Како се борити против водене ерозије?

Ерозија је резултат деловања природних сила на земљиште и друге земљане материјале. Померање честица земљишта силом воде, а затим њихов транспорт даље од почетног места, може се назвати воденом ерозијом.

Ово има главну улогу у губитку површинског слоја земље, што је виталних горњих неколико центиметара сваког земљишног екосистема и садржи главне количине хранљивих материја у земљишту и микробне разноликости. Постоје вишеструки облици који мењају земљиште на различите начине.

Иако су сва места на планети склона ерозији водом, региони са нагнутом топографијом су обично више погођени од оних са равнијим пејзажима. Међу рањивим подручјима су она са нижим садржајем органске материје у земљишту, непропусним слојевима земљишта, као и муљевитим земљиштима.

Шта је водена ерозија?

Водена ерозија је сложен процес са много различитих облика, али се може сажети као уклањање или померање земљишта са његове првобитне локације водом. То је резултат падавина, отопљеног снега, текућих река, кретања глечера или циклуса смрзавања/одмрзавања.

Слично ерозији изазваној водом, она ће временом полако еродирати пејзаже ако се не реши и може бити веома опасна за оне чији извори прихода зависе од тога да земљиште остане нетакнуто, попут пољопривредног земљишта и еколошких пејзажа.

Различити облици ерозије водом који се најчешће налазе су ерозија потоцима, ерозија јаруга, ерозија прскањем, ерозија површинског тока и ерозија тунелирања, а сваки од њих ће бити детаљније обрађен у наставку.

Шта узрокује ерозију водом?

Као и код многих еколошких појава, постоје и природни и погоршани облици ерозије, од којих су ови други директан или индиректан резултат наших активности. На пример, ерозија обала од река које теку током стотина година је природни облик ерозије водом који би се јавио са или без људског мешања.

Насупрот томе, ерозија водом која је интензивирана или створена нашом активношћу може укључивати било шта, од поплава и резултирајуће деградације пољопривредног земљишта услед неправилног наводњавања до убрзаног топљења глечера услед појачаног ефекта стаклене баште услед загађења изазваног људским деловањем.

Тешко је утврдити тачан узрок ерозије водом када се узму у обзир сложене интеракције присутне у еколошким и физичким системима који су погођени, али је јасно да је наша активност повећала њен укупни ниво, посебно у главним пољопривредним регионима света.

Међутим, главни разлог за ерозију пољопривредног земљишта водом може се приписати неколико намерних или ненамерних активности као што су неправилно наводњавање, неодговарајући квалитет и количина ђубрива, екстремна или недовољна доступност воде, штетне праксе узгоја пољопривредних култура итд.

Следећи фактори су одговорни за одређивање његове величине:

1. Карактеристике падавина:

Падавине се могу сматрати главним кривцем за водну ерозију, јер већина воде циркулише као киша у циклусу воде. Штавише, интензитет падавина, количина падавина и сезонска расподела падавина у великој мери утичу на то.

Очигледно је да што је већи интензитет и количина падавина, већа је вероватноћа њихове јачине. Такође, сезонска расподела падавина игра главну улогу, посебно у данашњој променљивој клими, будући да су неравномерне падавине све већи проблем за пољопривредне системе напајане кишом широм света.

2. Карактеристике слива:

Слив је површина земљишта која има заједнички излаз за текућу воду. Његово присуство у сливу у великој мери зависи од неколико карактеристика слива, као што су величина, облик и нагиб слива, као и присуство или одсуство добро дефинисаног воденог канала.

Као што је раније поменуто, подручје са већим нагибом има веће шансе за ерозију водом, јер је ефекат воде појачан дејством гравитације. Добро дренирани слив има мање шансе за ерозију водом него онај без водених канала.

3. Карактеристике земљишта:

Земљиште се разликује од места до места и свака врста земљишта различито реагује на ефекат еродирајуће воде. Својства земљишта која на њега утичу су физичка својства (текстура, структура, порозност и густина), хемијска својства (pH, капацитет катјонске размене, садржај хранљивих материја) и биолошка својства (присуство или одсуство вегетације, микроорганизама и земљишне фауне).

4. Атмосферске карактеристике:

Климатски и временски услови региона такође значајно доприносе ерозији кроз воду. Временски догађаји могу утицати на хидролошки циклус, као и на биолошки циклус вегетације, што заузврат утиче на њу.

Врсте водене ерозије

Постоји пет главних врста ерозије водом, које све настају услед одвојених околности или временских догађаја, а многе од њих су међусобно повезане. Неке су озбиљније од других, попут ерозије јаругама и тунелима, а све су природне појаве које смо видели појачане људском активношћу, посебно у пољопривредним подручјима.

1. Ерозија прскањем

Ерозија прскањем настаје услед удара кишних капи о осетљиви површински слој земљишта, што ствара мали кратер који се временом може проширити. Обично се појединачне или мале честице земљишта уклањају из главне структуре земљишта.

Научно објашњење за ефекат прскања кишних капи је да тело које се креће (пада) има кинетичку енергију и при удару, та енергија се преноси на честице тла које се одвајају од земље.

Иако појединачни догађаји имају мањи утицај од других врста ерозије водом на овој листи, комбиновани ефекат безбројних капи кише чини тај ефекат значајним. Посебно је ерозија прскањем посебно забрињавајућа у подручјима која потпуно немају вегетацију.

2. Ерозија лима

Ерозија земљишта је ерозија танких слојева тла вишком воде која тече као слојеви изнад тла. Када количина падавина или воде на земљишту премаши способност земљишта да апсорбује воду, вода не може да продре у земљу и са собом носи танак слој земље када тече низ падину.

Ерозија површине може се дефинисати као преливање воде изнад тла у равномерном слоју и еродирање малих и лаких честица које се налазе на горњем слоју. Ерозија површине је повезана са формирањем јаруга, где јака киша превазилази способност тла да апсорбује воду.

На брду или косом терену, ово може довести до накупљања честица земљишта у хумку на дну падине, што чак може довести до стварања бразда у површинском слоју.

3. Ерозија брућица

Баш као што ерозија површине ствара ерозију брућица, ерозија брућица на крају доводи до ерозије јаруга ако се не реши. Брзица се може дефинисати као плитки канал који је настао услед ерозије водом и обично не прелази 30-50 цм у ширину или дубину.

То је почетак развоја канала за проток воде који се временом повећавају у дубини и ширини како еродирају све више и више материјали из земљишта и носи га низводно кроз поточиће.

Обично се налазе у брдовитим или нагнутим подручјима, као и у подручјима где је земљиште голо и подложно ерозији, попут крчених подручја или комерцијалног пољопривредног земљишта.

4. Ерозија јаруга

Ерозија јаруга је врста напредне водене ерозије која настаје формирањем бразда које се продубљују док постепено не постану дубоки и широки ровови које је много теже поправити и веома су непрактични за машинерију у случају пољопривреде.

Вода која тече кроз јаруге је такође често лошијег квалитета јер садржи високу концентрацију седимента и честица земљишта док наставља да еродира пејзаж.

Јаруге су веома озбиљна брига за продуктивност пољопривредног земљишта, као и за било коју другу употребу земљишта, јер је потребно више времена и труда за њихову поправку, а ако се не исправе правилно и не обезбеде повољни услови, могу наставити да расту до тачке у којој цело земљиште мора бити учињено неупотребљивим.

У подручјима где се налазе напредне јаруге, оптерећење седиментом низводних река такође представља озбиљан проблем.

5. Ерозија тунела

Тунелска ерозија је јединствена врста подземне водне ерозије, обично узрокована продором воде у шупљу подземну зону, која затим помера честице тла даље од њихове првобитне локације испод површине тла, формирајући тунеле.

Ова врста ерозије је веома опасна јер можда неће бити видљива неко време, али ствара нестабилне пејзаже који су склони урушавању. Тунелска ерозија се углавном јавља у специфичним врстама земљишта попут содосола који има нестабилно подлоге.

До напредовања тунелске ерозије долази када вода улази у унутрашњост земљишта кроз рупе или пукотине на земљишту формиране корењем дрвећа или другим узроцима. Тунелска ерозија озбиљно утиче на капацитет задржавања воде у земљишту.

Суочавање са водном ерозијом

Јавља се у различитим облицима и степеном озбиљности, а сви они доводе до деградације земљишта и губитка продуктивног капацитета земљишта.

Иако најтачнија и најефикаснија решења за суочавање са ерозијом водом зависе од фактора као што су топографија, вегетација, атмосферски услови итд., постоје неки устаљени начини или праксе које саме или у различитим комбинацијама могу бити коришћене за спречавање, ублажавање или смањење дејства и његових утицаја:

1. Изаберите одговарајућу употребу земљишта

Изабрана намена земљишта за дато земљиште треба да одговара типу и осетљивости земљишта на ерозију. Локација, физичке и хемијске карактеристике земљишта треба да одређују избор намене земљишта.

На пример, стрме падине су најпогодније за производњу крмних усева, док су шуме одговарајућа употреба земљишта за маргинална земљишта са деградираним и ниско продуктивним земљиштима.

2. Одржавајте органску материју

Органска материја је оно што везује земљиште. Земљишта са већим садржајем органске материје су стабилнија са добром инфилтрацијом и високим капацитетом задржавања воде, што земљиште чини мање склоним ерозији.

Не само то, органска материја је витална за активност микроорганизама и бољу производњу вегетације. Ово додатно помаже земљишту да буде отпорно на еродирајуће дејство воде. Углавном је ефикасно у спречавању ерозије потоцима, ерозије плоча, ерозије тунела итд.

Одржавање садржаја органске материје обично захтева проверу равнотеже између брзине разградње и брзине накупљања органске материје. Планиране праксе као што су смањење поремећаја структуре земљишта и додавање стајњака или остављање остатака усева служе за успостављање и одржавање те равнотеже.

3. Успоставити покриће од остатака усева

Обезбеђивање покривача земљишту остављањем остатака усева на земљи је доказана метода за смањење прскања ерозије. На тај начин, киша не долази у директан контакт са земљиштем и стога се не еродира лако. Штавише, такође контролише ерозију површине смањењем брзине протока воде на површини.

Успостављање остатака усева постиже се смањењем операција обраде земљишта или коришћењем конзервационе методе обраде земљишта.

4. Смањена обрада земљишта

Интензивна обрада земљишта се користи у нади да ће земљиште бити обрадивије, али га чини лако подложним ерозији. Она нарушава структурни интегритет земљишта, смањује садржај влаге и чини га осетљивим на прскање кишних капи.

Дакле, смањење обима обраде земљишта или коришћење алтернативних метода је неопходно за суочавање са свим врстама ерозије.

5. Користите нулту обраду земљишта или директну сетву

Нулта обрада и директна сетва су две ефикасне методе за суочавање са ерозијом земљишта и често се користе у комбинацији како би се повећала пољопривредна продуктивност земљишта. Нулта обрада оставља већину остатака усева равномерно распоређеном по површини, а стрништа такође остају нетакнута.

Директна сетва подразумева сетву усева директно на раније остатке жетве уз употребу ђубрива и хербицида који замењују обраду земљишта ради сузбијања корова и кружења хранљивих материја. То је економична и корисна метода за смањење негативних утицаја водне ерозије, уз повећање производње.

6. Користите угар за заштиту земљишта

Употреба угара је била ефикасан метод за оживљавање продуктивности земљишта остављањем неплодног током једног или више вегетативних периода.

Међутим, случајеви умерене до јаке ерозије су честа појава на угарима остављеним без икаквог покривача од остатака усева, јер садржај органске материје у земљишту опада са повећаним разлагањем.

Да би се решио овај проблем, конзервативни угар оставља остатке усева у угару, што наставља да храни земљиште органском материјом, а истовремено смањује обим обраде земљишта.

7. Гајите крмно биље и користите плодоред

Употреба плодореда и интеграција крмних биљака у плодоред значајно смањује ерозију водом на фармама. Вишегодишње крмне биљке имају влакнасти коренов систем који штити земљиште и са површине и са површине испод земље.

Избор одговарајућег времена за ротацију, као и најбољих сорти усева, омогућава фарми да одржи здрав циклус хранљивих материја. Махунарке и житарице, када се наизменично ротирају са крмним биљкама, дају најбоље резултате у борби против ове болести.

8. Користите директну сетву за конверзију пашњака

Метода директне сетве усева у травњак помаже у елиминисању тешког орања и дрљања на пашњацима, уз одржавање исте количине... принос. Директна сетва се може обавити употребом диска, као и пневматичке сејалице.

9. Контролисање јаке ерозије

Иако је усвајање добрих пракси за решавање нормалне ерозије водом ефикасно, контрола њених тешких случајева попут јаруга и екстремне седиментације захтева специјализованије мере као што су:

10. Травнати водени путеви

Као што и само име сугерише, травнати водени путеви су канали на пољопривредним земљиштима који су прекривени травом како би одвели велике количине воде са земљишта до безбедног одвода. Водени путеви служе за одлагање вишка воде са пољопривредног земљишта, а да притом не дозвољавају еродацију земљишта.

Међутим, новоизграђени водени путеви су склони кваровима због еродирајућег дејства воде. Стога, одржавање доброг травнатог покривача на воденим путевима обезбеђује одрживост.

Травнати водени путеви треба да буду довољно велики да могу да одводе максималне количине воде од олуја и топљења снега и стога треба да узму у обзир историјске записе, као и величину земљишта које ће се одводити помоћу воденог пута.

Приликом успостављања травнатог воденог пута, треба обезбедити благи нагиб и придржавати се уобичајеног начина одводњавања колико год је то могуће.

11. Обложени канали

Вештачки канали, као и природни сливници, помажу у одвођењу вишка воде са пољопривредног земљишта. Облагање канала простиркама које помажу у контроли ерозије унутар канала доприноси стабилизацији канала од ерозије обала и корита канала.

Обложени канали могу се изградити коришћењем биолошких средстава као што су травњаци, камење и трава, као и фабричких геотекстила и бетона, који су веома ефикасни у ограничавању ширења сливника и одвођењу периодичне воде преко падина са нагибом од 10 процената. Обложени канали такође помажу у одржавању квалитета воде низводно.

12. Спуштајуће структуре

Канал кроз који вода тече није једноличан и раван. Понекад је разлика у висини на малој удаљености довољно велика да убрза кинетичке и гравитационе силе воде које изазивају ерозију.

На таквим локацијама, конструкције за спуштање се граде како би се вода безбедно спуштала на ниже нивое. Да би се то постигло, користе се различите врсте конструкција за спуштање, као што су вертикалне конструкције за спуштање, конструкције за спуштање са фугирањем и конструкције за спуштање од цеви. Међу њима, конструкције за спуштање од цеви су лакше и јефтиније за изградњу.

13. Попречни пресек конструкције спуштања цеви:

Конструкције спуштања цеви такође могу да варирају у зависности од потреба локације и начина изградње. Најједноставније врсте конструкција спуштања цеви укључују постављање цеви дуж тока канала који повезује узлазне и силазне елевације.

Текућа вода се концентрише у улазу цеви, а затим вода тече унутар цеви која се кроз излаз испушта назад у канал.

Сложенија структура спуштања цеви укључује изградњу насипа или простора за складиштење узводно где се вода привремено задржава.

Једна или више пластичних цеви са малим отворима као улазима у насипу полажу се у земљу, а њихови излази се отварају на каналима испод. На тај начин се вода уклања успореним темпом, а задржавање воде узводно такође помаже у повећању нивоа влаге.

14. Терасирање

У неравном терену са стрмим непрекинутим падинама, терасе су најбоља опција за суочавање са воденом ерозијом и масовним померањем попут клизишта изазваних њоме.

Постављање канала на стрмим падинама је тешко и природни водени канали не могу да одводе цело подручје. Као резултат тога, вода тежи да тече дуж падине и кроз земљиште низ падину. Терасе се граде дуж контуре како би се контролисао проток воде.

15. Попречни пресек терасе

Успостављање тераса у таквим подручјима доводи до тога да терасе пресрећу отицајну воду, а тако пресрећена вода се одводи кроз канале који раздвајају терасе.

Изградња тераса на неравном земљишту укључује сечење или уклањање материјала за формирање канала и коришћење материјала за формирање равног земљишта названог берме где се узгајају усеви.

Изградња тераса је прилично скупа, али с обзиром на недостатак алтернатива на нагнутим земљиштима, терасе су једна од најбољих опција за њихову контролу, што додатно помаже у стабилизацији нагиба и повећању продуктивног потенцијала земљишта.

Примери водене ерозије

Примери водене ерозије могу се видети свуда око нас. Необичан облик брда и планина резултат је сталног дејства воде и ветра. Неки од примера укључују:

1. Пећине: Пећине су један од најфасцинантнијих природних облика рељефа на Земљи и углавном су формиране деловањем текуће воде током многих година.

Овај процес додатно погоршава угљена киселина из калцијум карбида стене, што може резултирати пећинама дугим стотинама километара, попут мамутске пећине у Сједињеним Државама.

2. Ерозија речних обала: Ерозија речних обала је уклањање речног материјала присутног у обалама реке док текућа вода удара о речне кривине.

Ерозија речних обала је озбиљан проблем у пољопривредним системима поплавних равница где се хиљаде хектара обрадивог земљишта годишње испиру због крчења речних обала.

3. Кањони: Један од највећих примера ерозије водом је Велики кањон, који је настао еродирајућим деловањем реке Колорадо пре милиона година.

Велики кањон и други кањони широм света су сликовити прикази његове моћи.

4. Ерозија обале: Обална ерозија је ерозија земљишта на обали која резултира формирањем приобалних литица и редовним уклањањем приобалног земљишта.

Закључак

Вода је снажна сила природе и њен ерозиони ефекат може проузроковати озбиљну штету укупној продуктивности пољопривредног земљишта свуда, посебно на маргиналним земљиштима. Иако узроци ерозије водом могу бити и природни и они које убрзава човек, постоје одређени фактори попут својстава земљишта и карактеристика падавина који дефинишу њену озбиљност.

Штавише, најбоље је да се са тим бори што је раније могуће, где нормалне операције обраде земљишта и усвајање добрих пољопривредних пракси могу ефикасно и економски да га контролишу. Међутим, јака ерозија изазвана водом или њен потенцијални ризик од ерозије захтева друге мере као што су капне конструкције, терасе, травнати водени путеви и обложени канали.

Коначно, средства за контролу ерозије водом могу се свести на одржавање доброг покривеног слоја дрвећа и структурног интегритета земљишта. Њено спречавање и ублажавање су од виталног значаја за одржавање пољопривредних и фармарских операција на пољопривредним земљиштима.

Најчешћа питања

1. Која врста водене ерозије настаје када вода тече низ падине у малим каналима?

Ерозија брућица је врста ерозије која се јавља када вода тече низ падине у малим каналима. До ње долази када кишница или отицање стварају мале, плитке канале у земљишту.

Ерозија потока може бити претеча озбиљнијих облика ерозије ако се не контролише. Важно је применити одговарајуће праксе очувања земљишта како би се спречила и ублажила ерозија потока.

2. Која је најерозивнија сила воде?

Најерозивнија сила воде позната је као “плотна ерозија”. Дешава се када танак слој воде тече преко велике површине, узрокујући одвајање и транспорт честица тла.

Ерозија земљишта може бити посебно штетна јер може довести до губитка плодног површинског слоја. Спровођење мера заштите земљишта, као што су контурно орање и терасирање, може помоћи у ублажавању ефеката ерозије земљишта и заштити земљишта.

3. Како еродирано земљиште може доспети у водену површину?

Еродирано земљиште може доспети у водену површину кроз процес који се назива “седиментација”. Када дође до ерозије земљишта, честице еродираног земљишта односи отицање воде или ветар. Ове честице могу на крају доспети у оближње реке, потоке или језера, загадивши воду.

Седиментација представља ризик за водене екосистеме, јер може пореметити водени свет, смањити квалитет воде и утицати на опште здравље водених површина. Спровођење пракси очувања земљишта и одржавање вегетативних заштитних слојева може помоћи у смањењу ерозије земљишта и спречавању седиментације у воденим површинама.