วิธีการคำนวณอัตราการกัดเซาะ

อัตราการพังทลายของดินคือการสูญเสียมวลดินเมื่อเวลาผ่านไปสำหรับพื้นที่เฉพาะ การกัดเซาะเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดจากลม ฝน และน้ำที่เคลื่อนตัว การพังทลายของดินส่งผลกระทบต่อการทำฟาร์ม โครงการก่อสร้าง และเจ้าของบ้านที่อาศัยอยู่ใกล้แม่น้ำ มหาสมุทร และบนเนินดิน การกัดเซาะที่มากเกินไปมักเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การตัดไม้ทำลายป่า การก่อสร้างถนน และการทำฟาร์มแบบเข้มข้น คุณสามารถคำนวณอัตราการพังทลายของดินโดยการวัดการสูญเสียมวลดินในช่วงเวลาที่กำหนด เพื่อทำนายการพังทลายของดินในอนาคตอันเนื่องมาจากน้ำ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาสมการการสูญเสียดินสากล (Universal Soil Loss Equation) หรือ USLE

มวลดินคือปริมาตรของดินคูณด้วยความหนาแน่น ความหนาแน่นของดินได้รับผลกระทบจากความแน่นและปริมาณสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในดิน ในการคำนวณปริมาตรของดินที่กัดเซาะโดยการไหลบ่าของน้ำในพื้นที่เฉพาะ ให้วัดพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสคูณด้วยการเปลี่ยนแปลงความลึก ตัวอย่างเช่น หากพื้นที่ในตารางเมตรเท่ากับ 20,000 และความสูงของดินที่สูญเสียคือ 0.01 เมตร ปริมาตร = 20,000 x 0.01 = 200 ลูกบาศก์เมตร สมมติว่าความหนาแน่นของดินอยู่ที่ 150 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร การคูณปริมาตรด้วยความหนาแน่นจะทำให้ได้มวลดินที่กัดเซาะ: มวล = 200 x 150 = 30,000 กิโลกรัม

อัตราการกัดเซาะวัดปริมาณมวลดินที่สูญเสียไปในช่วงเวลาที่กำหนด ถ้าดิน 30,000 กิโลกรัมหายไปในระยะเวลาสี่ปี อัตราการกัดกร่อนเท่ากับ 30,000 หารด้วย 4 หรือ 7,500 กิโลกรัมต่อปี หากต้องการเปรียบเทียบอัตราการกัดเซาะในพื้นที่ดินต่างๆ คุณต้องคำนวณอัตราสำหรับพื้นที่หนึ่งหน่วย เช่น หนึ่งตารางเมตรหรือหนึ่งเอเคอร์ เพียงหารอัตราการกัดเซาะด้วยจำนวนตารางเมตรหรือตารางหน่วยอื่นๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้หน่วยประเภทเดียวกันในการคำนวณทั้งหมดของคุณ ไม่ว่าจะเป็นเมตร กิโลเมตร ฟุต หลา หรือไมล์

โครงการเกษตรกรรม การสร้าง การจัดสวน และการอนุรักษ์มักจำเป็นต้องทราบอัตราการกัดเซาะประจำปีที่คาดการณ์ไว้ สภาพภูมิอากาศ ชนิดของดิน พืชพรรณ และความลาดชันของดิน ล้วนส่งผลต่ออัตราการกัดเซาะ ปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นและการไหลบ่าของน้ำจะทำลายมวลรวมของดินและการพังทลายของผลกระทบ พืชพรรณและรากของพืชเป็นอุปสรรคต่อการกัดเซาะ ทางลาดชันมีการสูญเสียดินมากขึ้นจากการกัดกร่อนของน้ำ ในการพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ในการทำนายอัตราการกัดเซาะประจำปี สมการการสูญเสียดินสากล USLE ได้ถูกสร้างขึ้น

สมการการสูญเสียดินสากลหรือ USLE คาดการณ์การสูญเสียดินเฉลี่ยต่อปี "A" ต่อหน่วยพื้นที่ สมการคือ A = R x K x L x S x C x P และคูณปัจจัยต่างๆ เพื่อให้ได้อัตราการกัดเซาะประจำปี ปัจจัย R ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนและน้ำที่ไหลบ่า ในขณะที่ K คือปัจจัยการชะล้างพังทลายของดินและขึ้นอยู่กับชนิดของดิน ปัจจัย L และ S มักจะพิจารณาร่วมกันและเป็นการวัดความยาวและความชันของความชัน ปัจจัย C หรือปัจจัยการจัดการพืชผล และปัจจัย P หรือปัจจัยสนับสนุนการปฏิบัติ มักใช้กับพื้นที่เพาะปลูกหรือที่ดินที่มีการจัดการเพื่ออนุรักษ์ดินเท่านั้น ในสหรัฐอเมริกา ค่า USLE หาได้จากการสำรวจดินของกระทรวงเกษตรและทรัพยากรธรรมชาติของสหรัฐฯ แม้ว่า USLE ได้มาจากการวัดการพังทลายของพื้นที่เพาะปลูก แต่ก็ใช้ได้กับปัญหาการกัดเซาะของน้ำหลายประเภททั่วโลกในรูปแบบที่ปรับเปลี่ยน

หากต้องการใช้ USLE ให้รับค่าสำหรับปัจจัย R จากสถานีตรวจวัดสภาพอากาศในพื้นที่ของคุณหรือหน่วยงานอื่น กำหนดชนิดของดินที่คุณต้องกำหนดค่าสำหรับปัจจัย K; ดินเหนียวที่มีอินทรียวัตถุเฉลี่ยมีค่า K factor 0.49 ในขณะที่ทรายละเอียดมากมีค่า 0.96 วัดความยาวของความชันของที่ดินและกำหนดเปอร์เซ็นต์ของความชันเพื่อหาค่าปัจจัย LS ความชันแปดเปอร์เซ็นต์ที่ยาว 30.5 เมตรมีปัจจัย LS เป็นหนึ่ง หากคุณไม่ใช้ที่ดินเพื่อการเพาะปลูก โดยทั่วไปปัจจัย C และ P จะเท่ากับหนึ่ง ปัจจัยเหล่านี้แตกต่างกันไประหว่างศูนย์และหนึ่งหากที่ดินทำการเกษตรและไถพรวนอย่างจริงจัง สมมติว่าตัวประกอบ R คือ 100 ตัวประกอบ K คือ 0.40 และพื้นที่ที่ดินยาว 30.5 เมตรของคุณมีความชัน 2 เปอร์เซ็นต์ ให้ปัจจัย LS เท่ากับ 0.2 จากนั้นการพังทลายของดิน = 100 x 0.40 x 0.2 x 1 x1 = 8 ตันต่อเอเคอร์ต่อปีสำหรับพื้นที่ที่ไม่ได้ทำการเกษตร ที่ดิน.