به نام خدا
دانشكده فني و مهندسي
پروژه درس خاكشناسي
فرسايش و راههاي مقابله با آن
توسط:
استاد:
فهرست
7- مبارزه با فرسايش خاك.... 17
فرسايش كه به آلماني Abtrag وبه فرانسه وانگليسي Erosion گفته ميشود، از كلمه لاتين Erodere گرفته شده وعبارت است از فرسودگي و از بين رفتگي مداوم خاك سطح زمين (انتقال يا حركت آن از نقطه اي به نقطه ديگر در سطح زمين) توسط آب يا باد[1].
خاك يكي از مهمترين منابع طبيعي هر كشور است. امروزه فرسايش خاك به عنوان خطري براي رفاه انسان و حتي براي حيات او به شمار ميرود. در مناطقي كه فرسايش كنترل نميشود، خاك ها به تدريج فرسايش يافته، حاصلخيزي خود را از دست مي دهند.
فرسايش نه تنها سبب فقير شدن خاك و متروك شدن مزارع مي گردد و از اين راه خسارات زياد و جبران ناپذيري را به جا مي گذارد، بلكه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و كاهش ظرفيت آبگيري آنها نيز زيانهاي فراواني را سبب ميگردد. بنابر اين نبايد مساله حفاظت و حراست خاك را كوچك و كم اهميت شمرد.
اگر استفاده خاك بر اساس شناسايي استعداد و قدرت توليدي آن ومبتني بر رعايت اصول صحيح و علمي باشد، خاك از بين نمي رود[2]. فقط در سايه حمايت پوشش نباتي(درختان يا ساير گياهان) بوده كه فرسايش خاك بسيار كند شده و تعادلي در تشكيل و فرسايش خاك ايجاد گرديده است.
اين تعادل مساعد كه تحت تاثيرشرايط طبيعي حكمروا شده بود،از زماني كه بشر زمين را به منظور تهيه محصول وبدست آوردن غذا و ديگر مايحتاج خود ،موردكشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده كرد، بر هم خورد و زمين ها در معرض فرسايش شديد و وسيع قرار گرفت .
بنابراين فرسايش قبل از آنكه مورد بهره برداري انسان قرارگيرد نيز اتفاق ميافتاده(فرسايش طبيعي) ولي از وقتيكه انسان در آن به كشت و زرع پرداخت باعث فرسايش بيش از حد(فرسايش سريع وشديد) خاك شده است.
درست است كه از خاك هايي كه در نتيجه فرسايش آبي شديد ازنقاط مرتفعتربه نقاط پستتر يا چالهها وپشت سدها منتقل ميشود، باز زمين به وجود ميآيد واين گونه زمينها اغلب امكان دارد زمينهاي رسوبي يا آبرفتي حاصلخيزي باشد(كما اينكه زمينهاي حاصلخيز را در اكثر موارد همين زمينهاي رسوبي يا آبرفتي تشكيل ميدهد) ولي از آنجا كه مقدار زمينيكه بر اثر رسوب و تجمع مواد بوجود ميآيد در مقابل سطحهاييكه خاك آن فرسايش يافته است، ويران ميشود، تا اين رسوبات را بوجود آورد،آنقدر ناچيز و بيارزش است،كه به منظورجلوگيري از تخريب و زيانهاي بيشتر و همچنين حفظ تعادل طبيعت بايد با اقدامات سريع وجدي تا آنجا كه ممكن است مانع از فرسايش خاك شد.
طبق محاسباتي كه صورت گرفته است، بطوركلي براي تشكيل يك سانتيمترخاك 500 تا 800 سال زمان لازم است، و اگر حساب كنيم كه خاك زراعتي 25 سانتيمتر عمق داشته باشد پس اين ضخامت خاك، طي 20 هزار سالكارمداوم طبيعت بوجود آمده است.
