up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله مکانيک فرسايش PDF
QR code - مکانيک فرسايش

مکانيک فرسايش

مکانيک فرسايشSoil Conservation

● عوامل فرسايش
فرسايش اساسا يک پديده تسطيح يا هموارکننده سطح زمين است به اين ترتيب که خاک و قلوه سنگ از راه حمل شدن، غلطيدن و يا شسته شدن تحت تاثير نيروي ثقل از نقاط مرتفع به محلهاي پست حرکت ميکنند مهمترين عوامل سست کننده و يا خردکننده اين مواد که لازمه حرکت آنهاست آب و باد ميباشد
▪ باد: باد بخودي خود نميتواند صخره ها را بفرسايد ولي وقتي همراه خود ذرات معلق شن يا خاک را حمل ميکند موجب ساييده شدن حتي سخت ترين صخره ها نيز ميگردد. اين عمل شبيه حرکت لا دور آهسته سنباده کشي است که به منظور تميز کردن سطح فلزات قبل از رنگ کردن آنها مورد استفاده فرار ميگيرد.
▪ آب: آب به تنهايي مهمترين عامل فرسايش به حساب مي آيد. باران، جويبارها و رودخانه ها؛ همگي خاک را خراشيده و با خود حمل ميکنند. و امواج سواحل درياها و درياچه ها را مي فرسايند. در حقيقت ميتوان گفت هر زمان و بهر شکلي که آب در حال حرکت باشد موجب فرسايش سرحدات خود ميگردد.
▪ تغييرات درجه حرارت: وقتي که فرسايش زمين شناسي مورد نظر باشد گذشت زمان غير قابل تشخيص است و تغييرات بسيار جزيي يا بسيار آهسته در مدت طولاني تدريجا اهميت پيدا ميکنند. به عنوان مثال ميتوان از ورقه ورقه شدن و شکاف برداشتن سنگها و صخره ها در اثر تغيير درجه حرارت نام برد. تغييرات سريع درجه حرارت روز و شب فقط روي سطح صخره ها اثر ميگذارد در حاليکه تغييرات آرام بين زمستان و تابستان تا اعماق بيشتري نفوذ ميکند. وقتي که تغييرات درجه حرارت با يخبندان نيز همراه باشد در اثر انبساط حجم آب در بين شکافها و درزها اثر خردکنندگي آن بشدت افزايش ميبابد. بطوري که در شکل اول نشان داده شده است انقباض و انبساط توده يخ در روي سطح شيبدار موجب حرکت تدريجي آن به طرف پايين تپه ميگردد.
▪ موجودات زنده: بعضي از انواع حيات مانند جلبکها و گلسنگها عملا موجب شکسته شدن سنگها ميشوند ولي اثر عمده موجودات زنده، ايجاد اختلالاتي است که اثر عوامل ديگر را سرعت ميبخشد. حيوانات با پا گذاشتن بر روي سنگ و خاک موجب شکستن آنها شده و نتيجتا حمل آنها را بوسيه آب يا باد تسهيل ميکنند. در انتهاي ديگر شاخص موجودات زنده؛ کرم خاکي و موريانه موجب به هم خوردن و افزايش هواديدگي و اکسيداسيون خاک شده و با اين ترتيب پديده تبديل صخره هاي مقاوم به خاک قابل فرسوده شدن را سرعت ميبخشند.
