Cum se tratează eroziunea apei?

Eroziunea este rezultatul forțelor naturii care acționează asupra solurilor și a altor materiale terestre. Deplasarea particulelor de sol sub forța apei, urmată de transportul lor departe de locul inițial, poate fi numită eroziune hidrică.

Acest lucru joacă un rol major în pierderea solului vegetal, care reprezintă primii câțiva centimetri vitali ai oricărui ecosistem solific și conține cele mai importante cantități de nutrienți ai solului și diversitate microbiană. Există multiple forme ale acestora, care modifică terenul în diverse moduri.

Deși toate locurile de pe planetă sunt predispuse la erodarea apei, regiunile cu topografie în pantă sunt în mod normal mai afectate decât cele cu peisaje mai plate. Printre zonele vulnerabile se numără cele cu un conținut mai scăzut de materie organică în sol, straturile de sol impermeabile, precum și solurile lutoase.

Ce este eroziunea apei?

Eroziunea cauzată de apă este un proces complicat, cu multe forme diferite, dar poate fi rezumat ca îndepărtarea sau deplasarea solului din locația sa inițială de către apă. Aceasta este rezultatul precipitațiilor, topirii zăpezii, curgerii râurilor, mișcării ghețarilor sau ciclurilor de îngheț/dezgheț.

Similar eroziunii cauzate de apă, aceasta va eroda lent peisajele în timp dacă nu este abordată și poate fi foarte periculoasă pentru cei ale căror mijloace de trai depind de menținerea intactă a terenului, cum ar fi terenurile agricole și peisajele ecologice.

Diferite forme de eroziune a apei întâlnite frecvent sunt eroziunea prin râpe, eroziunea prin rigole, eroziunea prin efect de stropire, eroziunea prin curgere în straturi și eroziunea prin tunelare, fiecare dintre acestea fiind abordate mai detaliat în acest articol mai jos.

Ce cauzează eroziunea apei?

Ca multe fenomene de mediu, există atât forme naturale, cât și forme exacerbate de eroziune, acestea din urmă fiind rezultatul direct sau indirect al activităților noastre. De exemplu, eroziunea malurilor cauzată de curgerea râurilor de-a lungul a sute de ani este o formă naturală de eroziune a apei care s-ar putea produce cu sau fără intervenție umană.

În schimb, eroziunea apei care a fost intensificată sau creată de activitatea noastră poate include orice, de la inundații și degradarea terenurilor agricole cauzată de irigațiile necorespunzătoare, până la topirea accelerată a ghețarilor din cauza efectului de seră sporit cauzat de poluarea cauzată de om.

Poate fi dificil de identificat cauza exactă a eroziunii apei atunci când se iau în considerare interacțiunile complexe prezente în sistemele ecologice și fizice afectate, dar este clar că activitatea noastră și-a crescut nivelurile generale, în special în principalele regiuni agricole ale lumii.

Cu toate acestea, principalul motiv al eroziunii apei pe terenurile agricole poate fi atribuit mai multor activități intenționate sau neintenționate, cum ar fi irigarea necorespunzătoare, calitatea și cantitatea necorespunzătoare a îngrășămintelor, disponibilitatea extremă sau insuficientă a apei, practicile culturale dăunătoare etc.

Următorii factori sunt responsabili pentru definirea magnitudinii sale:

1. Caracteristicile precipitațiilor:

Precipitațiile pot fi considerate principalul vinovat al eroziunii apei, deoarece cea mai mare parte a apei este circulată sub formă de ploaie în ciclul apei. Mai mult, intensitatea precipitațiilor, cantitatea de precipitații și distribuția sezonieră a precipitațiilor le influențează în mare măsură.

Este evident că, cu cât intensitatea și cantitatea precipitațiilor sunt mai mari, cu atât este mai mare probabilitatea ca acestea să fie severe. De asemenea, distribuția sezonieră a precipitațiilor joacă un rol major, mai ales în climatul schimbător de astăzi, deoarece precipitațiile neregulate au devenit din ce în ce mai mult o problemă majoră pentru sistemele agricole alimentate cu ploaie din întreaga lume.