در طبيعت دو نيرو، يا دو عامل وجود دارد كه باعث جابجايي خاك يا به عبارت ديگر فرسايش خاك ميشود: آب و باد[1].
يكي از مهمترين فرايندهاي طبيعي در مناطق خشك و نيمهخشك و فرا خشك فرسايش بادي است.اين فرايند در شرايطي رخ ميدهد كه علاوه بر وجود خاك حساس، باد داراي حاكميت و سرعت قابل توجه باشد. انتقال ذرات خاك به صورتهاي مختلف معلق، جهشي و خزشي انجام ميگيرد وباعث خسارتهاي جدي به محيط زيست ميشود[3]. فرسايش آبي در بند 8 مفصلا شرح داده خواهد شد.
فرسايش طبيعي يا بطئي كه فرسايش عادي هم ناميده ميشود پيوسته در طبيعت بوسيله آب يا باد صورت گرفته و ميگيرد و نتيجه قوه ثقل، سرازيري دامنه ها، جريان آب سطحي روي زمين،وجود نهرها و رودها و يخچالها وغيره است.
عمل اين نوع فرسايش كند و هماهنگ با توليد خاك است بدين معني كه از يك طرف خاك تشكيل ميشود و از طرف ديگر امكان دارد فرسايش يابد.عوامل طبيعي مؤثر در فرسايش سبب فرسايش يافتن قلل مرتفع وكاهش ارتفاع آنها و همچنين پر كردن درهها و چالهها ميشود كه نتيجه آن صاف و هموار شدن سطح زمين است.
در اين نقل وانتقال خاك، در صورتي كه عمل خاكسازي بيش از فرسايش باشد، موجب افزوده شدن وگسترش خاكها ميشود، اگر متعادل باشد،يك هماهنگي بين فرسايش و خاكسازي بوجود ميآيد ولي چنانچه تخريب سريع و شديد وعمل خاكسازي ضعيف باشد، تعادل طبيعي بر هم ميخورد.
در چنين وضعي كه زمين بشدت فرسايش مييابد سنگهاي مادر ظاهر ميگردد وچهره زمين به صورت لخت و باير درميآيد. مبارزه بااين فرسايش بسيار مشكل و در بسياري از موارد غير ممكن است. فرسايش سريع يا مخرب همانطور كه ذكر شد نتيجه تاثير اعمال بشر است.
فرسايش چه توسط باد صورت گيرد چه توسط آب، خواه عادي باشد خواه سريع، داراي سه مرحله است: مرحله كنده شدن خاك، مرحله انتقال خاك و مرحله انباشته شدن و تجمع خاك.
در اين مرحله، ابتدا خاكدانهها بر اثر از بين رفتن هوموس و كلوئيدهاي خاك، چسبندگي خود را از دست ميدهند و از هم ميپاشند. در نتيجه خاك آماده فرسايش ميشود. در چنين وضعي، خاك سطحالارض كه حاصلخيزترين قسمت خاك است، به طور ناگهاني يا بتدريج بوسيله آب يا باد از جاي خود كنده ميشود.
چون ذرات خاك چسبندگي خود را از دست دادهاند، نميتوانند در مقابل جريانهاي شديد آبها يا بادهاي تند مقاومت كنند، در نتيجه از جاي خود كنده ميشوند و به نقطه ديگر منتقل ميگردند.
در مورد فرسايش آبي معمولا مواد از منطقه مرتفعتر به محل پستتر منتقل ميگردند. مسافتي را كه آب يا باد مواد را با خود ميبرد به عوامل مختلفي بستگي دارد، از آن جمله ميتوان در مورد آب، شدت آب، شيب زمين، ريز و درشتي آبرفتها( شن، رس و غيره)، و در مورد فرسايش بادي شدت باد، قطر بادرفتها و همچنين مسطح و وسيع بودن جلگهها و دشتها را نام برد.