فرسايش تشديدي
فعاليتهاي غير کشاورزي بشر که موجب تشديد پديده هاي فرسايش ميشوند در مقياس جهاني از اهميت کمي برخورداند. ما کوهها را براي استخراج سنگ و سنگ آهن حفاري ميکنيم، ما در يک جا زمين را گود کرده و در جاي ديگر گودي را پر ميکنيم ولي اين دخالتها در قسمت بسيار کوچکي از سطح کره زمين انجام ميگيرد. از طرف ديگرکشاورزي در چنان سطح وسيعي انجام ميگيرد که فعاليتهايي از اين قبيل بطور بسيار بارزي سرعت فرايندهاي فرسايشي را تغيير ميدهند و تقريبا تمام عمليات کشاورزي در جهت افزايش فرسايش عمل ميکنند. هر زمان که پوشش گياهي از روي زمين برداشته شده و زمين لخت شود؛ درخت کمتري وجود خواهد داشت که سرعت باد را کاهش ميدهد و در نتيجه فرسايش بادي افزايش مي يابد. گياه کمتري وجود دارد که انرژي قطرات باران را جذب کند و نتيجتا فرسايش باراني زيادتر خواهد شد، روان آب سطحي زيادتري جريان مي يابد و نهرها و رودخانه ها قويتر ميشوند و بالاخره حيوانات اهلي صخره و خاک را بيشتر خرد ميکنند. انسان با شخم زدن زمين ميليونها بار سريعتر از حيوانات حفار موجب به هم خوردن و هواديدگي خاک ميگردد. با اين اعمال در حقيقت تمام پديده هاي فيزيکي طبيعت که فرسايش يکي از آنهاست تشديد ميشوند. فقط حالتهاي خيلي استثنايي و نادري وجود دارند که دخالت بشر احتمالا موجب کاهش فرسايش طبيعي ميگردد مانند وقتي که صحراها احيا ميشوند، نواحي خشک بوسيله آبياري معتدل مگردند و يا جنگلها ايجاد ميشوند که سطح کل آنها در مقايسه با سطحي که در آن فعاليتهاي بشر موجب افزايش فرسايش ميگردد بسيار ناچيز است.
● حدود قابل قبول فرسايش
بنابر آنچه گفته شد آيا ميتوان بين فرسايش طبيعي که يک پديده طبيعي و قابل پذيرش است و فرسايش تشديدي که يک پديده مخرب و ساخته دست بشر است حد فاصلي تعيين کرد؟ و اگر کشيدن چنين خطي مشکل و يا غيرممکن باشد که هست آيا راه ديگري براي مشخص کردن حدود فرسايش قابل قبول وجود ندارد؟ بهتر است براي يافتن چنين راهي سوال بالا را به ترتيب ديگري مطرح شود؛ حد فرسايشي که ما در آن حد احساس ميکنيم ديگر نبايستي فرسايش را تحمل کرد بلکه بايستي در مورد آن کاري انجام داد کجاست؟
معمولا به اين سوال اين طور جواب داده ميشود که هدف متخصصين حفاظت خاک اطمينان از اين امر است که از زمين به ترتيبي استفاده شود که اين استفاده بتواند به طور نامحدود ادامه يابد. يعني هيچ گونه تخريب تدريجي خاک صورت نپذيرد. اين هدف زماني تحقق مي يابد که سرعت از دست رفتن خاک بيشتر از سرعت تشکيل آن نباشد. سرعت تشکيل خاک را نميتوان به دقت اندازه گيري کرد ولي بهترين تخمين خاکشناسان اين است که در شرايط طبيعي، چيزي در حدود ۳۰۰ سال طول ميکشد تا ۲۵ ميلي متر خاک سطحي تشکيل شود(بنت ۱۹۳۹ فصل دوم). اين مدت براي وقتي که به هم خوردگي، هواديدگي و شستشوي خاک با عمليات تهيه زمين سرعت ميگيرند به حدود ۳۰ سال تقليل مي يابد. سرعت تشکيل ۲۵ ميلي متر خاک در ۳۰ سال تقريبا برابر است با ۵/۱۲ تن در هکتار در سال و اين رقمي است که اغلب به عنوان حدي که فرسايش نبايستي از آن بيشتر شود پذيرفته شده است. البته واضح است که ميزان قابل قبول خاک از دست رفته ثابت نبوده و به شرايط خاک بستگي دارد. اگر پروفيلي از يک خاک عميق با حاصلخيزي يکسان در تمام سطوح تشکيل شده باشد از دست دادن ۲۵ ميلي متر خاک در ۳۰ سال آنقدر خطر جدي در بر ندارد که از دست رفتن همين مقدار خاک از پروفيلي متشکل از چند سانتي متر خاک بر روي صخره هاي سخت.