2. Caracteristicile bazinului hidrografic:

Bazinul hidrografic este întinderea de teren care are o ieșire comună pentru apa curgătoare. Apariția acestuia într-un bazin hidrografic depinde în mare măsură de mai multe caracteristici ale bazinului, cum ar fi dimensiunea, forma și panta bazinului, precum și prezența sau absența unui canal de apă bine definit.

Așa cum am menționat anterior, o zonă cu o pantă mai mare are șanse mai mari de eroziune a apei, deoarece efectul apei este exacerbat de acțiunea gravitației. Un bazin hidrografic bine drenat are șanse mai mici de eroziune a apei decât unul fără canale de apă.

3. Caracteristicile solului:

Solul diferă de la un loc la altul și fiecare tip de sol reacționează diferit la efectul apei erodate. Proprietățile solului care îl afectează sunt proprietățile fizice (textura, structura, porozitatea și densitatea), proprietățile chimice (pH-ul, capacitatea de schimb cationic, conținutul de nutrienți) și proprietățile biologice (prezența sau absența vegetației, microorganismelor și faunei din sol).

4. Caracteristici atmosferice:

Condițiile climatice și meteorologice ale regiunii contribuie, de asemenea, semnificativ la eroziunea prin apă. Fenomenele meteorologice pot afecta atât ciclul hidrologic, cât și ciclul biologic al vegetației, care, la rândul său, îl afectează.

Tipuri de eroziune a apei

Există cinci tipuri principale de eroziune a apei, toate acestea rezultând din circumstanțe separate sau evenimente meteorologice, multe dintre ele fiind interconectate. Unele sunt mai severe decât altele, cum ar fi eroziunea rigolelor și tunelurilor, și toate sunt fenomene naturale pe care le-am observat amplificate de activitatea umană, în special în zonele agricole.

1. Eroziune prin stropire

Eroziunea prin stropire apare în urma impactului picăturilor de ploaie asupra solului vegetal delicat, ceea ce creează un mic crater care se poate lărgi în timp. De obicei, particulele de sol individuale sau mici sunt îndepărtate din structura principală a solului.

Explicația științifică pentru efectul de stropire al picăturilor de ploaie este că un corp în mișcare (în cadere) are energie cinetică, iar la impact, acea energie este transferată particulelor de sol care se desprind de pe pământ.

Deși evenimentele individuale au un impact mai mic decât alte tipuri de eroziune hidrică din această listă, efectul combinat al nenumăratelor picături de ploaie este cel care face ca efectul să fie semnificativ. În special, eroziunea prin stropire este o problemă deosebit de îngrijorătoare în zonele în care lipsește complet vegetația.

2. Eroziunea în straturi

Eroziunea în straturi subțiri este eroziunea solului în straturi subțiri de către excesul de apă care curge sub formă de straturi deasupra solului. Atunci când cantitatea de precipitații sau de apă de pe uscat depășește capacitatea terenului de a absorbi apa, apa nu se poate infiltra în sol și transportă cu ea un strat subțire de sol atunci când curge în josul pantei.

Eroziunea în straturi poate fi definită ca revărsarea apei deasupra solului într-un strat uniform și erodarea particulelor mici și ușoare găsite în stratul superior. Eroziunea în straturi este legată de formarea rigolelor, unde precipitațiile torențiale depășesc capacitatea solului de a absorbi apa.

Pe un deal sau un peisaj în pantă, acest lucru poate duce la acumularea de particule de sol într-o movilă la baza pantei, rezultând chiar și formarea unui șanț în stratul superficial.

3. Eroziunea șanțurilor

Așa cum eroziunea în straturi creează eroziunea șanțurilor, eroziunea șanțurilor duce în cele din urmă la eroziunea șanțurilor atunci când nu este abordată. Un șanț poate fi definit ca un canal puțin adânc care s-a dezvoltat din eroziunea apei și care, de obicei, nu depășește 30-50 cm în lățime sau adâncime.

Este inițierea dezvoltării canalelor de curgere a apei care, în timp, cresc în adâncime și lățime pe măsură ce erodează din ce în ce mai mult din materiale ale solului și îl transportă în aval prin râuri.

