Jordforurening: Betydning, Faktorer, Virkninger, Typer, Årsager og Forebyggelse

Læs denne artikel for at lære om betydningen, faktorer, effekter, typer, årsager og forebyggelse af jord erosion.

Introduktion :

Jord erosion er et to måder ord. Det gør ondt i landet og de mennesker, hvor det finder sted, så også landet og de mennesker, hvor det bliver deponeret.

I denne konkurrence taler følgende tal om omfanget af problemet i Indien:

Samlet geografisk område i Indien - 328 millioner hektar

Samlet areal, der udsættes for erosion ved vind og vand - 150 millioner hektar

Område på kritisk stadium af forringelse på grund af erosion - 69 millioner hektar

Areal udsat for vind erosion - 32 millioner hektar

Område berørt af gully erosion og kløfter - 4 millioner hektar

Område påvirket af skiftende dyrkning - 3 millioner hektar

Område under regnskov (ikke-paddy) - 70 millioner hektar

Kilde - Rapport fra Nationalkommission for Landbrug :

Den hurtige erosion af jord med vind og vand har været et problem siden man begyndte at dyrke jorden. Selvom det er et mindre følelsesmæssigt emne i dag end tidligere. Forebyggelse af jord erosion, hvilket betyder at reducere jordtabsraten til det, der ville forekomme under naturlige forhold, er afhængig af at vælge passende strategier for jordbevarelse, og dette igen kræver en grundig forståelse af erosionsprocesserne.

Faktorer, som påvirker erosionshastigheden, er nedbør, afstrømning, vind, jord, hældning, plantebeskyttelse og tilstedeværelse eller fravær af bevaringsforanstaltninger. Disse og andre relaterede faktorer er grupperet under tre overskrifter; energi, modstand og beskyttelse (figur 7.1)

1. Energigruppe:

Dette omfatter den mulige evne til nedbør, afstrømning og vind for at forårsage erosion. Denne evne kaldes erosivitet. Heri indgår også de faktorer, der direkte påvirker kraften i de erosive midler, såsom reduktionen i afstrømningslængden eller vindblæsningen gennem henholdsvis opførelse af terrasser og vindsparinger.

2. Modstandsgruppe:

Modstandsgruppen omfatter jordens troværdighed, der afhænger af dets mekaniske og kemiske egenskaber. Faktorer, der fremmer infiltrationen af ​​vand i jorden og derved reducerer afstrømning og reducerer eroderbarhed, mens enhver aktivitet, der pulveriserer jorden, øger den. Således kan dyrkning reducere ernæringsgrundlaget for lerjord, men øge det af sandjord.

3. Beskyttelsesgruppe:

Det fokuserer på faktorer relateret til plantedækslet. Ved at opfange regn og reducere hastigheden af ​​afstrømning og vind, beskytter et plantedække jorden mod erosion. Forskellige plantedæksler giver forskellige grader af beskyttelse, således at man ved en væsentlig grad kan kontrollere erosionshastigheden ved at bestemme arealanvendelsen.

effekter:

Virkningerne af erosion er:

1. Overfladeafgang:

Øverste jord fjernes, berggrund eksponeres og jorden forankret af snedker.

2. Deponering og tilstopning:

Jorden er dækket af sand- og siltaflejringer; grøfter og kanaler er tilstoppet med sediment og reservoirer silt op.

3. Reduktion i produktivitet:

Som følge af erosion er der forringelse af kvaliteten af ​​beskæring og græsningsarealer, hvilket medfører reduceret produktivitet og øgede udgifter til gødning for at opretholde frugtbarhed.

4. Barren Land:

I ekstreme tilfælde bliver udbyttet så fattigt, at jorden skal tages ud af dyrkning.

5. Forurenende stof:

Siltning af floder reducerer deres kapacitet, skaber oversvømmelsesfare, og sedimentet er et stort forurenende stof, hvilket sænker vandkvaliteten.

Erosionsproces:

Jord erosion er en tofase proces bestående af løsrivelse af individuelle partikler fra jordmassen og deres transport med erosive midler som rindende vand og vind. Når der ikke er tilstrækkelig energi til at transportere partiklerne, opstår der en tredje fase, aflejring.