بدين ترتيب ارقامي که به عنوان حد قابل قبول فرسايش مورد استفاده قرار ميگيرند به ندرت از ۵/۱۲ تن در هکتار در سال بالاترند. در آمريکا ارقام بين ۵/۲ تا ۵/۱۲ تن در هکتار در سال متداولند و در فدراسيون افريقاي مرکزي رقم ۱۰ براي خاکهاي شني و ۵/۱۲ تن در هکتار در سال براي خاکهاي رسي به کار مي رود. اين اعداد در فرمول جهاني فرسايش خاک(Universal Soil Loss Equation به اختصار USLE) به توصيه هاي عمليات کشاورزي ربط داده شده است.
● انواع فرسايش
۱) فرسايش آبي
اولين تقسيم بندي فرسايش آبي که بوسيله متخصصين پيشتاز حفاظت خاک انجام گرفت اين پديده را به مراحلي منطبق بر تجمع تدريجي رواناب سطحي تقسيم ميکند که با فرسايش سطحيSheet Erosion (شسته شدن سطح خاک زراعي) شروع ميشود، سپس با تجمع آب در جويبارهاي کوچک وارد مرحله فرسايش شياري Rill Erosion ميگردد. بعد وقتي که آبراهه هاي فرسايش يافته بزرگتر شوند فرسايش خندقي Gully Erosion ناميده ميشود و بالاخره فرسايش نوع آخر فرسايش کناره اي است که با بريده شدن سواحل رودخانه ها و يا جويها توسط آب جاري در آنها بوجود مي آيد. با آگاهي فعلي ما از فرسايش اين تقسيم بندي ديگر مناسب نبوده و شايد هم گمراه کننده باشد چون کلا اثرات برخورد قطرات باران و عمل فرسايش پاشماني Splash Erosion را حذف ميکند. در صورتي که ميدانيم عمل قطره باران در هنگام برخورد با زمين اولين و مهمترين مرحله پديده فرسايش است. همچنين فرسايش سطحي که برداشته شدن يکنواخت خاک بوسيله يک لايه نازک آب در حال جريان را مجسم ميکند از هر نظر غلط است. چون از يک طرف جريان لايه اي آب فقط در سرعتهايي بسيار بالاتر از سرعت معمولي آب در مزرعه قادر به خراشيدن سطح و ايجاد آب شکستگي است و از طرف ديگر رواناب بندرت ميتواند به فرم ورقه پهن و يکنواخت در حرکت باشد.
اگر توضيح مربوط به فرسايش سطحي را کنار گذاشته و به جاي آن فرسايش باراني را قرار دهيم ديگر مخالفتي با ادامه مراحل بعدي تقسيم بندي فوق يعني فرسايشهاي شياري، خندقي و کناره اي نخواهد بود. فرسايش شياري را ميتوان شسته شدن و حمل مواد از داخل آبراهه هايي با ديواره هاي مشخص و بدان حد کوچک که با شخم زدن معمولي از بين ميروند تعريف کرد. اين آبراهه ها وقتي خندق ناميده ميشوند که به آن اندازه بزرگ و دايمي شده باشند که عبور وسايل شخم در جهت عمود بر آنها ميسر نباشد. هيچ مرز مشخصي که اين دو نوع فرسايش را از يکديگر جدا سازد وجود ندارد. در نقاط مختلف دنيا خندقها به نامهاي متفاوتي مشهورند و از آن جمله است: وادي در شمال آفريقا، نولا در هندوستان، دونگا در آفريقاي جنوبي و آريو در آمريکاي جنوبي.
▪ اشکال خاص فرسايش آبي
فرسايش پاسنگيPedestal Erosion
وقتي که قسمتي از يک خاک مستعد فرسايش بوسيله سنگ يا ريشه گياه از فرسايش باراني محافظت ميشود؛ پاسنگهايي منفرد و مرتفع نسبت به زمينهاي اطراف به وجود مي آيند که در بالاي آنها اجسام مقاوم قرار دارند. فرسايش زمينهاي اطراف اين پاسنگها بيشتر بوسيله باران انجام ميگيرد تا جريانهاي سطحي آب چون که در پايه پاسنگها هيچ گونه اثري از بريدگي بوسيله آب مشاهده نميشود. اين نوع فرسايش به آهستگي و طي سالها در قسمتهايي از مراتع که از گياه پاک شده باشد به وجود مي آيد. در زمينهاي زراعي که به وسيله رگبارشهاي Rainstorm استثنايي شديدا فرسايش يافته باشند نيز ممکن است پاسنگها به وجود آيند. اهميت اين پاسنگها در اين است که با مطالعه ارتفاع آنها ميتوان بطور تقريبي عمق خاک از دست رفته را محاسبه کرد.
