دانلود مقاله فرسایش و راه های مقابله با آن

مقدمه فرسایش که به آلمانی Abtrag وبه فرانسه وانگلیسی Erosion گفته می‌‌شود، از کلمه لاتین Erodere گرفته شده وعبارت است از فرسودگی و از بین رفتگی مداوم خاک سطح زمین (انتقال یا حرکت آن از نقطه ای به نقطه دیگر در سطح زمین) توسط آب یا باد[1].

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است.

امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می‌رود.

در مناطقی که فرسایش کنترل نمی‌شود، خاک ها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست می دهند.

فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات زیاد و جبران ناپذیری را به جا می گذارد، بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیانهای فراوانی را سبب می‌گردد.

بنابر این نباید مساله حفاظت و حراست خاک را کوچک و کم اهمیت شمرد.

اگر استفاده خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن ومبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمی رود[2].

فقط در سایه حمایت پوشش نباتی(درختان یا سایر گیاهان) بوده که فرسایش خاک بسیار کند شده و تعادلی در تشکیل و فرسایش خاک ایجاد گردیده است.

این تعادل مساعد که تحت تاثیرشرایط طبیعی حکمروا شده بود،از زمانی که بشر زمین را به منظور تهیه محصول وبدست آوردن غذا و دیگر مایحتاج خود ،موردکشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده کرد، بر هم خورد و زمین ها در معرض فرسایش شدید و وسیع قرار گرفت .

بنابراین فرسایش قبل از آنکه مورد بهره برداری انسان قرارگیرد نیز اتفاق می‌افتاده(فرسایش طبیعی) ولی از وقتی‌که انسان در آن به کشت و زرع پرداخت باعث فرسایش بیش از حد(فرسایش سریع وشدید) خاک شده است.

2- اهمیت فرسایش درست است که از خاک هایی که در نتیجه‌ فرسایش آبی شدید ازنقاط مرتفع‌تربه نقاط پست‌تر یا چاله‌ها وپشت سد‌ها منتقل می‌شود، باز زمین به وجود می­آید واین گونه زمین‌ها اغلب امکان دارد زمین‌های رسوبی یا آبرفتی حاصلخیزی باشد(کما‌‌‌ اینکه زمین‌های حاصلخیز را در اکثر موارد همین زمین‌های رسوبی یا آبرفتی تشکیل می‌دهد) ولی از آنجا که مقدار زمینی‌که بر اثر رسوب و تجمع مواد بوجود می‌آید در مقابل سطح‌هایی‌که خاک آن فرسایش یافته است، ویران می‌شود، تا این رسوبات را بوجود آورد،آنقدر ناچیز و بی‌ارزش است،که به منظور جلوگیری از تخریب و زیان‌های بیشتر و همچنین حفظ تعادل طبیعت باید با اقدامات سریع وجدی تا آنجا که ممکن است مانع از فرسایش خاک شد.

طبق محاسباتی که صورت گرفته است، بطورکلی برای تشکیل یک سانتی‌متر‌خاک 500 تا 800 سال زمان لازم است، و‌ اگر حساب کنیم که خاک زراعتی 25 سانتی‌متر عمق داشته باشد پس این ضخامت خاک، طی 20 هزار سال‌کارمداوم طبیعت بوجود آمده است.

3- انواع فرسایش 3-1- بر اساس انواع عوامل فرسایشی در طبیعت دو نیرو، یا دو عامل وجود دارد که باعث جابجایی خاک یا به عبارت دیگر فرسایش خاک می‌شود: آب و باد[1].

یکی از مهمترین فرایندهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و فرا خشک فرسایش بادی است.این فرایند در شرایطی رخ می‌دهد که علاوه بر وجود خاک حساس، باد دارای حاکمیت و سرعت قابل توجه باشد.

انتقال ذرات خاک به صورت‌های مختلف معلق، جهشی و خزشی انجام می‌گیرد وباعث خسارت‌های جدی به محیط زیست می‌شود[3].

فرسایش آبی در بند 8 مفصلا شرح داده خواهد شد.