Faserne i erosionsprocessen er:

1. Løsn jorden:

Regnskyl er det vigtigste løsningsmiddel. Som følge af regndråber, der rammer en bare jordoverflade, kan jordpartikler kastes gennem luften over flere centimeter. Kontinuerlig eksponering for kraftige regnskyler svækker jorden betydeligt. Jordbunden brydes også op af forvitringsprocesser, både mekaniske, ved alternativ befugtning og tørring, frysning og optøning og frostvirkning og biokemisk. Jord er forstyrret af jordbearbejdning og ved trampning af mennesker og husdyr. Running vand og vind er yderligere medvirkende til frigørelsen af ​​jordpartikler.

2. Transportør:

Transportmidlerne omfatter:

A. Agenter, der virker og bidrager til fjernelse af en forholdsvis ensartet jordtykkelse. Denne gruppe består af regnskyl, overfladeafstrømning i form af overfladiske strømme af uendelig bredde, undertiden betegnet arkstrømmen, men mere korrekt kaldet overlandstrøm og vind.

B. Agenter, der koncentrerer deres handling i kanaler. Denne gruppe dækker vandstrømning i små kanaler, kendt som riller, som kan udslettes ved forvitring og pløjning, eller i de større, mere permanente træk af gylder og floder; optager materiale fra og bærer det over jordoverfladen; jordstrømme, glider og kryb, hvor vand påvirker jorden internt.

3. Omfang af erosion:

Erosions sværhedsgrad afhænger af mængden af ​​materiale, der leveres ved frigørelse, og kapaciteten af ​​de eroderende midler til at transportere det.

Udstødningen af ​​erosion er:

(i) Fritagelse - begrænset:

Når agenterne har evnen til at transportere mere materiale end leveret ved frigørelse, end erosionen er beskrevet som frihedsbegrænset.

ii) Transport - begrænset:

Når der leveres mere materiale end det, der kan transporteres, er erosionen begrænset af transport.

Energi til erosion:

Energien til erosion har to former:

Potentiel og kinetisk. Potentiel energi (PE) skyldes forskellen i højden af ​​en krop i forhold til en anden. Det er produktet af masse (m), højdeforskel (h) og acceleration på grund af tyngdekraft (g), således at PE = mhg, som i enheder af kg. m og ms ^-2, giver en værdi i joules. Den potentielle energi til erosion omdannes til kinetisk energi (KE), bevægelsesenergien. Dette relateres til massen og hastigheden (v) for det eroderende middel i ekspressionen

KE = 1 / 2mv ²

Hvilket i enheder af kg og (ms ^-1 ) ² giver også en værdi i joules. Størstedelen af ​​denne energi spredes i friktion med overfladen, over hvilken agenten bevæger sig, således at kun 3 til 4 procent af rindningsenergiens energi og 0, 2 pct. Af den faldende regndråber bruges i erosion.

Typer af jordforurening:

1. Regnsplash-erosion:

Virkningen af ​​regndråber på jordpartikler forstås let ved at overveje momentet af en enkelt regndråbe, der falder på en skrånende overflade. Nedstrømsdelen af ​​denne momentum overføres fuldt ud til jordoverfladen, men kun en lille del af komponenten, der er normal over for overfladen, overføres, og resten bliver reflekteret.

Overførslen af ​​momentum til jordpartiklerne har to effekter:

(i) Det giver en konsolideringskraft, komprimering af jorden,

(ii) Det giver en hastighed til nogle af jordpartiklerne og lancerer dem i luften.

Regndråber er således midler til både konsolidering (fx dannelse af overfladeskorpen) og dispersion.

Regnsprængning erosion virker ensartet over jordoverfladen; dens virkninger ses kun, hvor sten eller trærødder selektivt beskytter den underliggende jord. På sandet jord kan 2 cm høje sprøjtepindestalde dannes om et år.

2. Gully Erosion:

Den erosion gennem kanal, der bæres af rindende vand kaldes gully (eller gulley) erosion. Gullies er relativt permanente stejltede vandløb, der oplever efemiske strømme under regnvejr. De er næsten altid forbundet med accelereret erosion.