تفکيک پاسنگها از سکوهاي علفي حايز اهميت است. زيرا اين سکوها نيز معمولا داري سطح خاکي بالاتر از زمينهاي اطراف خود هستند.اين بلندي ممکن است نشان دهنده فرسودگي خاک بين دسته هاي علف بوده و سطح خاک در داخل آنها نمايانگر سطح اوليه خاک باشد. ولي اين احتمال نيز وجود دارد که سطح خاک داخل دسته هاي علفي در نگهداري خاک پرتاب شده از زمينهاي لخت اطراف آنها توسط برخورد قطرات باران بالا آمده باشد. در چند قطعه آزمايشي مشاهده گرديد که سطح خاک در داخل دسته هايي از گياه Eragrostits Curvula ۲۰ ميلي متر از زمينهاي اطراف بالاتر است. امکان داشت به آساني فرض شود که اين اختلاف ارتفاع نشانه اي از فرسايش شديد باشد. ولي در حقيقت اندازه گيريها نشان دادند که مقدار خاک از دست رفته کم و قابل اغماض بوده و اختلاف ارتفاع حاصله منحصرا نتيجه جابجايي جانبي خاک بوسيله برخورد قطرات باران بوده است.
فرسايش مخروطي
فرسايشي است با شکل مشخص که مخروطهاي بلندي در کناره هاي خندق به جا ميگذارد. قسمت زيرين اين مخروطها از خاکهاي بشدت فرسايش پذير تشکيل يافته است. اين فرسايش هميشه با شيارهاي عميق در جهت عمود بر کناره هاي خندقها همراه است. اين شيارها به سرعت ديواره خود را بريده و عريض ميشوند تا به همديگر برسند و مخروطهاي مجزايي را بر جاي بگذارند. معمولا در اين نوع فرسايش نيز مانند فرسايش پاسنگي، لايه اي از خاک مقاوم به فرسايش و يا سنگ و سنگ ريزه قسمت بالاي مخروطها را تشکيل ميدهد.
کناره هايي که به اين ترتيب فرسايش مي يابند معمولا به وسيله آب جاري و يا راکد به شدت از زير بريده ميشوند و فرسايش از نوع لوله اي نيز در چنين محلهايي فراوان ديده ميشود. شرايط شيميايي و فيزيکي خاک که موجب پيدايش چنين فرسايش شديدي ميگردد به وضوح مشخص نشده است. ولي معمولا اين فرسايش در خاکهايي به وقوع ميپيوندد که عدم تعادل شديد مانند زيادي سديم و يا پراکندگي ذرات در آنها ديده ميشود. تشخيص خاکهاي مستعد اين نوع فرسايش به اين ترتيب است که در حالت خشک جذب آب در آنها بسيار بطئي است ولي در حالت اشباع هيچ گونه چسپندگي نداشته و مانند گل جاري است.
کنترل خندقها و يا هر نوع ديگر احياي خاک وقتي که فرسايش مخروطي به چشم ميخورد مشکل است. شرايط ناجور رطوبت و مواد غذايي خاک، ايجاد پوشش گياهي را در اين خاکها مشکل ميکند. اين خاکها براي ساختمانهاي خاکي بسيار نامناسب بوده و ساختمانهاي سيماني و بتوني نيز سريعا از زير خالي شده و يا کج ميشوند.