3-2- بر اساس تاثیر طبیعت و دخالت انسان فرسایش طبیعی یا بطئی که فرسایش عادی هم نامیده می‌شود پیوسته در طبیعت بوسیله آب یا باد صورت گرفته و می‌گیرد و نتیجه قوه ثقل، سرازیری دامنه ها، جریان آب سطحی روی زمین،وجود نهرها و رودها و یخچال‌ها وغیره است.

عمل این نوع فرسایش کند و هماهنگ با تولید خاک است بدین معنی که از یک طرف خاک تشکیل می‌شود و از طرف دیگر امکان دارد فرسایش یابد.عوامل طبیعی مؤثر در فرسایش سبب فرسایش یافتن قلل مرتفع وکاهش ارتفاع آنها و همچنین پر کردن دره‌ها و چاله‌ها می‌شود که نتیجه آن صاف و هموار شدن سطح زمین است.

در این نقل وانتقال خاک، در صورتی که عمل خاکسازی بیش از فرسایش باشد، موجب افزوده شدن وگسترش خاکها می‌شود، اگر متعادل باشد،یک هماهنگی بین فرسایش و خاکسازی بوجود می‌آید ولی چنانچه تخریب سریع و شدید وعمل خاکسازی ضعیف باشد، تعادل طبیعی بر هم می‌خورد.

در چنین وضعی که زمین بشدت فرسایش می‌یابد سنگهای مادر ظاهر می‌گردد وچهره زمین به صورت لخت و بایر درمی‌آید.

مبارزه بااین فرسایش بسیار مشکل و در بسیاری از موارد غیر ممکن است.

فرسایش سریع یا مخرب همانطور که ذکر شد نتیجه تاثیر اعمال بشر است.

4- مراحل مختلف فرسایش فرسایش چه توسط باد صورت گیرد چه توسط آب، خواه عادی باشد خواه سریع، دارای سه مرحله است: مرحله کنده شدن خاک، مرحله انتقال خاک و مرحله انباشته شدن و تجمع خاک.

4-1- مرحله کنده شدن خاک از جای خود در این مرحله، ابتدا خاکدانه­ها بر اثر از بین رفتن هوموس و کلوئیدهای خاک، چسبندگی خود را از دست می­دهند و از هم می­پاشند.

در نتیجه خاک آماده فرسایش می­شود.

در چنین وضعی، خاک سطح­الارض که حاصلخیزترین قسمت خاک است، به طور ناگهانی یا بتدریج بوسیله آب یا باد از جای خود کنده می­شود.

4-2- مرحله حمل یا انتقال خاک بوسیله آب یا باد چون ذرات خاک چسبندگی خود را از دست داده­اند، نمی­توانند در مقابل جریانهای شدید آبها یا بادهای تند مقاومت کنند، در نتیجه از جای خود کنده می­شوند و به نقطه دیگر منتقل می­گردند.

در مورد فرسایش آبی معمولا مواد از منطقه مرتفع­تر به محل پست­تر منتقل می­گردند.

مسافتی را که آب یا باد مواد را با خود می­برد به عوامل مختلفی بستگی دارد، از آن جمله می­توان در مورد آب، شدت آب، شیب زمین، ریز و درشتی آبرفت­ها( شن، رس و غیره)، و در مورد فرسایش بادی شدت باد، قطر بادرفتها و همچنین مسطح و وسیع بودن جلگه­ها و دشتها را نام برد.

4-3- مرحله تجمع و انباشته شدن مواد بادرفتها (موادی که توسط باد حمل می­گردند) هر جا به مانعی (گیاه، دیوار، سنگ و غیره) برخورد کند فورا بر روی زمین می­افتد و درآنجا رویهم انباشته می­شوند.

این مواد در شرایط فوق­العاده تشکیل تپه­های بزرگ و حتی توده­های عظیم شنی یا ماسه­ای شبیه کوه را میدهد.

آبرفتها بتدریج که از شدت جریان آب و شیب زمین کاسته می­شود از حرکت بازمی­ماند و در سطح زمین رسوب می­کند (ابتدا ذرات درشت­تر و بعد ذرات ریزتر).

در بعضی موارد تجمع مواد آبرفتی بقدری زیاد است که یک طبقه رسوبی قابل توجهی را تشکیل می­دهد.

