อ่าน 4 นาที
ความสามารถในการกัดเซาะ
ความสามารถในการกัดเซาะ (หรือความอ่อนแอต่อการกัดเซาะ ) คือความอ่อนตัวหรือความไม่ต้านทานโดยธรรมชาติของดินและหินต่อการกัดเซาะ ความสามารถ...
ความสามารถในการกัดเซาะ
ความสามารถในการกัดเซาะ (หรือความอ่อนแอต่อการกัดเซาะ ) คือความอ่อนตัวหรือความไม่ต้านทานโดยธรรมชาติของดินและหินต่อการกัดเซาะ ความสามารถ ในการกัดเซาะสูงหมายความว่าปริมาณงานเท่ากันที่เกิดจาก กระบวนการ กัดเซาะจะนำไปสู่การกำจัดวัสดุที่มากขึ้น เนื่องจากกลไกเบื้องหลังการกัดเซาะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงและความเหนียวแน่นของวัสดุ ความสามารถในการกัดเซาะจึงถูกพิจารณาในวิธีที่แตกต่างกันไปตามประเภทของพื้นผิวที่ถูกกัดเซาะ
ดิน
ความสามารถในการกัดเซาะของดินเป็นพารามิเตอร์แบบรวมที่แสดงถึงค่าประจำปีแบบบูรณาการของปฏิกิริยาของหน้าตัดดินต่อกระบวนการแยกตัวและการขนส่งดินโดยหยาดฝนและการไหลของพื้นผิว[ 1 ] แบบจำลองที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสำหรับการทำนายการสูญเสียดินจากการกัดเซาะของน้ำคือสมการการสูญเสียดินสากล (USLE) (หรือที่รู้จักกันในชื่อเทคนิค K-factor) ซึ่งประมาณการการสูญเสียดินเฉลี่ยต่อปีดังนี้: [ 2 ]
โดยที่Rคือปัจจัยการกัดเซาะจากปริมาณน้ำฝน K คือความสามารถในการกัดเซาะของดิน[ 3 ] [ 4 ] LและSคือ ปัจจัย ทางภูมิประเทศ ที่แสดง ถึงความยาวและความลาดชัน และCและPคือปัจจัยการจัดการการปลูกพืช
ปัจจัยอื่นๆ เช่น ปริมาณหิน (เรียกว่าปริมาณหิน ) ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการกัดเซาะของดิน มีความสำคัญมากในประเทศแถบเมดิเตอร์เรเนียน[ 5 ] [ 6 ]ค่า K-factor ประมาณได้ดังนี้[ 1 ] [ 4 ]
K = [(2.1 × 10 −4 M 1.14 (12–OM) + 3.25 (s-2) + 2.5 (p-3))/100] * 0.1317
M: ปัจจัยด้านเนื้อสัมผัส โดยที่ M = (m silt + m vfs ) * (100 - m c )
m c :ปริมาณเศษส่วนของดินเหนียว (b0.002 มม.)
ตะกอนละเอียด : ปริมาณเศษส่วนของตะกอนละเอียด (0.002–0.05 มม.);
m vfs : ปริมาณเศษส่วนทรายละเอียดมาก (0.05–0.1 มม.)