▪ آبراهه هاي زيرزميني
سوراخها يا آبراهه هاي زيرزميني بيشتر در خاکهايي که مستعد فرسايش مخروطي هستند تشکيل ميگردند. ولي کاملا محدود به اين خاکها نميگردند. وقوع آن زماني است که آب سطحي به درون خاک نفوذ کرده و آنقدر پايين مي رود تا به يک لايه داراي قابليت نفوذ کمتر برخورد کند. اگر در چنين شرايطي که راه نفوذ عمودي آب بسته است آب به طور افقي از روي لايه با قابليت نفوذ کم حرکت کند ممکن است در مسير خود ذرات ريز خاک لايه متخلخل را شسته و از آن خارج نمايد. اين عمل خود باعث زيادتر شدن سرعت حرکت افقي آب گشته و باز فرسايش جانبي را اضافه ميکند تا بالاخره تونلي ايجاد شود. بدين ترتيب تمام آب سطحي در يک سوراخ عمودي ناپديد شده و در زيرزمين جريان مي يابد تا اينکه در جاي ديگر و احتمالا از ديواره هاي جانبي يک خندق سر به در آورد. خوشبختانه اين نوع فرسايش محدود است به زمينهاي بدخيم يا زمينهايي که از نظر کشاورزي داراي اهميت نيستند و گرنه هيچ گونه روش کنترل موثري براي آن نميتوان به کار برد.
▪ فرونشيني Slumping
فرونشيني معمولا پديده اي از فرسايش طبيعي است که بروز آن بدون دخالت بشر امکانپذير است. ولي امکان تشديد آن بوسيله بشر مثلا در کناره هاي خندقها وجود دارد. اين پديده مشخصا در مناطقي که داراي بارندگي زياد و خاک عميق هستند به چشم ميخورد و در چنين شرايطي به مهمترين عامل بوجود آمدن خندقها تبديل ميشود. اين عمل در جاهايي که دهانه خندق تا مرتفعترين نقطه و حتي بعد از آن عقب نشيني کرده و هيچ گونه جريان آبي به داخل خندق در محل دهانه نميتواند صورت گيرد بروز ميکند. اين خندقها اغلب با يک جريان سيلابي در داخل آبراهه ها شروع ميشوند ولي به مجرد اينکه خندقها ايجاد شدند فرسايش ميتواند به وسيله فرونشيني تنها ادامه يابد. از راههاي ديگر پيدايش اين پديده نشست ديواره هاي رودخانه ها و فرسايش ساحلي را ميتوان نام برد.
▪ کاهش کيفيت خاک
اگر فرسايش خاک را به معناي اعم آن تعريف کنيم شامل هر گونه تنزل يا کاهش قدرت محصول دهي خاک نيز ميشود. يک چنين تنزلي ميتواند به چندين طريق صورت پذيرد بدون اينکه خاکي از دست رفته باشد.
فرسايش حاصلخيزي
اين فرسايش که همان از دست رفتن مواد غذايي گياهي به وسيله فرسايش است از نظر کيفيت ميتواند با ميزان برداشت اين مواد به وسيله گياهان زراعي برابري کند. نحوه از دست رفتن مواد غذايي براي عناصر مختلف متفاوت است. فسفر معمولا همراه با ذرات کلوئيدي که بر روي آنها جذب شده است، از دست مي رود ولي ازت به فرمهاي نيتريت و نيترات که در آب محلول هستند ميتواند در رواناب حل شده و از زمين خارج گردد بدون اينکه هيچ گونه حرکتي فيزيکي خاک صورت گرفته باشد.
فرسايش پادلPuddle Erosion
اين فرسايش نيز يک تخريب فيزيکي است که در آن خاکي از دست داده نميشود. اين فرسايش متلاشي شدن ساختمان خاک به وسيله برخورد قطرات باران و شسته شدن ذرات ريز به داخل فرورفتيگيهاست که منجر به ايجاد يک خاک بدون ساختمان با سطح فشرده و قدرت محصول دهي کاهش يافته ميشود. شکل زير نمونه اي از فرسايش پادل را نشان ميدهد.