Formation af Gully :

Deres indvielse er en mere kompleks proces. I den første fase dannes små fordybninger eller Knicks på en bakke som følge af lokaliseret svækkelse af depressioner, hvor der udvikles nær-vertikale arne over hvilken superkritisk strømning der opstår.

Typer af gullies net-work:

Tre typer af gullies netværk kan genkendes. Typerne er relateret til jordforskelle og de virkninger, som disse har på gulvdannelsesprocesserne.

Disse er som følger:

1. Axial Gullying:

Dette består af individuelle gløder med enkelthovedudskæringer, der trækker vejret op ad overfladen ved overflade erosion, forekommer i grusaflejringer.

2. Digitate Gullying:

Det forekommer i flere hovedskæringer, der strækker sig i retning af bifloder. Det er karakteristisk for lerlejer.

3. Frontal Gullying:

Dette er forbundet med rørledninger og findes især på loamy sands med columnar struktur.

Eksempel på gullig erosion:

Der er regelmæssig gullyderosion i Assam-bjergene, hvor den månedlige nedbør kan være mellem 2000 og 5000 mm og i Darjeeling Hills, hvor over 50 mm regn falder i gennemsnit tolv dage hvert år, og regnintensiteter er ofte højest i slutningen af ​​en regn begivenhed.

3. Rill Erosion:

Fjernelse af jord ved smalle fingerlignende furer ved en flod udløb kaldes rillosion. Både rill og overlandsprocesser påvirker generelt den samme del af en bakkehældning, og deres hydrauliske egenskaber er ens. Riller er efemere. Rillerne dannet af en storm bliver ofte udslettet før næste storm af tilstrækkelig intensitet til at forårsage rilling. De fleste rill-systemer er diskontinuerlige, det vil sige de har ingen forbindelse med hovedflodsystemet.

Kun lejlighedsvis udvikler en mesterskive et permanent kursus med et udløb til floden. Rillerne startes på en kritisk afstand ned-hældning, hvor overlandstrømmen bliver kanaliseret. Ved rill erosion fjernes størstedelen af ​​sedimentet fra en bakke.

4. Overland Flow:

Det forekommer på bjergskråning under en regnvejr eller langvarig regn eller med kraftig regn, hvor der er overfladeaflejringslagre eller små jordfugtighedslagre, når jordens infiltrationskapacitet overstiger. Strømmen er sjældent i form et vandark med ensartet dybde og mere almindeligt er en masse anatomiserende vandløb uden udprøvede kanaler.

Strømmen brydes op af store sten og brosten og af vegetationstækket, der ofte svirler rundt om græs og små buske. Mængden af ​​jordtab som følge af erosion ved overlandstrøm varierer med hastigheden og turbulensen af ​​strømmen.

Fordeling af overlandsstrømme:

Strømmen skyldes, at nedbørens intensitet er større end jordens infiltrationskapacitet og fordeles over bakkerne i det følgende mønster. På toppen af ​​en skråning er en zone uden strøm, der danner et bånd uden erosion.

På en kritisk afstand fra krøbet er tilstrækkeligt vand ophobet på overfladen for at strømmen skal begynde. Yderligere ned-hældning stiger dybden af ​​strømmen med afstand fra kammen, indtil en yderligere kritisk afstand bliver strømmen kanaliseret og bryder op i riller. I godt vegeterede områder forekommer overlandstrømmen sjældent. Fjernelse af plantedækslet kan øge erosionen ved overlandstrøm. Det forekommer hyppigt i bar jord.

5. Underfladen:

Den laterale bevægelse af vand ned ad bakke gennem jordens øvre lag kaldes undergrundsflow. Mindre er kendt om vandets eroderende evne til at bevæge sig gennem porrummene i jorden, selvom det er blevet foreslået, at fine partikler kan vaskes ud ved denne proces.

Undergrundsflowet er vigtigere, fordi koncentrationerne af basismineraler i vandet er to gange end dem, der findes i overfladestrømmen. Væsentlige plantenæringsstoffer, især dem der tilsættes i gødninger, kan fjernes ved denne proces, hvorved jorden forringes og dens modstand mod erosion reduceres.