Se găsesc de obicei în zone deluroase sau în pantă, precum și în zone în care solul este gol și vulnerabil la eroziune, cum ar fi zonele defrișate sau terenurile agricole comerciale.

4. Eroziunea rigolelor

Eroziunea prin rigole este un tip de eroziune avansată a apei care provine din formarea de șanțuri care se adâncesc până când devin treptat șanțuri adânci și largi, mult mai dificil de reparat și foarte impracticabile pentru utilaje în cazul agriculturii.

Apa care curge prin râpe este adesea de o calitate mai slabă, deoarece conține o concentrație mare de sedimente și particule de sol, pe măsură ce continuă să erodeze peisajul.

Ravenele reprezintă o problemă mult mai serioasă pentru productivitatea terenurilor agricole, precum și pentru orice altă utilizare a terenurilor, deoarece necesită mai mult timp și efort pentru reparații și, dacă nu sunt corectate corespunzător și în condiții favorabile, pot continua să crească până la punctul în care întregul teren trebuie să fie inutilizabil.

În zonele în care se găsesc rigole avansate, încărcarea cu sedimente în râurile din aval este, de asemenea, o problemă serioasă.

5. Eroziunea tunelurilor

Eroziunea în tuneluri este un tip unic de eroziune a apei subterane, cauzată de obicei de pătrunderea apei într-o zonă subterană goală, care apoi deplasează particulele de sol departe de locația lor originală sub suprafața solului, formând tuneluri.

Acest tip de eroziune este foarte periculos, deoarece poate să nu fie evident pentru o perioadă de timp, dar creează peisaje instabile, predispuse la prăbușire. Eroziunea de tunel se găsește în principal în anumite tipuri de sol, cum ar fi sodosolul, care are un subsol instabil.

Avansarea eroziunii tunelurilor are loc atunci când apa pătrunde în interiorul solului prin găuri sau crăpături de pe teren, formate de rădăcinile copacilor sau din alte cauze. Eroziunea tunelurilor afectează serios capacitatea solului de reținere a apei.

Combaterea eroziunii apei

Se manifestă în diverse forme și grade de severitate, toate acestea duc la degradarea terenurilor și la pierderea capacității productive a acestora.

Deși cele mai precise și eficiente soluții pentru combaterea eroziunii apei depind de factori precum topografie, vegetația, condițiile atmosferice etc., există câteva metode sau practici stabilite care, singure sau în combinații indiferente, pot fi utilizate pentru a preveni, atenua sau reduce acțiunea și impactul acesteia:

1. Selectați utilizarea adecvată a terenului

Utilizarea terenului selectată pentru un anumit teren ar trebui să corespundă tipului și vulnerabilității solului la eroziune. Amplasarea, caracteristicile fizice și chimice ale solului ar trebui să determine alegerea utilizării terenului.

De exemplu, pantele abrupte sunt cele mai potrivite pentru producția de culturi furajere, în timp ce pădurile sunt o utilizare adecvată a terenurilor marginale cu soluri degradate și slab productive.

2. Mențineți materia organică

Materia organică este cea care leagă solul. Solurile cu un conținut mai mare de materie organică sunt mai stabile, cu o bună infiltrare și o capacitate mare de reținere a apei, ceea ce face ca solul să fie mai puțin predispus la erodare.

Nu numai atât, materia organică este vitală pentru activitățile microorganismelor și o mai bună producție a vegetației. Acest lucru ajută în continuare solul să fie rezistent la acțiunea erozivă a apei. Este eficientă în principal în controlul eroziunii șanțurilor, eroziunii în straturi, eroziunii în tuneluri etc.

Menținerea conținutului de materie organică necesită, de obicei, verificarea echilibrului dintre rata de descompunere și rata de acumulare a materiei organice. Practicile planificate, cum ar fi reducerea perturbării structurii solului și adăugarea de gunoi de grajd sau lăsarea reziduurilor vegetale, servesc la stabilirea și menținerea acestui echilibru.

3. Stabilirea unei acoperiri cu reziduuri vegetale

Asigurarea acoperirii solului prin lăsarea reziduurilor de culturi pe pământ este o metodă dovedită pentru reducerea în principal a eroziunii prin stropire. Procedând astfel, precipitațiile nu intră în contact direct cu solul și, prin urmare, nu sunt erodată ușor. În plus, se controlează și eroziunea în straturi prin reducerea debitului de apă la suprafață.

