Эродируемость (или эродируемость ) - это внутренняя податливость или неустойчивость почв и горных пород к эрозии . Высокая эрозионная способность означает, что такой же объем работы, выполняемой процессами эрозии, приводит к большему удалению материала. Поскольку механика эрозии зависит от качества и целостности материала, эрозионность рассматривается по-разному в зависимости от типа поверхности, которая подверглась эрозии.
Почвы
Эродируемость почвы - это совокупный параметр, который представляет собой интегрированное годовое значение реакции почвенного профиля на процесс отслоения и переноса почвы каплями дождя и поверхностным потоком. [1] Наиболее часто используемой моделью для прогнозирования потерь почвы в результате водной эрозии является Универсальное уравнение потерь почвы (USLE) (также известное как метод K-фактора), которое оценивает среднегодовые потери почвы.как: [2]
где R - коэффициент эрозии дождя , K - эрозионность почвы, [3] [4] L и S - топографические факторы, представляющие длину и уклон, а C и P - факторы управления земледелием.
Другие факторы, такие как каменистость ( каменистость ), которая защищает от эрозии почвы, очень важны в странах Средиземноморья. K-фактор оценивается следующим образом [1] [4]
K = [(2,1 x 10 -4 M -1,14 (12 – OM) + 3,25 (s-2) + 2,5 (p-3)) / 100] * 0,1317
M: фактор текстуры с M = (m ил + m vfs ) * (100 - m c )
m c : содержание глинистой фракции (b0,002 мм);
м ил : содержание иловой фракции (0,002–0,05 мм);
m vfs : содержание фракции очень мелкого песка (0,05–0,1 мм);
OM: содержание органических веществ (%)
s: структура почвы
p: проницаемость
К-фактор выражается в Международной системе единиц как т га ч га −1 МДж −1 мм −1.
Горные породы
Модель напряжения сдвига
Геологические и экспериментальные исследования показали, что эрозия коренной породы реками в первом приближении следует следующему выражению [5], известному как модель сдвигового напряжения при силовой эрозии ручья :
где z - высота русла реки, t - время, K_ \ tau - эродируемость,это базальное напряжение сдвига потока воды, а является показателем. Для речного канала с наклоном S и глубины воды D , можно выразить как:
Обратите внимание, что включает не только механические свойства, присущие породе, но и другие факторы, не учтенные в двух предыдущих уравнениях, такие как доступность речных инструментов (галька, увлекаемая течением), которые фактически вызывают истирание русла реки.
можно измерить в лаборатории для слабых пород, но скорость речной эрозии в естественных геологических сценариях часто ниже, чем 0,1 мм / год, и поэтому разрез реки должен быть датирован периодами, превышающими несколько тысяч лет, чтобы сделать точные измерения. Значения K e находятся в диапазоне от 10 −6 до 10 +2 м / год −1 Па −1,5 для a = 1,5 и от 10 −4 до 10 +4 м / год −1 Па −1 для a = 1. [6] Однако, гидрологические условия в этих временных масштабах, как правило , слабо ограничены, что препятствует хорошей квантификации D .
Модель мощности единичного потока
Альтернативной моделью эрозии коренных пород является мощность единичного потока , которая предполагает, что скорость эрозии пропорциональна потенциальным потерям энергии воды на единицу площади:
где эродируемость, а - мощность единичного потока, которую легко вычислить как:
где Q - расход воды в реке [м 3 / с], а W - ширина русла реки [м].
Относительные различия в долговременной эродируемости можно оценить путем количественной оценки реакции эрозии в сходных климатических и топографических условиях с различной литологией горных пород. [7]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b Ренар. «Справочник РУСЛЕ» (PDF) .
- ^ Уорд, Эндрю Д. и Тримбл, Стэнли В. (2004). «Консервация почвы и баланс наносов» . Экологическая гидрология . CRC Press. п. 259. ISBN. 978-1-56670-616-2.
- ^ Эродируемость почвы (К-фактор) в Европе, Европейская комиссия.
- ^ а б Панагос, Панос; Мейсбургер, Катрин; Баллабио, Криштиану; Боррелли, Паскуаль; Алевелл, Кристина (2014). «Эродируемость почв в Европе: набор данных с высоким разрешением на основе LUCAS» . Наука об окружающей среде в целом . 479–480: 189–200. DOI : 10.1016 / j.scitotenv.2014.02.010 . PMID 24561925 .
- ^ Bagnold, RA (1977), Bedload перевозки естественных рек, Вода Resoure. Res., 13, 303–312, DOI: 10.1029 / WR013i002p00303.
- ^ Гарсия-Кастелланос, Д., А. Вильясеньор, 2011. Мессинский кризис солености, регулируемый конкурирующими тектоническими факторами и эрозией в Гибралтарской дуге. Природа, 480, 359-363, DOI: 10.1038 / nature10651
- ^ Hooke, Rohrer, 1977 - Относительная эродируемость типов пород в материнской области, как определено на основе изменений второго порядка в размере конуса выноса, Бюллетень Геологического общества Америки, т. 88, стр. 1177-1182, 4 рис., Август 1977 г., док. нет. 70815