотя ручьи небольшие, они ежегодно переносят значительные объемы почвы. По некоторым оценкам, поток ручьев имеет пропускную способность почти в десять раз больше, чем у участков без ручьев или между ручьями. При умеренном количестве осадков поток ручьев может переносить вниз по склону обломки горных пород диаметром до 9 см. В 1987 году ученый Дж. Поесен провел эксперимент на месторождении Хулденберг в Бельгии , который показал, что во время умеренного количества осадков эрозия ручьев удаляла до 200 кг (в погруженном весе) горных пород. [8]
К сожалению, значительное влияние ручьев на ландшафты часто негативно сказывается на деятельности человека. Было замечено, что ручьи смывают археологические памятники. [8] Они также очень распространены в сельскохозяйственных районах, поскольку устойчивое сельское хозяйство истощает почву от значительной части ее органического содержания, увеличивая ее эрозионную способность. Сельскохозяйственные машины, такие как тракторы, уплотняют почву до такой степени, что вода течет по поверхности, а не просачивается в почву. Отпечатки колес тракторов часто направляют воду, обеспечивая идеальную среду для образования ручьев. Эти ручьи могут размыть значительные объемы пахотной почвы, если их не трогать. [9]
При правильном управлении полем ручьи небольшие и легко ремонтируются контурной обработкой почвы. Это предотвратит, по крайней мере на время, рост ручьев и более быструю эрозию ландшафта с течением времени. [10]