Stabilirea reziduurilor vegetale se obține prin operațiuni de reducere a aratului sau prin utilizarea metodei aratului conservativ.

4. Lucrări reduse ale solului

Operațiunea de arare intensă este utilizată în speranța de a face solul mai arabil, dar aceasta îl face ușor erodabil. Aceasta perturbă integritatea structurală a solului, reduce conținutul de umiditate și îl face vulnerabil la efectul de stropire al picăturilor de ploaie.

Așadar, reducerea operațiunilor de arare a solului sau utilizarea unor metode alternative este esențială pentru a face față tuturor tipurilor de eroziune.

5. Folosiți aratul zero sau semănatul direct

Ararea zero și semănatul direct sunt două metode eficiente de combatere a eroziunii solului și sunt adesea folosite în combinație pentru a crește productivitatea agricolă a terenului. Ararea zero lasă majoritatea reziduurilor de cultură distribuite uniform pe toată suprafața, iar miriștile sunt, de asemenea, lăsate intacte.

Semănatul direct implică semănarea culturilor direct pe resturile vegetale anterioare, cu utilizarea de îngrășăminte și erbicide pentru a înlocui aratul solului pentru controlul buruienilor și ciclul nutrienților. Este o metodă economică și benefică de a reduce impactul negativ al eroziunii apei, împreună cu creșterea producției.

6. Folosiți pârloagele de conservare

Utilizarea pârloagei a fost o metodă eficientă de revitalizare a productivității terenului prin lăsarea acestuia steril pentru una sau mai multe perioade vegetative.

Cu toate acestea, cazurile de eroziune moderată până la severă au fost frecvente în pârloagele lăsate fără acoperire cu reziduuri agricole, deoarece conținutul de materie organică din sol scade odată cu creșterea descompunerii.

Pentru a rezolva această problemă, pârloagele conservative lasă reziduurile culturale în pârloage, ceea ce continuă să aducă materie organică în sol, reducând în același timp operațiunile de arare.

7. Cultivați plante furajere și utilizați rotația culturilor

Utilizarea rotației culturilor și integrarea plantelor furajere în rotația culturilor reduc substanțial eroziunea hidrică în ferme. Plantele furajere perene au un sistem radicular fibros care protejează solul atât de deasupra, cât și de sub pământ.

Selectarea momentului potrivit pentru rotație, precum și a celor mai bune soiuri de culturi permit fermei să mențină un ciclu sănătos de nutrienți. Leguminoasele și cerealele, atunci când sunt rotate alternativ cu furaje, dau cele mai bune rezultate împotriva controlului acestora.

8. Folosiți semănatul direct pentru conversia pășunilor

Metoda de semănare directă a culturilor în gazon ajută la eliminarea cerințelor intense de arat și grăpat pe pășuni, menținând în același timp aceeași cantitate de Randament. Semănatul direct se poate face cu ajutorul unui disc, precum și al unei semănători pneumatice.

9. Controlul eroziunii severe

Deși adoptarea unor bune practici pentru a combate eroziunea naturală a apei este eficientă, controlul cazurilor severe, cum ar fi râpele și sedimentarea extremă, necesită măsuri mai specializate, cum ar fi:

10. Căi navigabile acoperite cu iarbă

Așa cum sugerează și numele, căile navigabile acoperite cu iarbă sunt canalele de pe terenurile agricole care transportă cantități mari de apă de pe teren către o priză sigură. Căile navigabile servesc la eliminarea excesului de apă de pe terenurile agricole, fără a permite erodării solului.

Cu toate acestea, căile navigabile nou construite sunt predispuse la defectare din cauza acțiunii erozive a apei. Așadar, menținerea unui strat bun de iarbă pe căile navigabile asigură sustenabilitatea.

Cursurile de apă acoperite cu iarbă ar trebui să fie suficient de mari pentru a putea drena volumele maxime de apă provenite de la furtuni și topirea zăpezii și, prin urmare, ar trebui să se ia în considerare atât înregistrările istorice, cât și dimensiunea terenului care urmează să fie drenat prin intermediul căii navigabile.