فرسايش عمودي
نوع ديگر جابجايي فيزيکي، شسته شدن ذرات ريز رس از داخل شن و سنگ ريزه متخلخل به طرف پايين و تجمع آن در لايه هاي زيرين نيم رخ خاک که داراي تخلخل کمتري است ميباشد. اين عمل دو اثر ميتواند داشته باشد که يکي از دست رفتن مواد ريز در يک نقطه و ديگري افزايش اين مواد در نقطه ديگر است. در خاکهاي شني کاهش قابل ملاحظه در ميزان مواد کلوئيدي و رسي که در اثر فرسايش عمودي ممکن صورت پذيرد موجب کاهش حاصلخيزي اين خاکها ميگردد. اثر دوم يعني تجمع مواد ريز کلوئيدي نيز ميتواند نامطلوب باشد و آن زماني است که تجمع اين مواد لايه اي با نفوذ پذيري کم براي ريشه گياه و آب ايجاد ميکند.
۲) فرسايش بادي
پنج نوع مختلف فرسايش بادي را ميتوان مشخص کرد که بين برخي از آنها فصول مشترکي وجود دارد و در غالب موارد تعدادي از آنها همزمان با هم به وقوع مي پيوندند.
نوع اول ديتروژن Detrusion ناميده ميشود همان ساييده شدن صخره ها و تپه هاي خاکي به وسيله ذرات معلق در باد است. تراشيده شدن صخره هاي بزرگ به اشکال عجيب و غريب که اغلب در صحراها مشاهده ميشوند به وسيله همين پديده صورت گرفته است. مشابه همين عمل در نزديکي هاي سطح زمين به وسيله ذرات درشت جهنده نيز صورت ميگيرد که به آن سايش Abrasion اطلاق ميشود.
سه نوع ديگر فرسايش بادي مربوط هستند به طرق مختلفي که مواد حمل ميشوند. حمل مواد بسيار ريز به صورت معلق در هوا صورت ميگيرد و تعليق Afflation ناميده ميشود. ذرات درشت با غلتيدن Extrusion و ذرات با اندازه متوسط در جهت باد به طريق جهشي Saltation حرکت ميکنند.
▪ اهميت نسبي انواع فرسايش
سوالي که اغلب مطرح ميشود اين است که کداميک از انواع فرسايش خطرناکترين آنهاست. جواب به اين سوال موقعي حايز اهميت است که يک برنامه حفاظت خاک از منابع محدود و ناکافي جهت مواجه با کل مسئله فرسايش برخوردار باشد و در نتيجه اين منابع محدود بايستي براي قسمتهاي انتخاب شده اي مورد استفاده قرار گيرند. بهرحال براي اين سوال يک جواب معين وجود ندارد و جواب بسته به اينکه چرا و به چه دليل به مهار فرسايش نياز هست تغيير ميکند.
چنانچه توليد گياهان زراعي به وسيله فرسايش به خطر افتاده است در اين صورت فرسايش باراني و شياري روي زمينهاي زراعي مهمترين فرسايش است. در صورتي که رسوبات حمل شده بوسيله جويبارها و رودخانه ها، درياچه هاي پشت سدها را که براي شبکه هاي آبياري ضروري هستند با خطر پر شدن روبرو ساخته است مهمترين منبع چنين رسوباتي احتمالا فرسايش از نوع خندقي يا کناره اي است. اين بدان جهت است که خاک فرسايش يافته به وسيله اين دو نوع فرسايش تماما و بلافاصله وارد جريانهاي جويباره اي ميگردد. جريانهاي ديگر نظير رواناب سطحي نيز ممکن است مقادير هنگفتي خاک از زمين زراعي خارج کند. اما به احتمال زياد اين خاک قبل از رسيدن به جريانهاي جويباره اي به وسيله پوشش گياهي متوقف شده و يا در گودالها وحفره ها رسوب مي نمايد.
اهميت نسبي انواع مختلف فرسايش و تعيين تقدم کنترل هر يک احتياج به بررسي و تحليل مسئله و همچنين اهداف برنامه حفاظتي دارد.