5- اشکال مختلف فرسایش شکل ظاهری فرسایش آبی با شکل ظاهری فرسایش بادی فرق دارد.

بعلاوه فرسایش آبی یا بادی خود بر اثر شدت و ضعف عوامل فرسایشی و مساعد بودن یا نامساعد بودن شرایط محیطی برای فرسایش به اشکال مختلف در می­آید.

روی همین اصول است که در نقاط مختلف و در شرایط مختلف، زمین به درجات مختلف و به اشکال مختلف فرسایش یافته است.

5-1- فرسایش سطحی یا سفره­ای عمل عامل فرسایشی در این فرسایش، در تمام سطح زمین است.

این شکل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد، ولی طبیعی است که فرسایش آبی نیز ابتدا به طور سطحی اتفاق می­افتدکه به علت فرسایش یکنواخت در تمام سطح کمتر محسوس می­گردد.

این نوع تخریب با ظهور لکه­های سفید و روشن در سطح نمودار می­شود و نشان دهنده تخریب و از بین رفتن سطحی­ترین قسمت زمین، آن هم به صورت لکه­لکه است.

اختلاف رنگ بین قسمتهای فرسایش یافته و فرسایش نیافته علامت این تخریب است، زیرا قسمت رویی به علت دارا بودن مواد آلی، غالبا تیره رنگ می­باشد.

علامت دیگر این فرسایش وجود ریگ و سنگریزه­های آزاد در سطح زمین است.

در این نقاط باد ذرات ریز را با خود برده و ریگ و سنگریزه در سطح زمین باقی مانده است.

5-2- فرسایش شیاری یا آبراهه­ای منشا این تخریب اغلب باران است و در پیدایش آن عامل، شیب بسیار موثر می­باشد.

فرسایش شیاری یا آبراهه­ای، در دامنه کوهها و حتی در سطح زمینهای کم شیب نیز به سهولت دیده می­شود.

این شکل فرسایش، پیشرفته­تر از فرسایش سفره­ای بوده و ممکن است به صورت خطوط موازی نیز ظاهر شود که ابتدا کم عمق است ولی به سرعت عمیق­تر می­شود.

این شکل فرسایش، تا زمانی که سنگ مادر ظاهر نشده است، بنام فرسایش شیاری خوانده می­شود.

5-3- فرسایش چاله­ای این شکل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد.

چاله­ها در نتیجه توسعه فرسایش سطحی و بزرگتر شدن چاله­های کوچک نخستین، بوجود می­آید.

در بسیاری از نقاط دشت لوط و حواشی دشت کویر سطح­های وسیعی از زمین دیده می­شود که بر اثر باد بصورت چاله چاله در آمده است.

این چاله­ها نشانه فرسایش بادی شدید در این نواحی است.

بادهای شدید موادی را که از کندن این چاله­ها بدست می­آورد، کیلومترها با خود می­برد.

5-4- فرسایش خندقی یا نهری منشا این فرسایش، آب است.

در این فرسایش عمق و عرض زمینهای فرسایش یافته بیشتر از فرسایش شیاری است.

این شکل فرسایش، بر اثر پیشرفت فرسایش شیاری بوجود می­ید، به این نحو که شیارها به هم می­پیوندند، در نتیجه زمین بیشتر شسته می­شود و نهرها یا خندقهایی در سطح زمین تشکیل می­گردد.

در این تخریب، سنگ مادر ظاهر می­شود و آنقدر عمیق و عریض است که گاوآهن قادر به عبور از آنها نیست.

این خندقها یا نهرها تدریجا عمیق­تر می­شوند.

عمق خندقها به یک متر یا بیشتر می­رسد و بتدریج شکل آنها تغییر می­کند.

این عمل در صخره­های سست، خاکهای رسی و رسی آهکی بیشتر دیده می­شود.

این فرسایش اغلب در محدوده آب و هوای خشک و در نواحی که تغییرات درجه حرارت در فصول مختلف در آنجا شدید است ظاهر می­گردد.

البته این شکل تخریب در زمینهای جنگل­کاری شده نیز دیده می­شود و ساختمان زمین­شناسی خاک هم در این فرسایش بی­تاثیر نیست.