La amenajarea unei căi navigabile cu iarbă, trebuie prevăzută o pantă ușoară și trebuie respectat pe cât posibil modelul normal de drenaj.

11. Canale căptușite

Canalele artificiale, precum și rigolele naturale, ajută la transportarea excesului de apă departe de terenurile agricole. Căptușirea canalelor cu un covoraș care ajută la controlul eroziunii din interiorul canalului contribuie la creșterea stabilității acestora împotriva eroziunii malurilor și a albiei canalului.

Canalele căptușite pot fi construite folosind mijloace biologice, cum ar fi gazon, roci și ierburi, precum și geotextile fabricate și beton, ambele fiind extrem de eficiente în restricționarea expansiunii rigolelor și transportul periodic al apei peste pante cu o pantă de 10%. Canalele căptușite ajută, de asemenea, la menținerea calității apei în aval.

12. Structuri de cădere

Canalul prin care curge apa este greu de crezut uniform și plat. Uneori, diferența de altitudine pe o distanță mică este suficient de mare pentru a accelera forțele cinetice și gravitaționale ale apei, provocând eroziune.

În astfel de locații, structurile de cădere sunt construite pentru a face ca apa să cadă în siguranță pe terenuri mai joase. Pentru a realiza acest lucru, se utilizează diferite tipuri de structuri de cădere, cum ar fi structurile de cădere verticală, structurile de cădere cu mortar și structurile de cădere din țevi. Printre acestea, structurile de cădere din țevi sunt mai ușor și mai puțin costisitoare de construit.

13. Secțiune transversală a unei structuri de cădere a țevii:

Structurile de cădere a țevilor pot varia, de asemenea, în funcție de nevoile amplasamentului și de metoda de construcție. Cele mai simple tipuri de structuri de cădere a țevilor includ amplasarea unei țevi împreună cu fluxul canalului care leagă elevațiile ascendente și descendente.

Apa curgătoare este concentrată în orificiul de admisie al țevii, apoi apa curge în interiorul țevii și este eliberată înapoi în canal prin ieșire.

O structură mai complexă de cădere a conductelor include construirea unei berme sau a unei zone de stocare în amonte, unde apa este reținută temporar.

Una sau mai multe țevi de plastic cu deschideri mici, ca intrări în bermă, sunt introduse în pământ, cu ieșirile lor deschizându-se în canalele de dedesubt. Procedând astfel, apa este îndepărtată într-un ritm lent, iar menținerea apei în amonte ajută, de asemenea, la creșterea nivelului de umiditate.

14. Terasare

În topografia accidentată, cu pante abrupte și neîntrerupte, terasele reprezintă cea mai bună opțiune pentru a face față eroziunii apei și mișcărilor în masă, cum ar fi alunecările de teren cauzate de aceasta.

Construirea unor canale pe pante abrupte este dificilă, iar canalele naturale de apă nu pot drena întreaga zonă. Drept urmare, apa tinde să curgă de-a lungul pantei și prin solul în panta descendentă. Terasele sunt construite de-a lungul conturului pentru a controla fluxul de apă.

15. Secțiune transversală a terasei

Construirea teraselor în astfel de zone are ca rezultat interceptarea apei de scurgere de către terase, iar apa astfel interceptată este drenată prin canalele care separă terasele.

Construirea teraselor pe terenuri denivelate include tăierea sau îndepărtarea materialelor pentru a forma canale și utilizarea materialului pentru a forma terenuri plate numite berme unde se cultivă culturi.

Construirea teraselor este destul de scumpă, dar având în vedere lipsa alternativelor pe terenurile în pantă, terasele reprezintă una dintre cele mai bune opțiuni pentru controlul acesteia, ceea ce ajută în continuare la stabilizarea pantei și la creșterea potențialului productiv al solului.

Exemple de eroziune a apei

Exemple de eroziune a apei pot fi văzute peste tot în jurul nostru. Forma particulară a dealurilor și munților este rezultatul acțiunii constante de uzură a apei și a vântului. Câteva exemple includ:

1. Peșteri: Peșterile sunt una dintre cele mai fascinante forme de relief naturale de pe Pământ și se formează în mare parte prin acțiunea apei curgătoare de-a lungul multor ani.