▪ مراحل مختلف پديده فرسايش
زماني که بخواهيم مقاومت نسبي انواع مختلف خاک را نسبت به فرسايش مورد بررسي قرار دهيم؛ وضعيتي شبيه آنچه در بالا گفته شد پيش مي آيد. در اينجا جوابهاي صحيح بر حسب اينکه نسبت به چه نوع فرسايشي اين مقاومت سنجيده ميشود متفاوت است. يک خاک ممکن است فرسايش کناره اي و برش از زير آسيب پذير باشد. اين موضوع را ميتوان به بهترين وجهي با در نظر گرفتن تقسيم بندي پديده فرسايش که ۳۰ سال قبل توسط اليسون انجام گرفت توضيح داد. در اين تقسيم بندي سه مرحله اساسي جدا شدن ذرات از همديگر (Detachment)، نقل مکان (Transportation) و رسوبگذاري (Deposition) براي فرسايش مشخص شده است. اليسون با بررسيهاي آزمايشگاهي نشان داد که خاکهاي مختلف عکس العملهاي متفاوتي در هر يک از مراحل فوق از خود نشان ميدهند. براي مثال ذرات خاکي با بافت شني بسيار آسانتر از ذرات يک خاک رسي از هم جدا ميشوند. ولي ذرات رس پس از جداشدن خيلي آسانتر از ذرات شن حمل ميگردند. بنابراين براي دانستن درجه سهولت جابجايي يا ميزان فرسايش پذيري هر خاک، حتما لازم است ماهيت فرسايش تعريف و مشخص گردد.
▪ محاسبه ميزان فرسايش
تخمينهاي عددي
از ضروريات اساسي هر علم يکي توانايي آن علم در توصيف و اندازه گيري علل و اثرات فرايندهاي طبيعي مربوط به موضوع علم است و ديگري توانايي پيشبيني اينکه در يک شرايط معين در آينده چه اتفاقي خواهد افتاد. از ضروريات فوق در مورد علم حفاظت خاک فقط اندازه گيري اثرات فرسايش آسان است که آن هم از زمان وولني (۱۸۸۰) تاکنون به کمک اندازه گيري وزن خاک فرسايش يافته انجام مي گرفته است. کوشش جهت براي پيشبيني فرسايش خيلي ديرتر و با کارهاي اداره حفاظت خاک آمريکا در دهه ۱۹۴۰ آغاز گرديد ويکي از اولين بررسيها در اين زمينه، کار ماسگريو در سال ۱۹۴۷ به نام بررسي کمي عوامل موثر در فرسايش آبي اولين تقريب است. عدم وجود عامل سوم يعني تشخيص و اندازه گيري علل از پيشرفتهاي علم حفاظت خاک جلوگيري مي کرد. بعد از موفقيت غير منتظره اليسون در مورد فرسايش باراني، مطالعات روي روابط علت و معلولي فرسايش موجب پيشرفت تدريجي در شبيه سازي رياضي گرديد که امکان پيشبيني فرسايش از روي داده هاي معين را فراهم مي آورد. آخرين و موثرترين اين مدلها به نام رابطه جهاني از دست رفتن خاک است. اين رابطه تمام عوامل متغيري که روي فرسايش باراني اثر ميگذارند را با عبارات رياضي در يک جا جمع ميکند. در اينجا با يک بيان ساده کيفي، مسايل فرسايش و کنترل آنها را مطرح ميکنيم.
