Эрозионная способность - Erodability

Эрозионная способность (или же размываемость) - это внутренняя податливость или нестойкость грунтов и горных пород к эрозия. Высокая эрозионная способность означает, что такой же объем работы, выполняемой эрозия процессы 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 отделения и переноса почвы каплями дождя и поверхностным потоком.^[1] Наиболее часто используемой моделью для прогнозирования потери почвы в результате водной эрозии является модель Универсальное уравнение потерь почвы (USLE) (также известный как метод К-фактора), который оценивает среднегодовую потерю почвы ${\displaystyle A}$ в качестве:^[2]

${\displaystyle A=RKLSCP}$

куда р это коэффициент эрозии дождя, K эродируемость почвы,^[3][4] L и S находятся топографический факторы, представляющие длину и уклон, и C и п факторы управления земледелием.

Другие факторы, такие как содержание камней (называемые каменность), который действует как защита от эрозии почвы, очень важны в странах Средиземноморья.

Горные породы

Модель напряжения сдвига

Геологические и экспериментальные исследования показали, что размыв коренной породы реками в первом приближении следует следующему выражению^[5] известный как модель напряжения сдвига из мощность потока эрозия:

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

куда z высота русла реки, т время, К_ тау эродируемость, ${\displaystyle \tau }$ - базальное напряжение сдвига потока воды, и а - показатель степени. Для русла реки с уклоном S и глубина воды D, ${\displaystyle \tau }$ можно выразить как:

${\displaystyle \tau \ =\rho \ gDS}$

Обратите внимание, что ${\displaystyle K_{\tau }}$ 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.

${\displaystyle K_{\tau }}$ могут быть измерены 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. K_е диапазон значений от 10⁻⁶ до 10⁺² м год⁻¹ Па^−1.5 для a = 1,5 и 10⁻⁴ до 10⁺⁴ м год⁻¹ Па⁻¹ для a = 1.^[6] Однако гидрологические условия в этих временных масштабах обычно плохо ограничиваются, что затрудняет качественную количественную оценку D.

Модель мощности единичного потока

Альтернативной моделью эрозии коренных пород является мощность потока, который предполагает, что скорость эрозии пропорциональна потенциальным потерям энергии воды на единицу площади:

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

куда ${\displaystyle K_{\omega }}$ эродируемость, а ${\displaystyle \omega }$ - мощность единичного потока, которую легко вычислить как:

${\displaystyle \omega \ =\rho \ gQS/W}$

куда Q расход воды реки [м³/песок 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

• Эрозия
• Мощность потока
• Закон мощности потока

Рекомендации

1. Ренар. «Справочник РУСЛЕ» (PDF).
2. Уорд, Эндрю Д. и Тримбл, Стэнли В. (2004). «Консервация почвы и бюджеты наносов». Экологическая гидрология. CRC Press. п. 259. ISBN  978-1-56670-616-2.
3. Эродируемость почвы (К-фактор) в Европе, Европейская комиссия.
4. 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. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2014.02.010. PMID  24561925.
5. Багнольд Р. А. (1977), Перенос постельного белья естественными реками, Водные ресурсы. Res., 13, 303–312, DOI: 10.1029 / WR013i002p00303.
6. Гарсиа-Кастелланос, Д., А. Вильясеньор, 2011. Мессинский кризис солености, регулируемый конкурирующей тектоникой и эрозией в Гибралтарской дуге. Природа, 480, 359-363, DOI: 10.1038 / nature10651
7. Гук, Рорер, 1977 - Относительная эродируемость типов пород в материнской области, определенная 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