Як розрахувати швидкість ерозії

Швидкість ерозії ґрунту - це втрата ґрунтової маси з плином часу для певної земельної ділянки. Ерозія - природний процес, спричинений вітром, дощем та рухомою водою. Ерозія ґрунтів впливає на сільське господарство, будівельні проекти та власників будинків, що мешкають біля річок, океанів та на наземних схилах. Надмірна ерозія часто спричинена діяльністю людини, такою як вирубка лісів, будівництво доріг та інтенсивне землеробство. Ви можете розрахувати швидкість ерозії ґрунту, вимірюючи втрати ґрунтової маси протягом певного періоду часу. Для прогнозування майбутньої ерозії ґрунту через воду вчені розробили Універсальне рівняння втрат ґрунту (USLE Loss Loss Equation, USLE).

Маса ґрунту - це об’єм ґрунту, помножений на його щільність. На щільність ґрунту впливає його компактність і те, скільки органічного матеріалу він містить. Щоб розрахувати об’єм ґрунту, розмитого стоком води на певній ділянці, виміряйте квадратну площу, помножену на зміну глибини. Наприклад, якщо площа в квадратних метрах становить 20 000, а втрачена висота ґрунту 0,01 метра, то: Об’єм = 20 000 x 0,01 = 200 кубічних метрів. Якщо припустити, що щільність ґрунту становить 150 кілограмів на кубічний метр, помноження об’єму на щільність дає ерозовану грунтову масу: Маса = 200 х 150 = 30000 кілограмів.

Швидкість ерозії вимірює кількість ґрунтової маси, втраченої за певний проміжок часу. Якщо 30 000 кілограмів ґрунту було втрачено за чотири роки, то: Швидкість ерозії дорівнює 30000, поділеному на 4, або 7500 кілограмів на рік. Щоб порівняти показники ерозії в різних ділянках суші, потрібно розрахувати норми одиниці площі, наприклад, одного квадратного метра або одного гектара. Просто розділіть швидкість ерозії на кількість квадратних метрів або інших квадратних одиниць. Переконайтеся, що ви використовуєте однотипні одиниці вимірювань у всіх своїх розрахунках, будь то метри, кілометри, фути, ярди чи милі.

Сільському господарству, будівництву, благоустрою та природоохоронним проектам часто потрібно знати прогнозовану річну швидкість ерозії. Клімат, тип ґрунту, рослинність та схил суші впливають на швидкість ерозії. Збільшення кількості опадів і стоку води руйнує агрегати ґрунту та впливає на ерозію. Рослинність та коріння рослинності перешкоджають ерозії. Більш круті схили мають більші втрати ґрунту від водної ерозії. Для врахування цих факторів при прогнозуванні річної швидкості ерозії було створено Універсальне рівняння втрат ґрунту, USLE.

Універсальне рівняння втрат ґрунту, або USLE, передбачає середньорічні втрати ґрунту "A" на одиницю площі. Рівняння має значення A = R x K x L x S x C x P і множить різні коефіцієнти, щоб отримати річну швидкість ерозії. Коефіцієнт R базується на кількості опадів і стоку, тоді як K - коефіцієнт розмитості ґрунту і залежить від типу ґрунту. Коефіцієнти L та S зазвичай розглядаються разом і є мірами довжини та крутизни схилу. Коефіцієнт С, або фактор управління врожаєм, і фактор Р, або фактор практики підтримки, як правило, застосовуються лише до посівних площ або земель, яким вдається зберегти грунт. У Сполучених Штатах значення USLE можна отримати в різних обстеженнях ґрунту Міністерства сільського господарства та охорони природних ресурсів США. Хоча USLE був створений для вимірювання ерозії посівних площ, він застосовується у всьому світі у модифікованій формі до багатьох типів проблем водної ерозії.

Щоб скористатися USLE, отримайте значення коефіцієнта R у місцевій метеостанції або в іншому агентстві. Визначте, якому типу ґрунту потрібно призначити значення коефіцієнта К; глина із середньою кількістю органічних речовин має коефіцієнт К 0,49, тоді як дуже дрібний пісок має значення 0,96. Виміряйте довжину схилу суші та визначте відсоток схилу для отримання коефіцієнта LS. Вісім відсотків схилу довжиною 30,5 метрів має коефіцієнт LS один. Якщо ви не використовуєте землю для посівів, коефіцієнти С і Р, як правило, дорівнюють одиниці. Ці фактори коливаються від нуля до одиниці, якщо землю активно обробляють та обробляють. Якщо припустити, що коефіцієнт R дорівнює 100, коефіцієнт K дорівнює 0,40, а ваша суша довжиною 30,5 метрів має двовідсотковий нахил, даючи вам коефіцієнт LS 0,2, тоді ерозія ґрунту = 100 x 0,40 x 0,2 x 1 x1 = 8 тонн на акр на рік для негосподарських господарств землі.