بيان کيفي اصول
علت اساسي فرسايش آبي را ميتوان اعمالي دانست که باران بر روي خاک انجام ميدهد و مطالعه فرسايش را ميتوان به دو قسمت کرد. يکي اينکه چطور فرسايش تحت تاثير انواع مختلف باران قرار ميگيرد و ديگر اينکه شرايط متفاوت خاک آنرا چگونه تغيير ميدهد. ميزان فرسايش به اين ترتيب به ترکيبي از قدرت باران در ايجاد فرسايش و توانايي خاک در تحمل باران بستگي دارد. به عبارت رياضي، فرسايش تابعي است از فرسايندگي Erosivity(باران) و فرسايش پذيريErodability (خاک) يا (فرسايش پذيري) (فرسايندگي) F = فرسايش
فرسايندگي را ميتوان توانايي بالقوه باران در ايجاد فرسايش تعريف کرد که در يک شرايط معين خاک براي رگبارشهاي مختلف قابل مقايسه کمي است وبراي آن ميتوان مقدار عددي به وجود آورد. فرسايش پذيري را ميتوان آسيب پذيري خاک نسبت به فرسايش تعريف کرد که براي شرايط معين باران اين خاصيت خاک را ميتوان با خاک ديگر مقايسه کرد و باز امکان پيداکردن مقدار عددي براي فرسايش پذيري وجود دارد. فرسايش پذيري خاک را ميتوان به دو قسمت کرد. اول آن فرسايش پذيري که مربوط به خصوصيات اصلي و ذاتي خاک مثل ترکيبات شيميايي، فيزيکي و مکانيکي آن بوده که قابل اندازه گيري در آزمايشگاه ميباشد. دوم آن فرسايش پذيري است که به طرز رفتار با خاک يا مديريت مربوط ميشود. اين مديريت به نوبه خود به دو قسمت مديريت اراضي و مديريت زراعي تقسيم ميگردد. موضوعات وسيعي که ميتوان آنها را تحت نام مديريت اراضي جمع آوري کرده و در يک گروه قرار داد عبارتند از انواع مختلف استفاده از زمين، جنگلداري، مرتعداري، استفاده کشاورزي و غيره. جزء ديگر مديريت خيلي مفصلتر بوده و براي زمينهاي زراعي شامل نوع گياه، کود مصرف شده، برداشت و غيره نيز ميگردد. اينها جمعا مديريت کش و زرع را تشکيل ميدهند. بعضي از عمليات حفاظتي مديريت مانند شخم روي خطوط تراز يا تراس بندي موضوعاتي هستند که در مرز بين مديريت اراضي و مديريت کشت و زرع قرار دارند. در شکل زير، روش تقسيم بندي فوق به صورت نمودار نشان داده شده است که با فرسايندگي باران و فرسايش پذيري خاک آغاز شده و به ارتباط دادن تمام عوامل موثر در فرسايش که در فرمول جهاني فرسايش خاک به کار رفته اند منتهي ميگردد.
فرسايش تابعي است از:
فرسايندگي و فرسايش پذيري
باران خصوصيات فيزيکي مديريت
انرژي مديريت اراضي مديريت زراعي

فرسايش عبارت از جابجايي خرده هاي سنگي و خاک توسط باد،رودخانه و يخ مي باشد.مواد فرسايش يافته وارد درياها گرديده و به صورت رسوباتي از گراول (Gravel) ، م ...

هنگامي که مساحت زمين تحت آيش تابستانه(بهاره) در آمريکا در طول سه دهه ي گذشته کاهش پيدا کرد، تناوب گندم-آيش زمستانه(پاييزه)، سيستم مسلط و عمده ي کاشت د ...

هدر رفتن مايعي آب از خاک به دو صورت کلي انجام ميشود: نفوذ نزولي آب در داخل خاک که از طريق آن آب زايد لايههاي سطحي خاک دفع ميگردد. هرزروي آب که در سطح ...

در علوم مهندسي ، خاک مخلوط غير يکپارچهاي از دانههاي کانيها و مواد آلي فاسد شده ميباشد که فضاي خالي بين آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک ب ...

فلز ماده اي است که مي توان آن را صيقل داده و براق کرد، يا به طرح هاي گوناگون در آورد و از آن مفتول هاي سيمي ظريف تهيه کرد. فلز جسمي است که آزمايش هاي ...

● انواع هوازدگي هوازدگي را با توجه به نوع تغييراتي که در سنگ صورت مي گيرد به انواع مکانيکي و شيميايي تقسيم مي کنند. ▪ هوازدگي مکانيکي در هوازدگي مکاني ...

خاک ها مخلوطي از مواد معدني و آلي مي باشند که از تجزيه و تخريب سنگ ها در نتيجه هوازدگي بوجود مي آيند که البته نوع و ترکيب خاک ها در مناطق مختلف بر حسب ...

معمولاً وقتي از شدت درجه ريشتر (Richter) صحبت مي شود، تمام اطلاعات مربوط به شدت يک زلزله ارائه مي شود. زلزله اي که در تابستان سال ۱۹۹۸ قسمتي از افغانس ...

دانلود نسخه PDF - مکانيک فرسايش