Acest proces este exacerbat și mai mult de acidul carbonic din carbura de calciu a rocii, care poate duce la peșteri de sute de kilometri lungime, precum peștera mamut din Statele Unite.

2. Eroziunea malurilor râului: Eroziunea malurilor este îndepărtarea materialelor râului prezente pe malurile râului, pe măsură ce apa curgătoare se lovește de coturile râului.

Eroziunea malurilor râurilor este o problemă serioasă în sistemele agricole din câmpiile inundabile, unde mii de acri de teren cultivabil sunt spălate anual din cauza tăierii malurilor râurilor.

3. Canioane: Unul dintre cele mai grandioase exemple de eroziune a apei este Marele Canion, format prin acțiunea erodativă a râului Colorado acum milioane de ani.

Marele Canion și alte canioane din întreaga lume sunt reprezentări pitorești ale puterii sale.

4. Eroziunea costieră: Eroziunea costieră este eroziunea terenurilor de pe linia de coastă, care are ca rezultat formarea de stânce costiere și îndepărtarea regulată a terenurilor de coastă.

Concluzie

Apa este o forță puternică a naturii, iar efectul său erodativ poate provoca daune grave productivității generale a terenurilor agricole de pretutindeni, în special pe terenurile marginale. Deși cauzele eroziunii apei pot fi atât naturale, cât și accelerate de om, există anumiți factori, precum proprietățile solului și caracteristicile precipitațiilor, care definesc severitatea acesteia.

În plus, este cel mai bine să se abordeze problema cât mai devreme posibil, atunci când operațiunile normale de arare a solului și adoptarea unor bune practici agricole o pot controla eficient și economic. Cu toate acestea, eroziunea severă cauzată de apă sau riscul potențial de eroziune al acesteia necesită alte măsuri, cum ar fi structuri de declivitate, terase, cursuri de apă acoperite cu iarbă și canale căptușite.

În cele din urmă, mijloacele de control al eroziunii apei pot fi rezumate la menținerea unei bune acoperiri a coroanei și a integrității structurale a solului. Prevenirea și atenuarea acesteia sunt vitale pentru susținerea operațiunilor agricole și agricole pe terenurile agricole.

Întrebări frecvente

1. Ce tip de eroziune hidrică apare atunci când apa se deplasează pe pante în canale mici?

Eroziunea prin riuleț este tipul care apare atunci când apa curge pe pante în canale mici. Apare atunci când apa de ploaie sau scurgerile creează canale mici și puțin adânci în sol.

Eroziunea șanțurilor poate fi un precursor al unor forme mai severe de eroziune dacă nu este controlată. Este important să se implementeze practici adecvate de conservare a solului pentru a preveni și atenua eroziunea șanțurilor.

2. Care este cea mai erozivă forță a apei?

Cea mai erozivă forță a apei este cunoscută sub numele de “eroziune în straturi”. Se întâmplă atunci când un strat subțire de apă curge pe o suprafață mare, provocând desprinderea și transportul particulelor de sol.

Eroziunea în straturi poate fi deosebit de dăunătoare, deoarece poate duce la pierderea solului vegetal fertil. Implementarea unor măsuri de conservare a solului, cum ar fi aratul pe contur și terasarea, poate ajuta la atenuarea efectelor eroziunii în straturi și la protejarea terenului.

3. Cum poate solul erodat să pătrundă într-o apă?

Solul erodat poate pătrunde într-o apă printr-un proces numit “sedimentare”. Când are loc eroziunea solului, particulele de sol erodate sunt transportate de scurgerile de apă sau de vânt. Aceste particule pot ajunge în cele din urmă în râurile, pâraiele sau lacurile din apropiere, contaminând apa.

Sedimentarea prezintă riscuri pentru ecosistemele acvatice, deoarece poate perturba viața acvatică, poate reduce calitatea apei și poate afecta sănătatea generală a corpului de apă. Implementarea practicilor de conservare a solului și menținerea zonelor tampon vegetative pot ajuta la reducerea eroziunii solului și la prevenirea sedimentării în corpurile de apă.