بادرفتها (موادي كه توسط باد حمل ميگردند) هر جا به مانعي (گياه، ديوار، سنگ و غيره) برخورد كند فورا بر روي زمين ميافتد و درآنجا رويهم انباشته ميشوند. اين مواد در شرايط فوقالعاده تشكيل تپههاي بزرگ و حتي تودههاي عظيم شني يا ماسهاي شبيه كوه را ميدهد.
آبرفتها بتدريج كه از شدت جريان آب و شيب زمين كاسته ميشود از حركت بازميماند و در سطح زمين رسوب ميكند (ابتدا ذرات درشتتر و بعد ذرات ريزتر). در بعضي موارد تجمع مواد آبرفتي بقدري زياد است كه يك طبقه رسوبي قابل توجهي را تشكيل ميدهد.
شكل ظاهري فرسايش آبي با شكل ظاهري فرسايش بادي فرق دارد. بعلاوه فرسايش آبي يا بادي خود بر اثر شدت و ضعف عوامل فرسايشي و مساعد بودن يا نامساعد بودن شرايط محيطي براي فرسايش به اشكال مختلف در ميآيد. روي همين اصول است كه در نقاط مختلف و در شرايط مختلف، زمين به درجات مختلف و به اشكال مختلف فرسايش يافته است.
عمل عامل فرسايشي در اين فرسايش، در تمام سطح زمين است. اين شكل فرسايش بيشتر منشا بادي دارد، ولي طبيعي است كه فرسايش آبي نيز ابتدا به طور سطحي اتفاق ميافتدكه به علت فرسايش يكنواخت در تمام سطح كمتر محسوس ميگردد.
اين نوع تخريب با ظهور لكههاي سفيد و روشن در سطح نمودار ميشود و نشان دهنده تخريب و از بين رفتن سطحيترين قسمت زمين، آن هم به صورت لكهلكه است. اختلاف رنگ بين قسمتهاي فرسايش يافته و فرسايش نيافته علامت اين تخريب است، زيرا قسمت رويي به علت دارا بودن مواد آلي، غالبا تيره رنگ ميباشد. علامت ديگر اين فرسايش وجود ريگ و سنگريزههاي آزاد در سطح زمين است. در اين نقاط باد ذرات ريز را با خود برده و ريگ و سنگريزه در سطح زمين باقي مانده است.
منشا اين تخريب اغلب باران است و در پيدايش آن عامل، شيب بسيار موثر ميباشد. فرسايش شياري يا آبراههاي، در دامنه كوهها و حتي در سطح زمينهاي كم شيب نيز به سهولت ديده ميشود. اين شكل فرسايش، پيشرفتهتر از فرسايش سفرهاي بوده و ممكن است به صورت خطوط موازي نيز ظاهر شود كه ابتدا كم عمق است ولي به سرعت عميقتر ميشود. اين شكل فرسايش، تا زماني كه سنگ مادر ظاهر نشده است، بنام فرسايش شياري خوانده ميشود.
اين شكل فرسايش بيشتر منشا بادي دارد. چالهها در نتيجه توسعه فرسايش سطحي و بزرگتر شدن چالههاي كوچك نخستين، بوجود ميآيد. در بسياري از نقاط دشت لوط و حواشي دشت كوير سطحهاي وسيعي از زمين ديده ميشود كه بر اثر باد بصورت چاله چاله در آمده است. اين چالهها نشانه فرسايش بادي شديد در اين نواحي است. بادهاي شديد موادي را كه از كندن اين چالهها بدست ميآورد، كيلومترها با خود ميبرد.
منشا اين فرسايش، آب است. در اين فرسايش عمق و عرض زمينهاي فرسايش يافته بيشتر از فرسايش شياري است.
اين شكل فرسايش، بر اثر پيشرفت فرسايش شياري بوجود مييد، به اين نحو كه شيارها به هم ميپيوندند، در نتيجه زمين بيشتر شسته ميشود و نهرها يا خندقهايي در سطح زمين تشكيل ميگردد. در اين تخريب، سنگ مادر ظاهر ميشود و آنقدر عميق و عريض است كه گاوآهن قادر به عبور از آنها نيست. اين خندقها يا نهرها تدريجا عميقتر ميشوند. عمق خندقها به يك متر يا بيشتر ميرسد و بتدريج شكل آنها تغيير ميكند. اين عمل در صخرههاي سست، خاكهاي رسي و رسي آهكي بيشتر ديده ميشود. اين فرسايش اغلب در محدوده آب و هواي خشك و در نواحي كه تغييرات درجه حرارت در فصول مختلف در آنجا شديد است ظاهر ميگردد. البته اين شكل تخريب در زمينهاي جنگلكاري شده نيز ديده ميشود و ساختمان زمينشناسي خاك هم در اين فرسايش بيتاثير نيست.
با توسعه خندقها و عريضتر شدن آنها، آب علاوه بر خاك سطحالارضي، خاك زيري و خاك تحتالارضي را نيز از جا ميكند و با خود ميبرد. فرسايش خندقي علاوه بر ويراني خاك زراعتي، سبب وارد آمدن خسارات زيادي به راهها، جادهها، خطوط ارتباطي و مجاري آبها و همچنين موجب افزايش هزينه نگهداري تاسيسات مزبور نيز ميشود. شخم زدن شيبهاي تند و چراي بيش از حد و لگدكوب شدن خاك مراتع طبيعي توسط احشام، باعث از بين رفتن پوشش نباتي و كنده شدن خاك و در نتيجه پيدايش آبراهاها و خندقها ميگردد(شكل1).
شكل1- فرسايش خندقي در پايين دست اراضي كشاورزي
فرسايش سيلابي يك تخريب ساده نيست. در مناطق كوهستاني و حتي در زمينهاي سست جلگهاي فرسايش شياري و خندقي ممكن است به فرسايش سيلابي تبديل گردد. در اين فرسايش جريان آب بويژه آبهاي گلآلود، حامل ريگ و شن و غيره، موجب شسته شدن اطراف آن و حمل مواد بيشتر با خود ميگردد. با اين عمل، زمينهاي ديواره بستر، استحكام و قدرت خود را از دست ميدهد و بتدريج و در مواقع جاري شدن سيلابهاي شديد حتي به طور ناگهاني ريزش ميكند و امكان دارد كه موجب تخريب و ويراني مزارع و دهاتي كه در جوار اين مسيلها واقع شدهاند، بشود. با افزايش مواد خاكي در آب، وزن مخصوص آن بيشتر و قدرت و نيروي درهم كوبنده آن زيادتر ميگردد.
اين نوع فرسايش در روي زمين اغلب به شكل عوارض زمين كه معرف حركات خاك در گذشته است ظاهر ميگردد. اين حركات عبارتست از تورم و بالا آمدن خاك، سرخوردگي، خزيدن زمين و ريزش خاك (حركت يخچالها).
در فرسايش تودهاي قسمتي از خاك دامنه كوهها به حركت در ميآيد كه يا ممكن است بر اثر اشباع شدن خاك طبقه رويي از آب و نفوذپذيري خاك طبقه زيري، خاك رويي به حركت در آيد، يا ممكن است بر اثر لغزش اين عمل اتفاق افتد، به اين معني كه تودهاي از كوه از محل اوليه خود جدا ميشود و در محل ديگري قرار ميگيرد، يا ممكن است در نتيجه ريزش باشد كه در اين حالت قسمتي از كوه ريزش ميكند و در سطحهاي پايينتر روي هم انباشته ميشود[1].
يكي از جالبترين و نادرترين اي فرسايشها، فرسايش تونلي مي باشد. اين فرسايش در اينناهمواري اشكالي را شبيه به لانه روباه بوجود آورده است كه به نام اشكال فرسايشتونلي معروف هستند. اشكال فرسايش تونلي مطالعه شده در منطقه ساختاري ساده داشته وشامل تعدادي حفره يا گودالهاي قيفي شكل با ابعاد گوناگون و يك شبكه زهكشي زيرزمينيبوده كه اين شبكه توسط خروجي هايي به شكبه زهكشي سطحي متصل است. عليرغم ساختمانفيزيكي ساده اين اشكال، مكانيسم تشكيل آنها بسيار پيچيده مي باشد[4].
فرسايش داراي اثرات نامطلوب و عواقب شومي است كه در زمينههاي مختلف باعث خسارات و ناراحتيهاي فراوان ميگردد.
بر اثر فرسايش، خاك رو كه از نظر كشاورزي فعالترين و بارخيزترين قسمت پوسته جامد زمين است، فرسوده ميشود و از بين ميرود و در نتيجه حاصلخيزي آن كاهش مييابد. فرسايش چنانچه شديد باشد، بكلي بارخيزي خاك را از بين ميبرد.
چنانچه قابليت نفوذ آب يا هوا در خاك، بر اثر كم شدن يا از بين رفتن ماده آلي و تاثير ساير عوامل كاهش يابد، خاكدانهها متلاشي و از هم جدا ميشود، در نتيجه، ساختمان خاك متراكم ميگردد. در چنين حالتي در فصل مرطوب، محيط نامساعد و خفهكنندهاي در خاك بوجود ميآيد. چون در اين صورت هوا و آب نميتواند در خاك نفوذ كند و همچنين خاك قادر نيست آّب را براي فصل خشكي در خود ذخيره نمايد، از نظر شيميايي و بيولوژيكي شرايط در خاك بسيار نامساعد ميگردد. در چنين محيطي بتدريج موجودات كوچك خاكزي (ميكروارگانيزمها) از بين ميروند و هوموس خاك تلف ميشود. بر اثر از بين رفتن مواد آلي (هوموس)، كمبود مواد ازتي خاك نيز ظاهر ميگردد. با از بين رفتن هوموس و موجودات زنده، خاك حاصلخيزي خود را بكلي از دست ميدهد.
چنانچه فرسايش بسيار شديد و عميق باشد، ترميم خرابيها مستلزم صرف وقت و هزينه زياد است و در شرايط فوقالعاده حتي بعيد به نظر ميرسد.
حاصلخيزي خاك نه تنها بر اثر فرسايش كاهش مييابد،بلكه بر اثر تجمع آبرفتهاي نامرغوب و بادرفتهاي شور در سطح زمينهاي داير نيز در معرض خطر قرار ميگيرد. اغلب مشاهده شده است كه زمين بسيار حاصلخيز بوده ولي بر اثر جاري شدن سيلاب يا سيلابهاي شور يا بادرفتهاي شور در سطح آن، حاصلخيزي خود را از دست داده است.
6-2- اثر فرسايش بر روي كاهش آبهاي زيرزميني
پوشش گياهي نه تنها خاك را حفظ ميكند و مانع از فرسايش آن ميشود، بلكه در حفظ آب نيز بسيار موثر است. در نقاطي كه زمين پوشش گياهي دارد (كه اين پوشش مانع از فرسايش آن ميشود)، به هنگام بارندگي قطرات آب به هنگام فرود آمدن ابتدا به اندام گياه برخورد ميكند و بصورت ذرات ريز در ميآيد كه بهتر جذب زمين ميگردد. از طرف ديگر ريشههاي گياه و هوموس موجود در خاك، آبي را كه به زمين ميرسد جذب ميكند و به اين طريق مانع از جاري شدن آن در سطح زمين ميگردد. آبي كه به طريق مذكور در خاك حفظ ميشود بعدها
مبلغ واقعی 14,124 تومان 3% تخفیف مبلغ قابل پرداخت 13,700 تومان