با توسعه خندقها و عریض­تر شدن آنها، آب علاوه بر خاک سطح­الارضی، خاک زیری و خاک تحت­الارضی را نیز از جا می­کند و با خود می­برد.

فرسایش خندقی علاوه بر ویرانی خاک زراعتی، سبب وارد آمدن خسارات زیادی به راهها،‌ جاده­ها، خطوط ارتباطی و مجاری آبها و همچنین موجب افزایش هزینه نگهداری تاسیسات مزبور نیز می­شود.

شخم زدن شیبهای تند و چرای بیش از حد و لگدکوب شدن خاک مراتع طبیعی توسط احشام، باعث از بین رفتن پوشش نباتی و کنده شدن خاک و در نتیجه پیدایش آبراها­ها و خندقها می­گردد(شکل1).

با توسعه خندقها و عریضتر شدن آنها، آب علاوه بر خاک سطحالارضی، خاک زیری و خاک تحتالارضی را نیز از جا میکند و با خود میبرد.

فرسایش خندقی علاوه بر ویرانی خاک زراعتی، سبب وارد آمدن خسارات زیادی به راهها،‌ جادهها، خطوط ارتباطی و مجاری آبها و همچنین موجب افزایش هزینه نگهداری تاسیسات مزبور نیز میشود.

شخم زدن شیبهای تند و چرای بیش از حد و لگدکوب شدن خاک مراتع طبیعی توسط احشام، باعث از بین رفتن پوشش نباتی و کنده شدن خاک و در نتیجه پیدایش آبراهاها و خندقها میگردد(شکل1).

شکل1- فرسایش خندقی در پایین دست اراضی کشاورزی 5-5- فرسایش سیلابی فرسایش سیلابی یک تخریب ساده نیست.

در مناطق کوهستانی و حتی در زمینهای سست جلگهای فرسایش شیاری و خندقی ممکن است به فرسایش سیلابی تبدیل گردد.

در این فرسایش جریان آب بویژه آبهای گلآلود، حامل ریگ و شن و غیره، موجب شسته شدن اطراف آن و حمل مواد بیشتر با خود میگردد.

با این عمل، زمینهای دیواره بستر، استحکام و قدرت خود را از دست میدهد و بتدریج و در مواقع جاری شدن سیلابهای شدید حتی به طور ناگهانی ریزش میکند و امکان دارد که موجب تخریب و ویرانی مزارع و دهاتی که در جوار این مسیلها واقع شدهاند، بشود.

با افزایش مواد خاکی در آب، وزن مخصوص آن بیشتر و قدرت و نیروی درهم کوبنده آن زیادتر میگردد.

5-6- فرسایش تودهای این نوع فرسایش در روی زمین اغلب به شکل عوارض زمین که معرف حرکات خاک در گذشته است ظاهر میگردد.

این حرکات عبارتست از تورم و بالا آمدن خاک، سرخوردگی، خزیدن زمین و ریزش خاک (حرکت یخچالها).

در فرسایش تودهای قسمتی از خاک دامنه کوهها به حرکت در میآید که یا ممکن است بر اثر اشباع شدن خاک طبقه رویی از آب و نفوذپذیری خاک طبقه زیری، خاک رویی به حرکت در آید، یا ممکن است بر اثر لغزش این عمل اتفاق افتد، به این معنی که تودهای از کوه از محل اولیه خود جدا میشود و در محل دیگری قرار میگیرد، یا ممکن است در نتیجه ریزش باشد که در این حالت قسمتی از کوه ریزش میکند و در سطحهای پایینتر روی هم انباشته میشود[1].

5-7- فرسایش تونلی یکی از جالبترین و نادرترین ای فرسایشها، فرسایش تونلی می باشد.

این فرسایش در این ناهمواری اشکالی را شبیه به لانه روباه بوجود آورده است که به نام اشکال فرسایش تونلی معروف هستند.

اشکال فرسایش تونلی مطالعه شده در منطقه ساختاری ساده داشته و شامل تعدادی حفره یا گودالهای قیفی شکل با ابعاد گوناگون و یک شبکه زهکشی