6. Wind Erosion: Skæring Power of Wind:

Erosionen af ​​jordpartikler ved vind udføres ved anvendelse af en tilstrækkelig stor kraft og ved bombardement af jorden ved korn allerede i bevægelse. Disse to kræfter identificerer to tærskelhastigheder, der kræves for at initiere kornbevægelse. Den statiske eller flydende tærskel gælder for vindens direkte virkning, og den dynamiske eller slaggrænsen tillader bombarderende virkning af bevægelige partikler.

De kritiske hastigheder varierer med materialets kornstørrelse, idet de er mindst for partikler med en diameter på 0, 10 til 0, 15 mm og øger med både stigende og faldende kornstørrelse. Modstanden af ​​de større partikler skyldes deres størrelse og vægt. Den af ​​de finere partikler skyldes deres sammenhængskraft og den beskyttelse, der ydes af omkringliggende grovere korn.

Transport af partikler med vind:

Transport af jord og sandpartikler ved vind finder sted på følgende tre måder, nemlig:

(1) Suspension:

I denne er der en bevægelse af fine partikler, normalt mindre end 0, 2 mm diameter, højt i luften og over lange afstande.

(2) Surface Creep:

Det er rullning af grove korn langs jordoverfladen.

(3) Saltning:

Det er processen med kornbevægelse i en serie hopper.

Typer af vind erosion:

Der er to typer vind erosion:

(i) Selektiv erosion:

Sorteringen af ​​sand eller relativt fine jordpartikler ved vind fra en eroderende overflade kaldes selektiv vindosion. Selektiv erosion resulterer i tab af den finere og mere frugtbare del af jorden fra det eroderende område, der giver anledning til lokal ophobning af sand til hummocks eller klitter.

ii) Massefjernelse:

Sortering af slam og ler eller finere jord fra grundjordmateriale ved vindvirkning er kendt som massefjernelse. I ørkenområder resulterer progressiv fjernelse af overfladematerialet, i sidste ende i eksponering for overfladen af ​​zoner med højkalkakkumulering; sænket afgrødeudbytte og øget erosionsfare.

Saghistorier af Erosion:

I Thar i Bikaner (Rajasthan, Indien) blev der i løbet af de mest sårbare perioder med vind erosion på 75 dage fra april til juni observeret så meget som 4 cm eller 615 t / ha jordtab, når vindhastigheden varierede fra 26 til 39 km h " ¹ .

Ahman (1975) rapporterede et tab på 10-15 cm overfladejord om året gennem vindosion i Vomb Valley, Southern Scania. Borsy (1975) observerede et tab på 55 kgnr ² jord fra et vindblæst område i Ungarn under en storm, der varede i 10 timer.

Vind erosion har ødelagt store landområder i Asien, i Middelhavsområdet, i Sahel savannerne, og i Nordamerika, især i Midtvesten i USA. I USA er omkring 20 millioner hektar jord og mindst en tredjedel af jordbunden blevet fuldstændig ødelagt i løbet af de sidste 200 år ved erosion fra dyrkning.

Ingen jordforurening:

Jord erosion forekommer ikke i skove og er kun meget svag på græsarealer, selvom det skråner ret stejlt. Det kontinuerlige tæppe af kuld og mos i skovrejsende områder virker som en sponage: 1 kilo tørmose kan absorbere 5 liter vand, således at 1 hektar middelhavskov f.eks. Bevarer omkring 400 m ³ vand efter en voldsom storm. En del af dette går tabt gennem evapotranspiration, og resten ser langsomt nedad og genoplader efterfølgende grundvandet nedenfor. Der er ingen afrunding.

Årsager til jordforurening:

Anvendelse af uegnet, ubegrænset dyrkning af skrøbelig jord og teknikker er hovedårsagerne til erosion.

Årsagerne til jord erosion følger:

1. Naturligt:

A. Vand:

Vandets erosion er mest udbredt i områder med stor lettelse, selvom det kan forekomme selv i jord med ret moderate skråninger. Konsulter rill, gully og overland, undergrundsflow.

B. Vind:

En betydelig mængde vind erosion forekommer i steppe som regioner, hvor jorden har en sand tekstur eller består af fint periglacial alluvium.

