Title (srp)

Отпорност земљишта као индикатор механизма настанка ерозионог процеса : докторска дисертација

Author

Živanović, Nikola, 1989-

Contributor

Ristić, Ratko, 1961-
Gajić, Grozdana, 1959-
Dragović, Nada, 1959-
Čebašek, Vladimir, 1973-
Medarević, Milan, 1951-
Vulević, Tijana, 1984-

Description (srp)

Земљиште је есенцијални природни ресурс у обезбеђивању основних људских потреба.Ерозија земљишта представља један од најзаступљенијих облика физичке деградацијеземљишта како у свету тако и у Србији. С обзиром да на настанак и развој ерозионог процесаутиче значајан број фактора као и њихови међусобни односи, проучавање ерозионих процесапредставља комплексан, дуготрајан и често скуп процес. Ово је условило недовољнуизученост ерозионих процеса, нарочито у областима под шумом. Отпорност земљишта наерозионе процесе се дефинише физичко-механичким параметрима земљишта. Одређивањемеханизма настанка ерозионог процеса је од кључног значаја за разумевање праваца даљегразвоја, интензитета ерозионог процеса као и за одабир одговарајућег решења за санацију.Примарни циљ дисертације односи се на детерминисање елемената механизаманастанка ерозионих процеса на земљиштима истраживаног подручја, анализом физичких имеханичких параметара земљишта. Секундарни циљ је утврђивање промена механичкихпараметара земљишта са променом влажности симулираном кишом.Истраживано подручје налази се у јужном брдовитом делу Београда, у шумскомподручју са заступљеном деградираном шумом Quercetum frainetto – cerris. Подручје језахваћено интензивним ерозионим процесима јаружања и клизања земљаних маса, а такође јеуочен и процес унутрашње линијске ерозије.Према успостављеном критеријуму, заснованом на заступљености и степену развојаерозионог процеса, извршено је испитивање физичко-механичких параметара земљишта.Специјално конструисаним и калибрисаним теренским симулатором кише и примењенимодговарајућим поступком експеримента, спроведен је низ опита, са циљем посматрањаефеката промене влажности земљишта на промену механичких параметара земљишта, као иформирање површинског отицаја и еродирање земљишта. Узимање узорака и лабораторијскамерења физичких параметара, обављена су према стандарду о геотехничким испитивањима(SRPS.U.B1). Механички параметри, односно одређивање чврстоће земљишта на смицање (τ)вршено је коришћењем џепне крилне сонде, а отпор при продору игле (R) помоћу џепног(ручног) статичког пенетрометра.Добијени резултати су указали да се механизам настанка ерозионих процеса наистраживаном подручју активира унутрашњом линијском ерозијом, после чега следи појаваповршинских бразди, чијим продубљивањем настају јаруге и клизишта. Физичко-механичкипараметри земљишта, могу се користити као индикатори могућности покретања механизмаерозионих процеса. На основу вредности физичко-механичких параметара земљишта,успостављени су јасни критеријуми за утврђивање настанка ерозионих процеса наистраживаном подручју. Успостављен је регресиони модел који најбоље описује зависностизмеђу параметара тренутне влажности земљишта и чврстоће земљишта на смицање, сависоким коефицијентом корелације r = − 0,85 и коефицијентом детерминације r2 = 0,72. Такођеиздвојен је модел који показује повезаност параметара тренутне влажности земљишта иотпора при продору игле, са високом корелационом зависношћу r = − 0,81 и коефицијентомдетерминације r2 = 0,65. На основу добијених статистичких зависности може се закључити даса порастом тренутне влажности опадају вредности механичких параметара земљишта.Преносиви апарати за мерење механичких параметара земљишта показали су се као веомапрактични у условима тешко проходних терена, са задовољавајућом прецизношћу мерења.Резултати дисертације могу имати широку практичну примену у оквиру шумарства. У оквирудисертације предложена је методологија за коришћење параметара којима се детерминишуфизичко-механичка својства земљишта у процесу идентификације ерозионих подручја.

Description (srp)

Биотехничке науке / Ерозија и конзервација земљишта и вода Datum odbrane: 22.02.2021. Biotechnical Sciences / Erosion and soil and water conservation

Description (eng)

Soil is an essential natural resource which is necessary for providing a majority of basic humanneeds. Soil erosion is one of the most widely distributed forms of physical land degradation, bothglobally and in the Republic of Serbia. Having in mind that a number of factors, as well as theirrespective inter-relations affect the occurrence and development of the process of soil erosion, itsresearch can be complex, long lasting, and often very expensive. All of this has caused an overallinsufficient amount of information possessed about it, especially in forested areas. Soil’s resistanceto erosion can be defined by its physical and mechanical parameters. Determining the erosionprocess’s mechanism of occurrence is essential for understanding its further development, intensityand decision making of appropriate remediation methods.The main goal of this dissertation is to determine the elements which cause the erosionprocesses within the investigated area, by analysing the physical and mechanical parameters of itssoil. A partial goal is determination of mechanical parameters changes that occur with the changes insoil moisture content achieved by rain simulation.The investigated area is located in the southern, hilly part of Belgrade, in a degraded forestarea vegetated by Hungarian and Turkey oak (Quercetum frainetto – cerris). This area is affected byintensive landslide and gully erosion processes, and piping-erosion processes have also been reported.Having the criteria that were set based on the abundance and the level of erosion processes inmind, determination of soil’s physical and mechanical parameters has been performed. By using afield rain simulator and methodology constructed and calibrated particularly for the purpose of thisresearch, a series of experiments were performed in order to observe the effect of changes of soilmoisture content on mechanical soil parameters, and formation of runoff and soil erosion. Soilsampling and laboratory testing were done in accordance with SRPS.U.B1 geotechnical testingstandards. Soil’s mechanical, shear strength parameters (τ) were determined by using a pocket vanetester, whereas penetration resistance (R) was determined by a manual (pocket) penetrometer.The results that were obtained have pointed that the mechanism of development of erosionprocesses at the investigated area is initiated by piping-erosion, after which surface gullying, and,finally, landslides take place. Physical and mechanical soil parameters can be used as indicators ofthe possibility of occurrence of erosion processes. Based on them, a clear criteria for determinationof occurrence of erosion processes for the investigated area were set. A regression model with highcorrelation dependence (r = − 0.85) and determination coefficient (r2 = 0.72) which best shows thedependence of actual moisture content and soil’s shear strength, was adopted. Other than that, a modelwhich shows the connections between the actual moisture content and penetration resistance wasutilized, and it has also proven to possess a high correlation dependence (r = − 0.81) and determinationcoefficient (r2 = 0.65). Based on the statistical dependencies that were obtained, it is to be concludedthat soil’s mechanical parameters values decrease with increasing the moisture content. The portableequipment that was used has proven itself to be very practical in terrains that are difficult to reach,and has shown a satisfactory precision in measuring. The results of this dissertation could be widelyapplied in forestry. A methodology on using the parameters for determining physical and mechanicalsoil properties in identifying erosion prone areas was also encompassed within this dissertation.

Object languages

Serbian

Date

2020

Rights

Creative Commons License
This work is licensed under a
CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Subject

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Faktori sredine – klima, hidrologija, biološki faktori

erosion, occurrence mechanism, physical and mechanical soil parameters, rain simulator, gully, piping-erosion

Identifiers