Эродируемость

Эродируемость (или эродируемость ) — присущая почвам и горным породам податливость или неустойчивость к эрозии . Высокая эрозионность означает, что один и тот же объем работы, совершаемый процессами эрозии, приводит к большему удалению материала. Поскольку механика эрозии зависит от качества и связности материала, эрозия рассматривается по-разному в зависимости от типа эродированной поверхности.

Почвы

Эродированность почвы – это сосредоточенный параметр, который представляет собой интегральную годовую величину реакции почвенного профиля на процесс отслоения и переноса почвы дождевыми каплями и поверхностным стоком. Наиболее часто используемой моделью для прогнозирования потери почвы в результате водной эрозии является Универсальное уравнение потери почвы (USLE) (также известное как метод К-фактора), которое оценивает среднегодовую потерю почвы. $A$ как:

$A=RKLSCP$

где R – коэффициент дождевой эрозии , K – эродируемость почвы, L и S — топографические факторы, представляющие длину и уклон, а C и P — факторы управления земледелием.

Другие факторы, такие как содержание камня (так называемая каменистость ), который защищает почву от эрозии, очень важны в странах Средиземноморья. К-фактор оценивается следующим образом

К = [(2,1 х 10 ⁻⁴ М ^1.14 (12–ОМ) + 3,25 (с-2) + 2,5 (р-3))/100] * 0,1317

M: текстурный фактор с M = (m _ила + m _vfs ) * (100 - m _c )

m _c : содержание глинистой фракции (b0,002 мм);

м _ила : содержание илистой фракции (0,002–0,05 мм);

м _вфс : содержание очень мелкой фракции песка (0,05–0,1 мм);

OM: Содержание органических веществ (%)

s: структура почвы

р: проницаемость

К-фактор выражается в Международной системе единиц как та ха ха ⁻¹ МД ⁻¹ мм ⁻¹

Скалы

Модель напряжения сдвига

Геологические и экспериментальные исследования показали, что размыв коренных пород реками в первом приближении следует следующему выражению известная как модель напряжения сдвига при силовой эрозии:

${dz \over dt}=-K_{\tau }(\tau \ -\tau \ _{c})^{a}$

где z – высота русла реки, t – время, K _$\tau$ это эрозия, $\tau$ – базальное напряжение сдвига потока воды, а – показатель степени. Для русла реки с уклоном S и глубиной воды D , $\tau$ может быть выражено как:

$\tau \ =\rho \ gDS$

Обратите внимание, что $K_{\tau }$ включает в себя не только механические свойства, присущие породе, но и другие факторы, не учтенные в двух предыдущих уравнениях, такие как наличие речных инструментов (камешки, увлекаемые течением), которые фактически вызывают абразию русла реки.

$K_{\tau }$ можно измерить в лаборатории для слабых пород, но скорость речной эрозии в естественных геологических сценариях часто ниже 0,1 мм / год, и поэтому для проведения точных измерений разрез реки должен быть датирован периодами, превышающими несколько тысяч лет. Значения K _e варьируются от 10 ⁻⁶ до 10 ⁺² м ⁻¹ Хорошо ^−1.5 для а=1,5 и 10 ⁻⁴ до 10 ⁺⁴ м ⁻¹ Хорошо ⁻¹ для а=1. Однако гидрологические условия в этих временных масштабах обычно плохо ограничены, что препятствует качественному количественному определению D .

Эту модель можно также применить к почвам. В этом случае эрозионная способность K _$\tau$, можно оценить с помощью испытания на дырочную эрозию или испытания на струйную эрозию .

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:

${dz \over dt}=-K_{\omega }\ \omega \$

где $K_{\omega }$ это эрозионность, и $\omega$ – это единичная мощность потока, которую легко рассчитать как:

$\omega \ =\rho \ gQS/W$

где Q – расход воды реки [м ³ /с], W – ширина русла реки [м].

Относительные различия в долгосрочной эрозионной способности можно оценить путем количественной оценки реакции эрозии в аналогичных климатических и топографических условиях с разной литологией горных пород.

См. также

• Эрозия
• Мощность потока
• Потоковой степенной закон