2. Menneskelige aktiviteter:

A. Landbrug:

Udviklingen af ​​moderne industrielt landbrug baseret på et meget begrænset antal dyrkede afgrøder eller endog på monokultur (jordnødder i troperne, hvede eller majs i tempererede områder) er blevet en stor bidragyder til jordosion. Pimentel et al. (1976) viste, at dyrkning af majs i USA er ledsaget af et årligt jordforløb på mellem 6, 6 og 200 ton pr. Hektar. Det skal også bemærkes, at rotation af afgrøder giver jorden bedre beskyttelse.

B. skovrydning:

Afskovning eller overgravning øger på den anden side erosion ved at tillade meget mere voldsom påvirkning af regnen på den bare overflade og en større afstrømning. Afskaffelsen af ​​hække, udjævning af dæmninger og udfyldning af grøfterne forværrer også jord erosionen.

C. Minedrift:

Det er en lokaliseret specifik aktivitet. I denne omfattende stenbrud, udslettelse af bakkeskråninger og storskala løsnelse af stenflader - alt førende til tilstand, der hjælper processen med jord erosion.

Faktorer for jordforurening:

Faktorer der påvirker jordforurening:

De faktorer, der kontrollerer arbejdet med jord erosion, er erosiviteten af ​​det eroderende middel, jordens eroderbarhed, jordens hældning og plantedækets art. Kun de variabler, der almindeligvis accepteres som vigtige, diskuteres her.

1. Regn:

Jordbundsforløb er tæt forbundet med nedbør dels gennem frigørelsen af ​​regndråber, der rammer jordoverfladen og dels gennem regnen til afstrømning. Dette gælder især for erosion ved overlandstrøm og riller, hvor intensitet generelt anses for at være den vigtigste nedbørskarakteristik.

2. Frødelighed:

Frødelighed definerer jordens modstand til både løsrivning og transport. Selv om jordbestandighed mod erosion afhænger dels af topografisk position, er skråbøjningsgraden og mængden af ​​forstyrrelser skabt af mennesker, for eksempel under jordbearbejdning, jordens egenskaber de vigtigste determinanter. Mærkning varierer med jordstruktur, aggregatstabilitet, forskydningsstyrke, infiltrationskapacitet og organisk og kemisk indhold.

De store partikler er modstandsdygtige over for transport på grund af den større kraft, der kræves for at inddrage dem, og at fine partikler er modstandsdygtige over for frigørelse på grund af deres sammenhængskraft. Jord med mindre end 2 procent organisk stof kan betragtes som eroderbar.

3. Effekt af hældning:

Erosion forventes normalt at stige med stigning i stigningshastighed og hældningslængde som følge af respektive stigning i hastighed og volumen af ​​overfladens afstrømning.

4. Effekt af plantedækslet:

Plantedækslet er vigtigt for at reducere erosionen. Effektiviteten af ​​et plantedæksel ved reduktion af erosionen afhænger af højden og kontinuiteten af ​​baldakinen, densiteten af ​​grunddækslet og rodtætheden. Et jorddække adskiller ikke kun regnen, men spreder også strømmen af ​​rindende vand og vind, giver ruhed til strømmen og derved reducerer hastigheden.

Hovednetværdien af ​​rodnetværket er at åbne jorden, hvorved vand kan trænge igennem og øge infiltrationskapaciteten. Skovene er generelt de mest effektive til at reducere erosion på grund af deres baldakin, men en tæt vækst af græs kan være næsten lige så effektiv.

Strategier for erosionskontrol eller bekæmpelse af jordforurening :

Jord erosion er en konstant trussel mod stabiliteten af ​​agroøkosystemer-Saxena NB

Beskyttelsen af ​​dyrkede arealer mod erosion indebærer en kombination af civilingeniør og biologiske teknikker. På land med moderat hældning, konturplovning og mere stejl jord, er terrænplovning afgørende.

Biologiske metoder til at øge modstanden mod erosion involverer enten forstærkning af jordbund ved tilsætning af affald, gødning eller andet organisk materiale, ellers involverer de afgrøderne selv ved vedtagelse af forskellige dyrkningsteknikker. Crop rotation med successive beplantninger af rækker afgrøder og dækafgrøder reducerer erosionen betydeligt.