OM: ปริมาณสารอินทรีย์ (%)
s: โครงสร้างดิน
p: การซึมผ่าน
ค่า K-factor แสดงในหน่วยระบบสากลเป็น t ha h ha −1 MJ −1 mm −1
หิน
แบบจำลองแรงเฉือน
การศึกษาทางธรณีวิทยาและการทดลองแสดงให้เห็นว่าการกัดเซาะหินฐานโดยแม่น้ำเป็นไปตามสมการต่อไปนี้ในเบื้องต้น[ 7 ]ซึ่งรู้จักกันในชื่อแบบจำลองแรงเฉือนของ การกัดเซาะ จากพลังของกระแสน้ำ :
โดยที่zคือระดับความสูงของพื้นแม่น้ำtคือเวลาKคือความสามารถในการกัดเซาะคือแรงเฉือน ที่ฐาน ของการไหลของน้ำ และaคือเลขชี้กำลัง สำหรับร่องน้ำที่มีความลาดชันSและความลึกของน้ำDสามารถแสดงได้ดังนี้:
โปรดทราบว่าค่าที่ฝังอยู่ไม่เพียงแต่คุณสมบัติทางกลที่อยู่ในหินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยอื่นๆ ที่ไม่ได้นำมาพิจารณาในสมการสองสมการก่อนหน้านี้ เช่น การมีอยู่ของเครื่องมือในแม่น้ำ (ก้อนกรวดที่ถูกกระแสน้ำพัดพาไป) ซึ่งเป็นสาเหตุของการสึกกร่อนของพื้นแม่น้ำ
สามารถวัดได้ในห้องปฏิบัติการสำหรับหินอ่อน แต่โดยทั่วไปอัตราการกัดเซาะของแม่น้ำในสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติมักจะช้ากว่า 0.1 มม./ปี ดังนั้นการกัดเซาะของแม่น้ำ จึง ต้องกำหนดอายุในช่วงเวลาที่ยาวนานกว่าสองสามพันปีเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำค่า Keอยู่ระหว่าง 10 −6ถึง 10 +2ม. yr −1 Pa −1.5สำหรับ a=1.5 และ 10 −4ถึง 10 +4ม. yr −1 Pa −1สำหรับ a=1 [ 8 ]อย่างไรก็ตาม เงื่อนไขทางอุทกวิทยาในช่วงเวลาเหล่านี้มักจะไม่ได้รับการกำหนดอย่างแม่นยำ ทำให้การหาปริมาณD ที่ดีเป็นไปได้ ยาก
แบบจำลองนี้สามารถนำไปใช้กับดินได้เช่นกัน[ 9 ]ในกรณีนี้ ความสามารถในการกัดเซาะKสามารถประมาณได้โดยใช้การทดสอบการกัดเซาะแบบรูหรือการทดสอบการกัดเซาะแบบเจ็ท
แบบจำลองพลังงานกระแสหน่วย
แบบจำลองทางเลือกสำหรับการกัดเซาะหินฐานคือกำลังน้ำต่อหน่วยซึ่งสมมติว่าอัตราการกัดเซาะเป็นสัดส่วนกับการสูญเสียพลังงานศักยภาพของน้ำต่อหน่วยพื้นที่:
โดยที่ค่าการกัดเซาะและกำลังของกระแสน้ำต่อหน่วย ซึ่งสามารถคำนวณได้ง่ายๆ ดังนี้:
โดยที่Qคือปริมาณน้ำที่ไหลออกจากแม่น้ำ [m³ / s] และWคือความกว้างของร่องน้ำ [m]
ความแตกต่างเชิงสัมพัทธ์ในการกัดเซาะในระยะยาวสามารถประเมินได้โดยการหาปริมาณการตอบสนองต่อการกัดเซาะภายใต้สภาพภูมิอากาศและภูมิประเทศที่คล้ายคลึงกันด้วยหินประเภทต่างๆ[ 10 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความสามารถในการกัดเซาะ
ความสามารถในการกัดเซาะ (หรือความอ่อนแอต่อการกัดเซาะ ) คือความอ่อนตัวหรือความไม่ต้านทานโดยธรรมชาติของดินและหินต่อการกัดเซาะ ความสามารถ...
ดิน
ความสามารถในการกัดเซาะของดินเป็นพารามิเตอร์แบบรวมที่แสดงถึงค่าประจำปีแบบบูรณาการของปฏิกิริยาของหน้าตัดดินต่อกระบวนการแยกตัวและการขนส่งดินโดยหยาดฝนและการไหลของพื้นผิว [ 1 ] แบบจำลองที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสำหรับการทำนายการสูญเสียดินจากการกัดเซาะของน้ำคือ...
แบบจำลองแรงเฉือน
การศึกษาทางธรณีวิทยาและการทดลองแสดงให้เห็นว่าการกัดเซาะหินฐานโดยแม่น้ำเป็นไปตามสมการต่อไปนี้ในเบื้องต้น [ 7 ] ซึ่งรู้จักกันในชื่อ แบบจำลองแรงเฉือน ของ การกัดเซาะ จากพลังของกระแสน้ำ :
แบบจำลองพลังงานกระแสหน่วย
แบบจำลองทางเลือกสำหรับการกัดเซาะหินฐานคือ กำลังน้ำต่อหน่วย ซึ่งสมมติว่าอัตราการกัดเซาะเป็นสัดส่วนกับการสูญเสียพลังงานศักยภาพของน้ำต่อหน่วยพื้นที่: