فرسایش

[afsoon6282]

فرسایش
تعريف: كلمه فرسايش كه در انگليسي و فرانسه به آن اروژن و اروزيون(Erosion) مي گويند از ريشه لاتين به معناي سائيدگي مي باشد وعبارتست از سائيده شدن سطح زمين.
به طور كلي فرسايش به فرآيندي گفته مي شود كه طي آن ذرات خاك از بستر اصلي خود جدا شده و به كمك يك عامل انتقال دهنده به مكاني ديگر حمل مي شوند. در صورتي كه عامل جداكننده ذرات از بستر و انتقال آنها به مكاني ديگر حمل مي شود، آب باشد به آن فرسايش آبي گفته مي شود. اگر عامل جدا كردن ذرات وانتقال آنها باد باشد فرسايش بادي واگر يخچال باشد فرسايش يخچالي ناميده مي شود .
فرسايش پيوسته در حال انجام گرفتن بوده هست و در آينده نيز همچنان ادامه خواهد يافت. سطح كره زمين مدام با پديده هايي نظير برافراشته شدن كوهها، عميق تر وعريض تر شدن دره ها، عقب نشيني سواحل در نقطه اي و پيشروي آنها در نقطه ديگر، در حال تغيير است. وضعيت فيزيكي سطح كره زمين كه ما امروز شاهد آن هستيم نتيجه يك شكل پذيري سريع و ناگهاني نبوده بلكه اين وضعيت نتيجه تغييراتي است بدان حد آهسته كه فقط بعد از گذشت قرن ها اثراتش قابل تشخيص مي گردد. فرسايش تنها يكي از جنبه هاي اين پديده تغيير دائمي است كه لازمه تشكيل خاك هاي آبرفتي و سنگ هاي رسوبي است فعاليت هاي بشر به ندرت باعث كندي اين پديده مي گردد بلكه در اغلب موارد سرعت آن را زياد تر مي كند.

 

[afsoon6282]

تاريخچه مبارزه با فرسايش در جهان
فرسايش خاك از حدود7000 سال پيش سبب سقوط تمدن هاي بزرگ شده است. در قرآن كريم به قوم سبا كه رواناب هاي سطحي را كنترل مي كردند وبا احداث سد، سيلاب ها راكنترل و موجب عمران وآباداني آن سرزمين شده بودند اشاره شده است، البته اين قوم به سبب نافرماني از خدا و پيامبران و غفلت و غرور، مستوجب عذاب پروردگار الهي شدند. هم چنين در كتاب تورات نيز به خشك شدن نهر ها و وقوع قحطي اشاره شده است. ايرانيان و يونانيان باستان در نوشته هاي خود مطالبي در مورد فرسايش زمين بيان كرده اندبه طور مثال هخامنشيان آب را مظهر پاكي مي دانستند و هر آن كس و چيزي را كه عامل از بين رفتن آب و زمين زراعتي شود، پست مي شمردند. افلاطون نيز اظهار ميدارد كه جاري شدن سيل و فرسايش به علت از بين رفتن پوشش گياهي است.
اكثر بررسي هاي امروزي در مورد فرسايش بعد از ساخت سد هاي مخزني به منظور جلوگيري از رسوب آنها در كشور هاي غربي آغاز شده است. در قرن نوزده اليوت ودين از نخستين افرادي بودندكه به فرسايش خاك توجه كرده اند. دراين زمينه بررسي هايي انجام دادند وانجام شخم عميق ،كشت روي خطوط تراز وتراس بندي راتوصيه كردند.
اولين تحقيقات علمي در زمينه فرسايش خاك در بين سال هاي 1877 و1895 توسط ولني دانشمند آلماني انجام گرفت. اين دانشمند اثر پوشش را در جلوگيري از برخورد باران با خاك بررسي نمود و به اين نتيجه رسيد كه تاثير عمده پوشش گياهي خاك مربوط به خاصيت حفاظتي آن در برابر برخورد قطرات باران است. اوهمچنين تأثير عوامل مختلف مانند پوشش گياهي ، شيب زمين و نوع خاك را روي آب سطحي و فرسايش تحت مطالعه قرار داد.
اولين آزمايش كمي در مورد فرسايش در سال 1915در ايالت یوتاي آمريكا توسط سازمان جنگل ها انجام شد و سپس در سال 1917ميلر درايالت ميسوري آزمايش هايي مشابهي انجام داد و اولين آزمايش هاي كرتي را عرضه كرد. اونيز مانند ولني دريافت كه فرسايش رابطه مستقيمي با مقدار پوشش نباتي خاك دارد.
دانشمندان عامل عمده فرسايش را روان آب سطحي مي دانستند، بنابر اين براي كاهش فرسايش با آبدوي مبارزه مي كردند ولي در سال هاي اخير اين نظريه كه ضربه قطرات باران نيز مي تواند فرساينده باشد مورد توجه قرار گرفت و در نتيجه عده اي از دانشمندان به طور جداگانه تاثير فرساينده قطرات برروي خاك هاي لخت را مورد مطالعه قرار دادند. السون در سال 1944 در اين زمينه مطالعات مبسوطي انجام داد. او براي اولين بار متوجه شد كه عامل اصلي فرسايش ضربه قطرات باران به خاك لخت است. با كشف اثر ضربه قطرات باران محققين راه حل موفقيت آميزي براي مبارزه با فرسايش به دست آوردند. روشن نبودن نقش قطرات باران در فرسايش يكي از دلايلي بودكه اقدامات بشر را در طي 7000 سال براي حفظ زمين در برابر فرسايش آبي با مشكل مواجه مي ساخت.
اگر ملل باستاني به نقش قطرات باران برروي خاك هاي لخت آگاه بودند بي گمان زمين هاي متعلق به اين تمدن ها كمتر آسيب مي ديدند و امروزه تا اين حد اراضي باير و فرسوده وجود نداشت. بعد ها ويشماير با به كار گيري تكنيك هاي پيشرفته براي تجزيه تحليل داده ها و نتايج آزمايش هاي مزرعه اي توانست فرسايش را به طور كمي تعيين نمايد.
بعد از كشور هاي غربي به تدريج در ساير نقاط جهان نيز به مساله حفاظت خاك توجه شد براي نمونه در الجزاير موسسسه دي-آر- اس تاسيس شد. پس از ايجاد اين موسسه ساكاردي پس از 5 سال بررسي توانست سيستم بانكت بندي را در شرايط محلي الجزاير پياده كند. از روش دي – آر – اس الجزاير بعد ها در ساير كشورها از جمله مراكش، تونس، يوگسلاوي، تركيه، ايران وفرانسه استفاده شد. از سال 1960 عده اي به ايران آمدند تا تكنيك فرانسوي- الجزايري احداث بانكت را در احياي خاك به ايرانيان ارائه دهند.
به طور اجمال آغاز تحقيقات مدون فرسايش خاك به حدود90 سال پيش باز مي گردد و قسمت اعظم تحقيقات عملي ومزرعه اي در 50 سال اخير صورت صورت گرفته است مطالعات در مورد اثر ضربه قطرات باران در فرسايش از آن هم جديدتر است.

 

[afsoon6282]

تاريخچه مبارزه با فرسايش در ايران
مبارزه با فرسايش خاك درايران قدمتي به عمر تمدن هاي قديمي ايران دارد. وجود تراس هاي چندين هزار ساله و سازه هاي مهار آب وسيلاب همچون سدها نشان از توجه ايرانيان به جمع آوري ونگهداري واستفاده فني از آن دارد. تقدس آب در ادوار گذشته توسعه روش هاي ايجاد قنات ومحافظت از تخريب آن يك وظيفه همگاني محسوب مي شد، در اين راستا وجود مكتوبات وآثار باستاني گذشتگان توجه به حفاظت آب وخاك را به ما آشكار مي سازد.
در سال 1328 ادارات بررسي آب وخاك وحفظ منابع در وزارت كشاورزي تشكيل شد.اولين گزارش نسبتاً كامل در مورد فرسايش خاك و لزوم حفاظت آب و خاك در ايران در سال 1337 توسط كارشناسان فائو به زبان انگليسي تهيه ومنتشر شد. اين كارشناسان پس از مطالعه خاك هاي مختلف ايران و تهيه گزارش، لزوم ايجاد موسسه اي به منظور حفاظت خاك را پيشنهاد كردند و در پي آن، در همان سال كميته حفاظت خاك در سازمان جنگل ها به وجود آمد. در سال 1339 همزمان با شروع عمليات احداث سدهاي بزرگ مخزني بويژه سدكرج، متعاقب ارائه گزارش كارشناسان فائو ، خطر رسوبگذاري در مخازن اين سدها مورد توجه قرار گرفت. در همين سال اولين برنامه آزمايشي حفــاظت خــاك در حوزه فرعي سيراچال ( بخشي ازحوزه سد آبخيزكرج) در مساحت 600 هكتار به اجراء در آمد. در سال 1346 بخش حفاظت خاك وآب در موسسه خاكشناسي داير شد و به تدريج 5 ايستگاه حفاظت خاك وآب در استان هاي آذربايجان شرقي (تكمه داش)، آذربايجان غربي(حيدرلو)، گيلان(كوئين )، كردستان (خركه) وچهار محال وبختياري (دوتو)تأسيس گرديد كه مهمترين مطالعه آنها براي ذخيره رطوبت در ديمزار ها بوده است. سال 1347 دفتر فني خاك بمنظورمبارزه با فرسايش بادي تثبيت شن هاي روان و افزايش عمرمفيد سدهاي در حال بهره برداري به ويژه سدهاي سفيدرود وامير كبير تاسيس گرديد.
درسال1349 اولين طرح آبخيز داري توسط فارغ التحصيلان دانشكده جنگلداري كرج تهيه شد. در سال 1350 متعاقب توسعه فعاليتهاي آبخيزداري و به منظور ايجاد هماهنگي بين واحدهاي اجرائي دست اندركاردر فعاليتهاي آب وخاك و عرصه هاي آبخيز و همچنين جلوگيري از تداخل وظايف شورايعالي آبخيز داري به رياست معاون نخست وزير در امورعمراني تشكيل گرديد.
دفتر فني خاك كه در سال 1347 تأسيس شده بود در سال1351 به دفتر حفاظت خاك وآبخيزداري تبديل شد . تشكيل اين دفتر را به لحاظ توسعة چشمگير فعاليتهاي آبخيزداري مي توان نفطه عطفي در تاريخ آبخيزداري كشور به حساب آورد.
در مقطع زمانی 1357- 1348 جمعا 698 هزار هكتار از آبخيز هاي كشور تحت پوشش عمليات آبخيز داري قرار گرفت. در مقطع زمانی 1369-1358 با نگرش به اقدامات اجرايي انجام شده در دوره هاي قبل و ضرورت انجام مطالعات پايه وجامع آبخيز داري به نحو ملموس تري رخ مينمود . لذا انجام مطالعات جامع وتفصيلي- اجرايي در سطح نسبتاً وسيعي توسط كارشناسان ايراني دنبال شد. بر اين اساس جمعاً4/1 ميليون هكتار از آبخيزهاي كشور تحت پوشش عمليات اجرائي آبخيزداري قرارگرفت.متوسط عملكرد سالانه در اين دوره 12 ساله 3/117 هزار هكتار بوده است.
در مقطع زماني 1379-1370 ارتقاء تشكيلات آبخيزداري كشور از سطح يك دفتر به يك معاونت در وزارت جهادسازندگي موجب گسترش كمي فعاليت ها و اهداف آن گرديد. طي اين دوره 10 ساله سالانه بطور متوسط 907 هزار هكتار ودر مجموع سطحي بالغ بر067/9 ميليون هكتار زير پوشش عمليات آبخيزداري قرار گرفت. مقايسه سطح عملكرد فوق نسبت به دهه قبل حدود 8 برابر افزايش را نشان ميدهد . در طي اين دهه فعاليتهاي آبخيزداري در اكثر استانهاي كشور در سطح گسترده اي به مرحله اجراء درآمده است.
پائيز 1380 با ادغام وزارت جهادسازندگي و كشاورزي و تشكيل وزارت جهاد كشاورزي ، معاونت آبخيزداري وسازمان جنگلها ومراتع كشور در يكديگر ادغام گرديدند. حجم عمليات انجام شده در اين سال 1360 هزار هكتار بوده است.

 

[afsoon6282]

انواع فرسايش (تقسيم بندي ژنتيكي فرسايش)
1. فرسايش زمين شناسي
كه به آن فرسايش طبيعي نيز گفته مي شود عبارتست از فرسايش كه منحصراً در نتيجه عوامل طبيعي حاصل مي شود. فرسايش زمين شناسي در سطح كره زمين تقريباً با عمر زمين آغاز گرديده و تغييراتي در سطح آن داده است وآن را به صورتي كه امروزه ديده مي شود در آورده است. مهمترين تغييراتي كه فرسايش زمين شناسي در كره زمين به وجود مي آورده يا خواهد آورد عبارتند از:
1) تسطيح سطح زمين
2) تغيير نيمرخ طولي رودخانه
3) پيشروي سواحل در نقطه اي وعقب نشيني در نقطه اي ديگر
4) افزايش شوري آب درياها

 

[afsoon6282]

2. فرسايش تشديدي
فرسايش كه ميزان آن خيلي بيشتر از فرسايش طبيعي است و در مواردي رخ مي دهد كه انسان به علت عدم آگاهي و يا بهره برداري بيش از حد از زمين ميزان فرسايش را افزايش دهد. البته فرسايش تشديدي گاهي در اثر فعاليت حيوانات نيز به وجود مي آيد.
فرسايش تشديدي از همان زمان شروع بهره برداري انسان آغاز شده است. در واقع در شرايط طبيعي بين پوشش گياهي و عوامل فرساينده توازني برقرار بوده ولي از زماني كه بشر به كشاورزي و دامپروري پرداخت پوشش طبيعي گياهي را به منظور كشت و زرع از بين برد و زمين در معرض فرسايش قرار گرفت . به اين ترتيب به علت بهره برداري نادرست بشر از زمين تاكنون ميليونها هكتار از جنگل ها، مراتع و اراضي مزروعي به زمين هاي باير تبديل شده وهمچنين از حاصلخيزي ميليونها هكتار زمين كاسته شده است. به همين دليل، فرسايش تشديدي يك مشكل جهانيست.
فعاليت هاي غير كشاورزي بشر مانندتوسعه صنعت، استخراج معادن، ساختن جاده ها نيز منجربه فرسايش تشديدي مي شود، ولي نسبت به فرسايشي كه در اثر فعاليت هاي كشاورزي بشر حاصل مي شود اهميت كمتري دارد، زيرا فعاليت غيركشاورزي نسبت به فعاليت هاي كشاورزي در سطح بسيار كوچكي انجام مي گيرد.

 

[afsoon6282]

نقش عوامل اقليمي در فرسايش آبي
باران، تگرگ، برف، يخبندان، دما و باد مي توانند از عوامل اقليمي موثر در ظهور فرسايش آبي خاك باشند.

 

[afsoon6282]

1. نقش باران

1-1- نقش باران شامل دو پديده كاملا متفاوت است. در مرحله اول ذرات خاك سطحي در اثر برخورد قطرات باران به سطح خاك متلاشي مي شود و در مرحله دوم رواناب سطحي حاصل از باران اين ذرات متلاشي شده را با خود حمل مي كند. بنابراين باران را از نظر قدرت فرسايندگي آن و از نظر فراهم آوردن رواناب سطحي بايد مورد مطالعه قرار داد.

1-2- مهمترين خصوصيات باران كه در فرسايش وحفاظت خاك اهميت داردعبارتنداز : مقدار باران، شدت بارندگي، اندازه قطرات باران، توزيع اندازه قطرات باران، سرعت نهايي باران و توزيع بارندگي.

الف ) مقدار بارندگي
مقدار بارندگي بر حسب ميلي متر يا سانتي متر بيان مي شودكه مقدار آن را به وسيله باران سنجهاي ساده يا ثبات تعيين مي شود.

ب ) شدت بارندگي
شدت بارندگي به دوصورت در فرسايش اثر مي گذارد. نخست آن كه وقتي شدت زياد است خاك قدرت جذب آب را ندارد و در نتيجه نزولات به صورت هرزآب حركت مي كند، ديگر آن كه هرچه شدت بارندگي بيشتر باشد قطر قطره و انرژي جنبشي آن بيشتر خواهد بود.

ج ) اندازه قطرات باران و دامنه تغييرات آنها
اندازه قطرات باران ودامنه تغييرات آنها با استفاده از روش هاي مختلف در بسياري از كشور هاي جهان و در مورد بسياري از بارانهاي متفاوت تعيين شده است. محققين به اين نتيجه رسيده اند كه حداقل قطر قطره معمولاً حدود 2/0 ميلي متر وحداكثر قطرقطرات معمولاً حدود 5 ميلي متر است. البته خيلي به ندرت قطراتي نيز يافت مي شود كه قطر آنها بيشتر از 5 يا 6 ميلي متر باشد و اين در حالتي است كه احتمالاً دو قطره در حال سقوط با يكديگر برخورد كرده و قطره بزرگتري ايجاد كرده اند . عكس برداري سريع و مطالعات صحرايي نشان داده است كه قطر ذرات بسيار ريز باران معمولاً كروي است ولي قطرات بزرگ تر به علت مقاومت هوا در قسمت تحتاني مسطح است ، در واقع به شكل كره اي است كه قسمت پايين آن در اثر مقاومت هوا پهن شده است.
دريك باران ابعاد قطرات به يك اندازه نيست، بلكه از كوچك تا بزرگ تغيير مي كند. دانستن نحوه توزيع اندازه قطرات باران در انواع مختلف باران ها از نظر فرسايش خاك ها اهميت دارد . باراني كه متوسط قطر قطرات آن بالاست نسبت به باراني كه متوسط قطر قطرات آن كم است فرسايش بيشتري ايجاد مي كند.
سرعت قطرات باران ابتدا در اثر نيروي جاذبه مرتباً افزايش مي يابد تا جايي كه مقاومت ناشي از اصطحكاك هوا برابر نيروي جاذبه شود، از آن پس سرعت ثابت مي ماند. اين سرعت ثابت همان سرعت حد باران است . به طور كلي سرعت نهايي قطره باران به قطرآن بستگي دارد . هر چه قطره باران بزرگ تر باشد سرعت نهايي آن بيشتر است .

د ) توزيع نامناسب نزولات آسماني
توزيع نامناسب نزولات آسماني، يكي از عوامل مؤثر در فرسايش مي باشد. براي نمونه در اكثر نقاط ايران قسمت اعظم نزولات در دو فصل زمستان و بهار مي بارند و قسمتي نيز مربوط به فصل پائيز مي باشد. در طول تابستان با توجه به بالا بودن درجه حرارت و تبخير، مقدار بارندگي تنها بخش كوچكي از نزولات جوي سالانه است. اين عدم پراكنش نزولات جوي اگر با روش نادرست بهره برداري از اراضي همراه باشد تأثير قابل ملاحظه اي در سير قهقرايي پوشش گياهي داشته و فرسايش شديد مي شود. قدرت فرسايندگي يك باران ثابت در مراحل مختلف رشد گياه متفاوت است زيرا گياه در مراحل مختلف رشد خود مقاومت متفاوتي به فرسايش دارد. براي نمونه وقتي زمين تازه شخم شده و يا تازه كشت شده باشد، ريزش باران شديد مي تواند فرسايش شديدي در پي داشته باشد، درحالي كه همين باران پس از رشد گياه معمولاً فرسايش كمتري ايجاد خواهد كرد.

 

[afsoon6282]

2. نقش تگرگ در فرسايش خاك
فرسايش حاصل ازتگرگ به دليل جرم زياد و درشتي دانه ها و در نتيجه بالا بودن سرعت سقوط قطرات به مراتب بيشتر ناشي از باران هاي شديد است، زيرا سرعت سقوط دانه هاي تگرگ خيلي بيشتر از سرعت سقوط دانه هاي قطرات باران است. تگرگ علاوه بر اينكه سبب تجزيه خاك مي شود، پوشش گياهي موجود در روي آن را نيز نابود مي سازد و اين امر فرسايش را تشديد مي كند . اثر تخريبي تگرگ در صورتي كه همراه با باران باشد بيشتر است زيرا ضربه دانه هاي تگرگ خاكدانه ها را خرد كرده و خلل وفرج را مسدود مي سازد وآب ناشي از باران ذرات خرد شده را منتقل مي كند. به طوري كه" زاخار" اظهار مي دارد تگرگ همراه باران قادر است تمام خاك سطحي را از بين ببرد و سبب فرسايش گردد. در ايران تگرگ معمولاً دراراضي كوهستاني، در اواسط بهار يا اواخر تابستان اتفاق مي افتد و سبب وقوع فرسايش و سيل هاي غير منتظره مي گردد.

 

[afsoon6282]

3. نقش برف در فرسايش خاك
اثر فرسايندگي باران و تگرگ به علت تخريب خاكدانه ها و پاشمان ناشي از برخورد قطرات با سطح خاك خشك است و فرسايش آب ناشي از برخورد با سطح خاك خيس است، در حالي كه اثر فرسايندگي آب ناشي از ذوب برف به دليل تخريب خاكدانه ها در اثر يخبندان همچنين كاهش نفوذ پذيري به علت يخ زدن لايه هاي زيرين مي باشد. در اثر ذوب برف آبدوي ايجاد مي شود كه مي تواند فرسايش ايجاد كند. با وجود اينكه اين فرسايش در برخي از مناطق مهمترين نوع فرسايش است ولي قابل مقايسه با فرسايش حاصل از ضربات قطرات باران نمي باشد. اين نوع فرسايش در صورتي شديد خواهد بود كه مقدار زيادي برف برروي زمين متراكم شده، به طور ناگهاني ذوب شود.

 

[afsoon6282]

4. نقش يخبندان در فرسايش خاك
يخبندان مي تواند به روش هاي مختلف در فرسايش موثر باشد :

الف ) آب باران وبرف وارد شكاف وخلل وفرج خاك ها شده، در اثر يخبندان منبسط گرديده، فشار زيادي به خاك وارد مي آورد، در نتيجه خاك دانه ها را خردكرده و ذرات ريز زيادي از خاك جدا مي كند و يا موجب آماس خاك مي شود. اگر در پي اين پديده باران شديدي ببارد، يا برف متراكم شده به طور ناگهاني ذوب شود، آبدوي زيادي ايجاد كرده، آب حاصل مي تواند سبب شسته شدن خاك گردد.

ب ) هنگامي كه زمين يخ بزند مانع نفوذ آب در داخل خاك مي شود، بنابر اين آب باران از يك طرف به جاي نفوذ در خاك به صورت آبدوي جاري مي شود و ممكن است فرسايش ايجاد كند از طرف ديگر به جاي آنكه ذخيره شود، براي رشد گياهان مورد استفاده قرار گيرد هرز ميرود، اين عامل خود سبب كاهش پوشش گياهي كه نقش مهمي در جلوگيري از فرسايش دارد مي شود.

ج ) در مواردي كه قسمت سطحي لايه يخ زده خاك، آب شود و قسمت پايين آن به صورت يخبندان باقي بماند سبب فرسايش شديدي در روي شيب ها مي شود زيرا خاكي كه يخ در داخل آن ذوب شده باشد به شكل مخلوطي از آب وخاك مي باشد كه حتي در صورت عدم وجود آبدوي، خود تمايل به حركت دارد، همچنين لايه يخ موجود در زير سطح خاك لغزنده است و مخلوط آب و خاك در روي آن مي تواند به سهولت لغزيده و به طرف پائين حركت كند.

 

[afsoon6282]

5. نقش حرارت در فرسايش خاك
درجه حرارت نيز از عواملي است كه در فرسايش خاك دخالت دارد سرما وگرما موجب خرد شدن سنگ ها شده، فرسايش پذيري آنها را افزايش مي دهد. اين تاثير به ويژه در تشكيلات مارني ، شيلي، آهك هاي رسي، تشكيلات گچي، نمكي و مارني است كه عمدتاً از پوشش خوبي برخوردار نيستند.

 

[afsoon6282]

6. نقش باد در فرسايش خاك
باد از عواملي است كه در فرسايش آبي دخالت دارد. باد با تغيير دادن سرعت قطرات باران و زاويه برخورد آنها با خاك مي تواند در فرسايش آبي دخالت داشته باشد. باد همچنين سبب كاهش رطوبت خاك مي شود و در نتيجه پوشش گياهي را كاهش يافته، شرايط را براي فرسايش فراهم مي آورد.

 

[afsoon6282]

نقش خصوصيات خاك در فرسايش آبي
خصوصياتي از خاك كه در فرسايش پذيري آن مؤثرند عبارتند از سرعت نفوذ، ظرفيت كل آب خاك، ظرفيت نگهداري آب خاك، بافت خاك وكلوئيد هاي خاك.

 

[afsoon6282]

1. نقش سرعت نفوذ در فرسايش پذيري خاك
هرچه سرعت نفوذ در خاك بيشتر باشد ميزان رواناب و در نتيجه فرسايش خاك كمتر خواهد بود. بنابر اين يكي از روش هاي جلوگيري از فرسايش افزايش نفوذ پذيري است. يكي از روش هاي افزايش نفوذ پذيري و در نتيجه كاهش آبدوي اضافه كردن مواد آلي به خاك مي باشد. يكي ديگر از روش هاي افزايش نفوذ پذيري خاك به ويژه در مورد خاك هاي رسي، افزودن آهك به خاك مي باشد .در مورد بالا بردن نفوذ پذيري يك خاك به منظور كاهش فرسايش، در زمين هاي شيب دار بايد به لايه هاي زيرين خاك توجه داشت. در مواردي كه لايه هاي زيرين غير قابل نفوذ و يا با نفوذپذيري خيلي كم باشند، در اثر افزايش نفوذپذيري ممكن است خاك سطحي به حالت اشباع در آمده و در روي خاك تحت الارض غير قابل نفوذ در جهت شيب حركت كند.

 

[afsoon6282]

2. نقش ظرفيت كل آب خاك
هرچه ظرفيت كل آب خاكي بيشتر باشد مقدار بيشتري آب باران جذب مي كند و در نتيجه مقدار آبدوي و فرسايش كمتر خواهد بود. مقدار اين ظرفيت بر حسب بافت خاك تغيير مي كند. خاك هاي كه در آنها تخلخل كل بيشتر است ظرفيت ذخيره آنها بيشتر مي باشد. با افزايش عمق خاك مقدار اين ظرفيت افزايش مي يابد، بنابراين در صورت يكسان بودن ساير شرايط فرسايش در خاك هاي عميق كمتر از فرسايش در خاكهاي كم عمق مي باشد.

 

[afsoon6282]

3. نقش ظرفيت نگهداري آب خاك در فرسايش پذيري خاك
بخشي از آبي كه در خاك نفوذ مي كند از خاك خارج مي شود و بخش ديگر آن در خاك باقي مي ماند. مقدار آب باقي مانده در خاك به ظرفيت نگهداري آب در خاك بستگي دارد. هرچه ظرفيت نگهداري آب خاكي بيشتر باشد، مقدار آبدوي و در نتيجه فرسايش كمتر خواهد بود.

 

[afsoon6282]

4. نقش بافت خاك در فرسايش پذيري خاك
بين مقدار سيلت يك خاك و فرسايش پذيري آن ارتباطي وجود دارد. هرچه مقدار سيلت خاك بيشتر باشد فرسايش پذيري آن افزايش مي يابد، زيرا سيلت چسبندگي ندارد. البته بايد درنظر داشت حتي در خاك هاي سيلتي معمولاً خوب دانه بندي شده وقتي مرطوب مي شوند، خاكدانه ها به سهولت شكسته و ذرات سيلت جدا و منتقل مي شود.

 

[afsoon6282]

5. نقش ساختمان خاك در فرسايش خاك
ساختمان خاك از نظر مقاومت در برابر عوامل فرساينده به دو نوع تقسيم مي شود ساختمان پراكنده و ساختمان تجمعي.
در ساختمان پراكنده، پيوندي بين ذرات خاك وجود ندارد و ذرات از هم جدا هستند، بنابر اين خاك هايي كه داراي اين نوع ساختمان هستند، در اثر ضربات باران به سرعت پراكنده مي شوند. ولي در ساختمان تجمعي ذرات خاك به هم پيوسته اند، بنابر اين خاك هايي كه داراي اين نوع ساختمان هستند در برابر ضربات باران مقاومت مي كنند.
خاك هايي كه داراي ساختمان دانه اي هستند ديرتر از خاك هايي كه ساختمان پوك دارند فرسوده مي شوند. به طوركلي خاكدانه هاي درشت وبا ثبات مقاوم به فرسايش هستند. وجود چنين خاكدانه هايي قابليت نفوذ خاك را افزايش مي دهد. اين امر سبب كاهش فرسايش مي گردد. عواملي كه در اندازه و ثبات خاكدانه ها ودر نتيجه دركاهش فرسايش مؤثرند عبارتند از: بافت خاك، نوع يون ها در كمپلكس كاتيون تبادلي ، نوع كاني هاي رس، مواد آلي و نوع مواد سيماني.

 

[afsoon6282]

6. نقش كلوئيد هاي خاك در فرسايش پذيري خاك
نوع كلوئيد هاي خاك به دليل تاثيرشان در ميزان نفوذ پذيري در فرسايش خاك مؤثرند. هرچه كلوئيد هاي خاك در اثر جذب رطوبت بيشتر متورم شود از قطر خلل و فرج آنها بيشتر كاسته مي شود. به اين دليل است كه آبدوي حاصل در خاك هاي كاملاً رسي مركب از رسهاي آماس پذير بيشتر خواهد بود. البته خاك هاي حاوي كلوئيد هاي ئيدروفيل (آبدوست) نيز با جذب آب ميزان آبدوي را كاهش داده ، فرسايش را محدود مي سازند.

 

[afsoon6282]

مراحل ايجاد فرسايش آبي


1. مرحله تهيه و برداشت
براي اينكه سنگ و يا خاك آماده برداشت گردد، عوامل گوناگوني دخالت دارندكه عبارتند از:

• تخريب فيزيكي يا مكانيكي
• تخريب شيميايي
• تخريب انحلالي

پس از اينكه سنگ و يا خاك تحت تأثير عوامل تخريب قرار گرفت و به صورت عناصر ناپيوسته وجدا درآمده و به وسيله آب ويا باد حمل مي گردد. علاوه برآن، آب نيز مستقيماً در اثر انرژي خود در روي دامنه، مواد را برداشت وحمل نموده واشكال مختلف فرسايش آبي را ايجاد مي نمايد. اين پديده موقعي اتفاق مي افتد كه حالت چسبندگي خاك در اثر از بين رفتن مواد آلي و هوموس، كاهش يافته و قابليت جذب آب آن كم شده در اين صورت آب به جاي نفوذ در خاك در سطح آن جاري گرديده و انواع مختلف فرسايش را موجب مي گردد.

 

[afsoon6282]

2. مرحله حمل يا انتقال
پس از اينكه عوامل مختلف تخريب، عناصر را به شكل ناپيوسته ايجاد نمودند، آب به عنوان فرآيند حمل، مواد را برداشت كرده و با توجه به نيروي خود حمل مي نمايد، طول مسير حمل متفاوت مي باشد. گاهي عامل برداشت وحمل، سيلاب بوده كه در زمان بسيار كوتاه، هزاران تن خاك را تخريب نموده و با خود حمل مي نمايد.

 

[afsoon6282]

3. مرحله رسوب گذاري يا تجمع مواد
مواد محموله آب وقتي به منطقه اي با شيب كم برسد، نيروي خالص آب كاهش يافته، قادر به حمل مواد نخواهد بود و مواد محموله بسته به دانه بندي رسوب مي نمايد. اين منطقه ممكن است در پاي دامنه، در يك مخروط افكنه، سردشت، دشت و يا در پلايا ويا در درياچه كوير و يا در درياچه هاي سد و همچنين در درياها و يا اقيانوس ها انجام گيرد.

 

[afsoon6282]

انواع فرسايش آبي
اولين تقسيم بندي فرسايش بر مبناي آبدوي بوده است و به اين صورت فرسايش آبي به صورت فرسايش ورقه اي ،شياري، خندقي وكناره اي تقسيم گرديد. دراين طبقه بندي فرسايش باراني يعني بر اثر برخورد قطرات باران با سطح خاك كه اولين و مهمترين پديده فرسايش است در نظر گرفته نشده است در حالي كه فرسايش آبي از دو پديده كاملاً متمايز تشكيل شده است. در مرحله اول خاكدانه ها وكلوخ هاي خاك در اثر برخورد قطرات باران متلاشي شده و تبديل به ذرات ريز مي شوند و در مرحله دوم رواناب سطحي، اين ذرات را با خود منتقل مي كند و سپس با تجمع در جويبارها فرسايش شياري و نهايتاً فرسايش خندقي به وجود مي آورد.
بنابر عقيده "زاخار" فرسايش ناشي از باران شامل فرسايش سطحي و فرسايش زير زميني مي باشد فرسايش سطحي شامل فرسايش باراني، فرسايش صفحه اي يا ورقه اي، فرسايش بين شياري، فرسايش شياري، فرسايش خندقي و فرسايش بدلند است.
فرسايش زير زميني فرسايشي است كه درآن شكل هاي فرسايش ديده نمي شود مانند فرسايش دروني يا عمودي، فرسايش تونلي، فرسايش حاصلخيزي و فرسايش شبه كارستي اً
از آنجا كه هر نوع فرسايش مرحله اي از نوع ديگر فرسايش است، به عبارت ديگر ظهور هر نوع فرسايش به ايجاد و ظهور نوع ديگر فرسايش كمك مي كند، ممكن است در يك واحد اراضي اشكال مختلف فرسايش وجود داشته باشد. معمولاً در يك منطقه فرسايش به طور توام وجود دارند ولي نوعي از آنها غالب بوده وحضور فعال تري را نشان مي دهد.

 

[afsoon6282]

اشكال مختلف فرسايش آبي


1. فرسايش باراني(پاشمان)
اين فرسايش را فرسايش پرتابي نيز مي گويند. فرسايش باراني در اثر برخورد قطرات باران به سطح خاك به وجود مي آيد. قطرات باران پس از برخورد با خاك خشك قسمتي از خاكدانه وكلوخ هاي خاك را خرد كرده، به ذرات ريز تبديل مي كند و خود جذب خاك مي گردد. با ادامه بارندگي خاك به تدريج مرطوب مي شود. در اين حالت قطرات باران پس از برخورد با خاك مرطوب از يك طرف باعث فشرده شدن خاك مي شوند و از طرف ديگر به صورت ذراتي به طور مايل به هوا پرتاب مي شوند، ضمن پرتاب مقداري از ذرات متلاشي شده قبلي را نيز با خود به هوا پرتاب مي كند. معمولاًسرعت حركت اين ذرات حدود دو برابر سرعت قطرات باران است، ترشدن لايه خاك در اثر ادامه بارندگي خود سبب كم شدن نيروي چسبندگي بين ذرات خاك شده و به متلاشي شدن ذرات در اثر باران كمك مي كند.

 

[afsoon6282]

2. فرسايش ورقه اي يا صفحه اي
فرسايش ورقه اي در اثر آبدوي حاصل از باران ويا ذوب برف به وجود آيد. اين فرسايش نقش كوچكي در جداسازي مستقيم ذرات دارد و ذراتي كه در اثر عوامل مختلف مانند ضربه قطرات باران، يخبندان، تغييرات شديد درجه حرارت، اثر شخم از خاكدانه ها، جدا شده و يا به صورت سست و ناپايدار در آمده اند با خود حمل مي كند. بنابر اين عامل عمده به وجود آمدن فرسايش ورقه اي ضربه قطرات باران است. در به وجود آمدن اين نوع فرسايش دو عامل بيشترين تأثير را دارد، اول فقدان پوشش گياهي كافي براي جلوگيري از انرژي سينتيك قطرات باران و دوم وقوع رگبارهاي شديد در فصول خشك .
در فرسايش ورقه اي شيارها يا آبراهه هاي مشخصي در سطح زمين مشاهده نمي شود، بنابر اين آثار اين نوع فرسايش پس از يك بار بارش به سادگي قابل تشخيص نيست ولي وجودآن را ميتوان با مشاهده هرزآبهاي گل آلودي كه از مزارع كشاورزي يا زمين هاي لخت جريان مي يابد تشخيص داد. البته عميق تر شدن خاك در پاي شيب ها نيز وجود اين فرسايش را نشان مي دهد.

 

[afsoon6282]

3. فرسايش بين شياري
فرسايش سطح زمين بين شيارها را فرسايش بين شياري مي نامند، اين فرسايش در واقع نوعي از فرسايش ورقه اي است. خاك اراضي بين دو شيار به دو صورت فرسوده شده و به داخل شيارها مي ريزد. يكي اينكه ذرات جدا شده از ضربه قطرات باران به وسيله جريان آب سطحي به شيار ها منتقل مي شود، ديگر اينكه ذرات جدا شده از ضربه قطرات باران مستقيماً وارد شيارها مي شود. مقدار مواد منتقله به وسيله پرتاب مستقيم ذرات به داخل شيارها خيلي كم است زيرا اين عمل فقط در فاصله كمي از شيار ها مي تواند انجام گيرد. مقدار اين مواد هنگامي مي تواند قابل توجه باشد كه شيارها به هم نزديك باشند.
ميانگين اندازه ذرات انتقال يافته از زمين بين شياري معمولاً كوچكتر از ميانگين ذرات توده خاك اصلي انتخابي مي باشد زيرا در فرسايش بين شياري دانه بندي انتخابي است علت اين انتخابي بودن آنست كه ذرات ريز در اثر ضربه قطرات باران رها مي شوند و ذرات درشت موجود نيز در اثر ضربه باران متلاشي شده و به صورت ذرات ريز در مي آيند و جريان آب سطحي اين ذرات ريز را با خود حمل و وارد شيارها مي سازد. پس ذرات انتقال يافته از زمين بين شيارها كوچك تر از ذرات منتقله به وسيله فرسايش شياري خواهد بود زيرا اندازه رسوبات حاصل از فرسايش شياري معمولاً شبيه اندازه ذرات توده خاك اصلي است.

 

[afsoon6282]

4. فرسايش شياري
وقتي آب در شيبي از قسمت بالا به سمت پايين حركت مي كند به تدريج در فرورفتگي هاي سطح زمين جمع مي شود. پس از اينكه فرورفتگي هاي خاك از آب پرشده، آب از لبه پايين فرورفتگي با حجم زيادي جريان پيدا مي كند و آبراهه هايي در زمين به وجود مي آورد. اين آبراهه هاي ايجاد شده را در صورتي فرسايش شياري مي گوئيم كه با انجام عمليات كشت وزرع معمولي از بين بروند.
شيارها پس از به وجود آمدن، به طرف بالا دست و پائين دست خود گسترش مي يابند. البته اكثر شيارها ابتدا با پسروي به طرف بالادست گسترش مي يابند. سرعت اين پسروي به مقدار جريان، شيب زمين و مقاومت خاك به فرسايش، بستگي دارد.
به طوركلي گسترش فرسايش شياري به نيروي برشي آن و مقاومت خاك در برابر جدا شدن ذرات آن از يكديگر بستگي دارد.

 

[afsoon6282]

5. فرسايش خندقي
اين فرسايش را فرسايش گودالي يا آبكند نيز مي گويند. خندق آبراهه اي است نسبتاً دائمي كه جريان هاي موقت آب در هنگام بارندگي از آن مي گذرد و مقدار بسيار زيادي رسوب در خود حمل مي كند. به طور كلي وقتي آبراهه هاي فرسايش يافته موجود در سطح زمين به اندازه اي بزرگ باشد كه وسايل كشت وزرع نتواند به طور عمومي از آنها عبور كند يا به عبارت ديگر نتوان آنها را به وسيله عمليات كشت و زرع معمولي تسطيح كرد خندق ناميده مي شود. بايد در نظر داشت كه فرسايش خندقي از بسياري جهات شبيه فرسايش شياري است به عبارت ديگر مرز مشخصي كه فرسايش خندقي و شياري را از يكديگر جدا كند وجود ندارد. در واقع تفاوت فرسايش خندقي و شياري در اين است كه در فرسايش خندقي عرض و عمق خندق ها خيلي با هم اختلاف ندارند، در حالي كه فرسايش شياري عرض شيارها معمولاً چندين برابر عمق آنهاست. "فوستر" فرق بين شيار و خندق را بر اساس تعداد و تراكم آنها در سطح زمين بيان مي كند. يعني شيارها مجاري كوچكي هستند كه در يك منطقه به مقدار زياد وبه طور متراكم وگسترده وجود دارند، در حالي كه تعداد خندق ها در يك سطح كمتر مي باشد . او همچنين فرق شيار و خندق را بر اساس مقدار رسوب حاصل از آنها نسبت به رسوب كل منطقه بيان كرده است، به اين صورت كه اگر مقدار رسوب منتقله به وسيله آبراهه نسبت به مقدار كل رسوب حوزه قابل توجه باشد فرسايش از نوع خندقي است و در غيراين صورت شياري مي باشد.
فرسايش خندقي غالباً در مناطق با خاك هاي فقير غير مستعد براي كشاورزي خوب و با پوشش گياهي پراكنده و همچنين در تشكيلات مارني و شيل ديده مي شود. در اين نوع فرسايش علاوه بر عوامل زمين شناسي وآب و هوايي، عوامل انساني به ويژه راه سازي و بهره برداري هاي نادرست كشاورزي نقش عمده اي دارد.

 

[afsoon6282]

6. فرسايش سيلابي
در اين نوع فرسايش ، باران هاي معمولي فرورفتگي ها، مخازن آب، درياچه ها و بركه ها را پركرده و خاك را اشباع مي كند، اگر به دنبال آن باران شديدي ريزش كند تقريباً تمامي آب جاري شده و سرانجام از دره كوهها به سمت پائين دست حركت مي كند. در اين نوع فرسايش آب قدرت فرسايندگي زيادي دارد و معمولاً مواد درشت را در قسمت هاي پائين قرار مي دهد.
در اين نوع فرسايش درختان موجود در رودخانه ها تغيير شكل داده وگاهي ممكن است شكسته شوند. حتي ممكن است گاهي درختان در اثر طغيان در زير خاك مدفون شده و سپس درختان جواني از ساقه آنها رشد كند.

 

[afsoon6282]

7. فرسايش بدلند
اين فرسايش را فرسايش هزار دره اي نيز مي گويند. اين فرسايش معمولاً در زمين هايي است كه حساسيت آن به فرسايش فوق العاده زياد است، رخ مي دهد. فرسايش بدلند در واقع مرحله گسترده فرسايش خندقي است، بدين معني كه هرگاه تعداد خندق ها در هركيلومتر مربع از زمين بيش از 70 عدد باشد يا طول آنها درهركيلومتر مربع زمين بيش از 10 كيلومتر باشد، فرسايش خندقي به فرسايش بدلندتبديل مي شود. البته بايد در نظر داشت كه در اراضي بدلند معمولً انواع مختلف فرسايش نيز يافت مي شود. اين فرسايش ممكن است در اثر فعاليت بشر و يا تحت تأثير شرايط طبيعي به وجود آيد.