Strategierne for jordbevarelse skal baseres på at dække jorden for at beskytte den mod regndråbepåvirkninger; øge jordens infiltrationskapacitet for at reducere afstrømning; forbedring af jordens samlede stabilitet og øget overfladens ruhed for at reducere hastigheden af ​​afstrømning og vind. De forskellige bevarelsesmetoder beskrives under biologiske og tekniske teknikker.

I. Biologiske teknikker:

(1) Beskæringsrotation:

Den enkleste måde at kombinere forskellige afgrøder på er at vokse dem efter hinanden i rotation. De egnede afgrøder til brug i rotationer er bælgplanter og græs. Disse giver god grunddækning, hjælper med at opretholde eller endda forbedre jordens organiske status og derved bidrage til jordens frugtbarhed.

(2) Cover Crops:

Dækafgrøder dyrkes som en bevaringsforanstaltning enten under offseasonen eller som jordbeskyttelse under træer. Jordovertræk dyrkes under træafgrøder for at beskytte jorden mod virkningen af ​​vanddråber, der falder fra baldakinen.

(3) Strip beskæring:

Ved afskæring af rækker dyrkes rækkeafgrøder og beskyttelseseffektive afgrøder i vekslende strimler på linje med konturen eller vinkelret på vinden. Erosion er i vid udstrækning begrænset til rædselsstrimlerne, og jorden fjernet fra disse er fanget i den næste strimmel ned-hældning eller nedadgående vind.

(4) Mulching:

Mulching er jordens dækning med afgrøderester som halm, majsstængler, palmefrøer eller stående stubbe eller syntetisk mulch. Dækslet beskytter jorden mod regndråbens påvirkning og reducerer hastigheden af ​​afstrømning og vind.

(5) Wind Breaks and Shelter-Belts:

Beskyttelsesbælterne og vindpause er barrierer for træer og buske plantet for at reducere vindhastighed, fordampning og vind erosion. Shelterbelts er placeret vinkelret på erosive vind med jævne mellemrum, bryde op for længden af ​​åbent vindblæs. Shelterbelts er strengt levende vind pauser.

2. Tekniske teknikker:

Ingeniørteknikkerne bruges til at styre bevægelsen af ​​vand og vind over jordoverfladen. En række teknikker er til rådighed, og beslutningen om at vedtage afhænger af, om målet er at reducere hastigheden af ​​afstrømning og vind, øge overfladevandens lagerkapacitet eller bortskaffe overskydende vand på en sikker måde. Disse anvendes normalt i forbindelse med biologiske teknikker.

(1) Contour Bunds:

Konturbundene er jordbanker, 1, 5 til 2 m brede, kastet over skråningen for at fungere som en barriere for afstrømning, for at danne et vandlagringsområde på deres opadgående side og for at opdele en skråning i segmenter, der er kortere i længden.

(2) Terrasser:

Disse er jorddækker bygget over skråningen for at opfange overfladens afstrømning og formidle det til et stabilt udløb med en ikke-erosiv hastighed og forkorte skrålængden. Terrasserne kan være af tre typer: afledning, fastholdelse og bænk.

Stabiliseringsstrukturer:

Stabiliseringskonstruktionerne spiller en vigtig rolle ved gulvåbning og gully erosionskontrol. Små dæmninger, som typisk er 0, 4 til 2, 0 m højde, lavet af lokalt tilgængelige materialer som jord, træplanker, børstræer eller løs sten, er bygget på tværs af snedker for at fælde sediment og derved reducere kanaldybden og hældningen. Disse strukturer har stor risiko for fejl, men giver midlertidig stabilitet og anvendes derfor i forbindelse med agronomisk behandling af det omkringliggende land, hvor græs, træer og buske plantes.

Erosion er en naturlig fortsættende proces og vil gå ind i fremtiden uanset hvad man må gøre. Det er unormalt og uønsket proces startet af menneskets aktiviteter og underlagt hans kontrol. Ukontrolleret erosion frembringer fattigdom og underminerer styrken af ​​nationer, fordi jord er nationens styrke. Så jord skal reddes ved at holde det i markerne.