Πώς να υπολογίσετε το ρυθμό διάβρωσης

Ο ρυθμός διάβρωσης του εδάφους είναι η απώλεια της μάζας του εδάφους με την πάροδο του χρόνου για μια συγκεκριμένη έκταση. Η διάβρωση είναι μια φυσική διαδικασία που προκαλείται από τον άνεμο, τη βροχή και το κινούμενο νερό. Η διάβρωση του εδάφους επηρεάζει τη γεωργία, τα κατασκευαστικά έργα και τους ιδιοκτήτες σπιτιού που ζουν κοντά σε ποτάμια, ωκεανούς και σε χερσαίες πλαγιές. Η υπερβολική διάβρωση προκαλείται συχνά από ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η αποψίλωση των δασών, η κατασκευή δρόμων και η εντατική καλλιέργεια. Μπορείτε να υπολογίσετε τον ρυθμό διάβρωσης του εδάφους μετρώντας την απώλεια μάζας εδάφους για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Για να προβλέψουν τη μελλοντική διάβρωση του εδάφους λόγω νερού, οι επιστήμονες ανέπτυξαν την Universal Soil Loss Equation ή USLE.

Η μάζα του εδάφους είναι ο όγκος του εδάφους πολλαπλασιασμένος με την πυκνότητά του. Η πυκνότητα του εδάφους επηρεάζεται από τη συμπαγή του και από το πόσο οργανικό υλικό περιέχει. Για να υπολογίσετε τον όγκο του εδάφους που διαβρώνεται από την απορροή του νερού σε μια συγκεκριμένη περιοχή, μετρήστε την τετραγωνική επιφάνεια πολλαπλασιαζόμενη με την αλλαγή σε βάθος. Για παράδειγμα, εάν η έκταση σε τετραγωνικά μέτρα είναι 20.000 και το χαμένο ύψος του εδάφους είναι 0,01 μέτρα, τότε: Όγκος = 20.000 x 0,01 = 200 κυβικά μέτρα. Υποθέτοντας ότι η πυκνότητα του εδάφους είναι 150 κιλά ανά κυβικό μέτρο, πολλαπλασιάζοντας τον όγκο με την πυκνότητα σας δίνει τη διαβρωμένη μάζα του εδάφους: Μάζα = 200 x 150 = 30.000 κιλά.

Ο ρυθμός διάβρωσης μετρά την ποσότητα της μάζας του εδάφους που χάθηκε σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο. Εάν χάθηκαν 30.000 κιλά εδάφους για τέσσερα χρόνια, τότε: Ο ρυθμός διάβρωσης ισούται με 30.000 διαιρούμενο με 4, ή 7.500 κιλά ετησίως. Για να συγκρίνετε τα ποσοστά διάβρωσης σε διαφορετικές περιοχές της γης, πρέπει να υπολογίσετε τους ρυθμούς για μια μονάδα, όπως ένα τετραγωνικό μέτρο ή ένα στρέμμα. Απλώς διαιρέστε το ρυθμό διάβρωσης με τον αριθμό των τετραγωνικών μέτρων ή άλλων τετραγωνικών μονάδων. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τον ίδιο τύπο μονάδων σε όλους τους υπολογισμούς σας, είτε πρόκειται για μέτρα, χιλιόμετρα, πόδια, γιάρδες ή μίλια.

Τα έργα γεωργίας, οικοδόμησης, διαμόρφωσης τοπίου και διατήρησης συχνά πρέπει να γνωρίζουν τον προβλεπόμενο ετήσιο ρυθμό διάβρωσης. Το κλίμα, ο τύπος του εδάφους, η βλάστηση και η κλίση της γης επηρεάζουν το ρυθμό διάβρωσης. Η αυξημένη βροχόπτωση και η απορροή του νερού διαλύουν τα αδρανή του εδάφους και επηρεάζουν τη διάβρωση. Η βλάστηση και οι ρίζες της βλάστησης εμποδίζουν τη διάβρωση. Οι απότομες πλαγιές έχουν μεγαλύτερη απώλεια εδάφους από τη διάβρωση του νερού. Για να ληφθούν υπόψη αυτοί οι παράγοντες στην πρόβλεψη του ετήσιου ρυθμού διάβρωσης, δημιουργήθηκε η Universal Equil Loss Equation, USLE.

Η Universal Soil Loss Equation, ή USLE, προβλέπει τη μέση ετήσια απώλεια εδάφους "A" ανά μονάδα έκτασης. Η εξίσωση είναι A = R x K x L x S x C x P και πολλαπλασιάζει διάφορους παράγοντες για να φτάσει στον ετήσιο ρυθμό διάβρωσης. Ο συντελεστής R βασίζεται στις βροχοπτώσεις και την απορροή, ενώ ο Κ είναι ο παράγοντας διαβρωτικότητας του εδάφους και εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους. Οι παράγοντες L και S συνήθως λαμβάνονται υπόψη μαζί και είναι μέτρα για το μήκος και την απότομη κλίση. Ο παράγοντας C, ή ο παράγοντας διαχείρισης καλλιεργειών, και ο παράγοντας Ρ, ή ο παράγοντας πρακτικής υποστήριξης, συνήθως ισχύουν μόνο για καλλιεργήσιμες εκτάσεις ή εκτάσεις που διαχειρίζονται για τη διατήρηση του εδάφους. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι τιμές για το USLE διατίθενται από διάφορες έρευνες εδάφους του Υπουργείου Γεωργίας και Φυσικών Πόρων των ΗΠΑ. Παρόλο που το USLE προήλθε για τη μέτρηση της διάβρωσης των καλλιεργήσιμων εκτάσεων, εφαρμόζεται παγκοσμίως, σε τροποποιημένη μορφή, σε πολλούς τύπους προβλημάτων διάβρωσης του νερού.

Για να χρησιμοποιήσετε το USLE, αποκτήστε την τιμή για τον παράγοντα R από τον τοπικό weatherstation ή από άλλη εταιρεία. Προσδιορίστε τι τύπο εδάφους πρέπει να εκχωρήσετε μια τιμή για τον παράγοντα Κ. ο πηλός με μέσες ποσότητες οργανικής ύλης έχει συντελεστή Κ 0,49, ενώ η πολύ λεπτή άμμος έχει τιμή 0,96. Μετρήστε το μήκος της κλίσης της γης και προσδιορίστε το ποσοστό της κλίσης για τον υπολογισμό του παράγοντα LS. Μια κλίση οκτώ τοις εκατό μήκους 30,5 μέτρων έχει συντελεστή LS ενός. Εάν δεν χρησιμοποιείτε τη γη για καλλιέργειες, οι παράγοντες C και P είναι γενικά ίσοι με έναν. Αυτοί οι παράγοντες κυμαίνονται μεταξύ μηδέν και ενός εάν η γη καλλιεργείται ενεργά και καλλιεργείται. Υποθέτοντας ότι ο συντελεστής R είναι 100, ο συντελεστής K είναι 0,40 και η έκταση 30,5 μέτρων σας έχει κλίση δύο τοις εκατό, δίνοντας σας συντελεστή LS 0,2, τότε διάβρωση του εδάφους = 100 x 0,40 x 0,2 x 1 x1 = 8 τόνοι ανά στρέμμα ανά έτος για μη εκτρεφόμενους γη.