science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe Erosiesnelheid te berekenen

De bodemerosie is het verlies van bodemmassa in de loop van de tijd voor een specifiek landoppervlak. Erosie is een natuurlijk proces veroorzaakt door wind, regen en bewegend water. Bodemerosie beïnvloedt landbouw, bouwprojecten en huiseigenaren die wonen in de buurt van rivieren, oceanen en op terrestrische hellingen. Overmatige erosie wordt vaak veroorzaakt door menselijke activiteiten, zoals ontbossing, wegenaanleg en intensieve landbouw. U kunt de erosie van de bodem berekenen door het verlies van de bodemmassa over een specifieke periode te meten. Om toekomstige bodemerosie door water te voorspellen, ontwikkelden wetenschappers de Universal Soil Loss Equation of USLE.

Berekende geoduleerde bodemmassa berekenen

Bodemmassa is het volume grond vermenigvuldigd met de dichtheid. De dichtheid van de grond wordt beïnvloed door de compactheid ervan en door de hoeveelheid organisch materiaal die deze bevat. Om het volume grond te berekenen dat wordt geërodeerd door afvloeiend water in een specifiek gebied, meet u het vierkante gebied vermenigvuldigd met de verandering in diepte. Als het gebied in vierkante meters bijvoorbeeld 20.000 is en de verloren grondhoogte 0,01 meter, dan: volume = 20.000 x 0.01 = 200 kubieke meter. Ervan uitgaande dat de bodemdichtheid 150 kilogram per kubieke meter is, vermenigvuldigt het volume met de dichtheid de geërodeerde bodemmassa: Massa = 200 x 150 = 30.000 kilogram.

Berekening van de erosiesnelheid

erosiesnelheid meet de hoeveelheid verloren grondmassa gedurende een bepaalde periode. Als er over een periode van vier jaar 30.000 kilo grond verloren is gegaan, dan is: erosie gelijk aan 30.000 gedeeld door 4 of 7.500 kilogram per jaar. Om erosiesnelheden in verschillende landgebieden te vergelijken, moet u de tarieven berekenen voor een eenheidsgebied, zoals een vierkante meter of een acre. Deel eenvoudig de erosieratio in met het aantal vierkante meters of andere vierkante eenheden. Zorg ervoor dat u hetzelfde type eenheden gebruikt in al uw berekeningen, of het nu meters, kilometers, feet, yards of miles zijn.

Voorspelling van de jaarlijkse erosiesnelheid

Landbouw, bouw, landschapsarchitectuur en instandhoudingsprojecten moeten vaak de voorspelde jaarlijkse erosiesnelheid kennen. Klimaat, bodemtype, vegetatie en de helling van het land hebben allemaal invloed op de erosiesnelheid. Verhoogde neerslag en afvoer van water breken bodemaggregaten en impacterosie af. Vegetatie en de wortels van vegetatie belemmeren erosie. Steilere hellingen hebben een groter bodemverlies door watererosie. Om rekening te houden met deze factoren bij het voorspellen van de jaarlijkse erosiesnelheid, is de Universal Soil Loss Equation, USLE, gecreëerd.

Vergelijking van universeel bodemverlies

De universele vergelijking van bodemverlies of USLE voorspelt het gemiddelde jaarlijks bodemverlies "A" per oppervlakte-eenheid. De vergelijking is A = R x K x L x S x C x P en vermenigvuldigt verschillende factoren om te komen tot de jaarlijkse erosiesnelheid. De R-factor is gebaseerd op regenval en afvoer, terwijl K de bodemerodificatiefactor is en afhankelijk is van het type bodem. De L- en S-factoren worden meestal samen beschouwd en zijn maatstaven voor de lengte en steilheid van een helling. De C-factor, of gewasbeheerfactor, en P-factor, of ondersteuningsfactiefactor, zijn meestal alleen van toepassing op akkerland of land dat is gemanaged om de bodem te behouden. In de Verenigde Staten zijn waarden voor de USLE verkrijgbaar bij verschillende bodemonderzoeken van het Amerikaanse ministerie van Landbouw en Natuurlijke hulpbronnen. Hoewel het USLE is afgeleid om cropland-erosie te meten, is het globaal van toepassing, in aangepaste vorm, op vele soorten watererosieproblemen.

USLE gebruiken

Om de USLE te gebruiken, verkrijgt u de waarde voor de R-factor van uw lokale weerstation of een ander bureau. Bepaal welk type bodem je een waarde moet toewijzen voor de K-factor; klei met gemiddelde hoeveelheden organisch materiaal heeft een K-factor van 0,49, terwijl zeer fijn zand een waarde heeft van 0,96. Meet de lengte van de helling van het land en bepaal het percentage helling om de LS-factor af te leiden. Een helling van acht procent van 30,5 meter lang heeft een LS-factor van één. Als u het land niet gebruikt voor gewassen, zijn de C- en P-factoren over het algemeen gelijk aan één. Deze factoren variëren van nul tot één als land actief wordt bewerkt en bewerkt. Ervan uitgaande dat de R-factor 100 is, is de K-factor 0,40 en heeft uw 30,5 meter lange landoppervlak een helling van twee procent, waardoor u een LS-factor van 0,2 krijgt, dan bodemerosie = 100 x 0,40 x 0,2 x 1 x 1 = 8 ton per hectare per jaar voor niet-gekweekt land.