Закос: РУСЛЕ Рівняння, Фактор за Фактором

Прогнозування втрат ґрунту за допомогою однієї формули

Оновлена Універсальна формула втрат ґрунту (RUSLE) є стандартним інструментом, який використовують агроекологи та планувальники водотоків для прогнозування середньорінних річних втрат ґрунту з схилу через дощ і повішення. Вона походить від оригінальної USLE, розробленої в Purdue University та USDA на основі десятиліть даних вимірювань ділянок, і множить п'ять факторів разом:

A = R · K · LS · C · P Кожен фактор ізолює один фізичний драйвер, що робить формулу корисною для проектування: змініть одну річ на фермі – скажімо, покритну культуру замість незахищеного осіннього вирощування – і ви зможете безпосередньо побачити, який фактор змінюється та наскільки.

A = R · K · LS · C · P

П’ять факторів

R, показник ерозійності та інтенсивності дощування-переносу, відображає інтенсивність та енергетику місцевих штормів — місце з частими інтенсивними поривами дощу має набагато вищий R, ніж місце з тим самим річним розподілом опадів, що рівномірно розподіляються протягом року. K, ерозійна здатність ґрунту, залежить від текстури, структури, органічної речовини та проникності: дрібнозернисті глини легко уражаються ерозією, добре агреговані ґрунти з високим вмістом глини стійкі до неї, пісок швидко дренується і не може створити шкідливий потік води, але його все одно можна вимити або перенести, якщо він незахищений. LS, топографічний фактор, відображає вплив як довжини схилу, так і нахилу схилу на ерозію, оскільки вода прискорюється та збільшується об'єм, який вона проходить, подовжуючи та посилюючи кут схилу, а зв’язок нелінійний: подвоєння кута схилу більше ніж удвічі збільшує ризик ерозії. C, управління покриттям, відображає ступінь, в якій рослинна затінка та залишки переривають вплив крапель дощу та сповільнюють поверхневий потік — виснажена земля без укриття може мати показник C на порядок величини вищий, ніж щільний багаторічний покрив. P, практика підтримки, враховує інженерні втручання, такі як борошноплавлення, зріз посівів та терасні пагорби, які переривають схильний потік води.

Чому кут нахилу та довжина впливають на накопичення води

Нерозведена вода не просто стає швидшою на крутому схилі, вона також збирає більший об’єм, коли подорожує далі до каналу, тому коефіцієнт LS (Lost Soil Factor) зростає швидше, ніж кут або довжина самостійно. Саме тому терасування є таким ефективним засобом контролю ерозії: воно не змінює загальну площу поля чи його середній нахил, просто скорочує ефективну довжину схилу, яку повинен подолати будь-який окремий краплю дощової води, щоб досягти тераси, що різко зменшує LS — і, відповідно, втрату ґрунту.

Де відбувається фактично відкладення осаду

RUSLE прогнозує відокремлення та ношість, але не все, що зношується, покидає поле — деяке переміщається в зоні нижчого ухилу перед досягненням потоку, цей ефект зафіксовано окремо за допомогою коефіцієнту доставки осадів. Практично це означає, що точки ерозії на карті водозбирання (стібні, довгі, погано вкриті схили з розкладом ґрунту) не завжди однакові з полями, які втрачають найбільше осаду у річку; ці дві величини співпадають лише там, де шлях потоку до каналу короткий і крутий по всій довжині.

Використання моделі як інструменту дизайну

Через те, що фактори множаться, найбільший вплив на управління землею має зазвичай C, управління покриттям — перехід від чистого поля до добре розвитого покритого культури може зменшити C у десять разів і більше, що значно перевищує те, що можуть досягти більшість фермерів, змінюючи лише практику обробки ґрунту. P, практики підтримки, є наступним важільом і найдешевше додавати до існуючого плану посіву: контурні смуги можуть зменшити ерозію вдвічі без зміни того, що висаджено. Це пояснює, чому симуляція дозволяє незалежно керувати покриттям та вибором практик від ухилу та опадів — ці два фактори є кліматом і географією, які не можна змінити, тоді як покриття та практика - це саме те, що оператор ферми контролює.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Soil Erosion і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.