La erosionabilidad (o erosionabilidad ) es el rendimiento inherente o la falta de resistencia de suelos y rocas a la erosión . Una alta capacidad de erosión implica que la misma cantidad de trabajo ejercido por los procesos de erosión conduce a una mayor remoción de material. Debido a que la mecánica detrás de la erosión depende de la competencia y coherencia del material, la erosionabilidad se trata de diferentes maneras dependiendo del tipo de superficie que se erosionó.
Suelos
La erosionabilidad del suelo es un parámetro agrupado que representa un valor anual integrado de la reacción del perfil del suelo al proceso de desprendimiento y transporte del suelo por las gotas de lluvia y el flujo superficial. [1] El modelo más utilizado para predecir la pérdida de suelo por erosión hídrica es la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE) (también conocida como técnica del factor K), que estima la pérdida de suelo anual promediocomo: [2]
donde R es el factor de erosión de la lluvia , K es la erosionabilidad del suelo, [3] [4] L y S son factores topográficos que representan la longitud y la pendiente, y C y P son factores de manejo del cultivo.
Otros factores como el contenido de piedras (denominado pedregosidad ), que actúa como protección contra la erosión del suelo, son muy significativos en los países mediterráneos. El factor K se estima de la siguiente manera [1] [4]
K = [(2,1 x 10 -4 M -1,14 (12 – OM) + 3,25 (s-2) + 2,5 (p-3)) / 100] * 0,1317
M: el factor de textura con M = (m limo + m vfs ) * (100 - m c )
m c : contenido de fracción de arcilla (b0,002 mm);
m limo : contenido de fracción de limo (0,002-0,05 mm);
m vfs : contenido de fracción de arena muy fina (0,05-0,1 mm);
OM: contenido de materia orgánica (%)
s: estructura del suelo
p: permeabilidad
El factor K se expresa en el Sistema Internacional de unidades como t ha h ha −1 MJ −1 mm −1
Rocas
Modelo de esfuerzo cortante
Los estudios geológicos y experimentales han demostrado que la erosión del lecho rocoso por los ríos sigue en un primer enfoque la siguiente expresión [5] conocida como el modelo de esfuerzo cortante de la erosión por energía de los arroyos :
donde z es la elevación del lecho del río, t es el tiempo, K_ \ tau es la erosionabilidad,es el esfuerzo cortante basal del flujo de agua y a es un exponente. Para un canal de río con una pendiente S y una profundidad de agua D , se puede expresar como:
Tenga en cuenta que incrusta no solo las propiedades mecánicas inherentes a la roca, sino también otros factores no contabilizados en las dos ecuaciones anteriores, como la disponibilidad de herramientas fluviales (guijarros arrastrados por la corriente) que realmente producen la abrasión del lecho del río.
se puede medir en el laboratorio para rocas débiles, pero las tasas de erosión de los ríos en escenarios geológicos naturales a menudo son más lentas de 0,1 mm / año y, por lo tanto, la incisión del río debe fecharse en períodos superiores a unos pocos miles de años para realizar mediciones precisas. Los valores de K e oscilan entre 10 −6 a 10 +2 m año −1 Pa −1.5 para a = 1.5 y 10 −4 a 10 +4 m año −1 Pa −1 para a = 1. [6] Sin embargo, las condiciones hidrológicas en estas escalas de tiempo son generalmente pobremente controlados, lo que impide una buena la cuantificación de D .
Modelo de potencia de flujo unitario
Un modelo alternativo para la erosión del lecho rocoso es la potencia de la corriente unitaria , que supone que las tasas de erosión son proporcionales a la pérdida de energía potencial del agua por unidad de área:
dónde es la erosionabilidad, y es la potencia de la corriente unitaria, que se calcula fácilmente como:
donde Q es la descarga de agua del río [m 3 / s], y W es el ancho del canal del río [m].
Las diferencias relativas en la erosionabilidad a largo plazo pueden estimarse cuantificando la respuesta a la erosión en condiciones climáticas y topográficas similares con diferente litología de rocas. [7]
Ver también
Referencias
- ^ a b Renard. "Manual de RUSLE" (PDF) .
- ^ Ward, Andrew D. y Trimble, Stanley W. (2004). "Presupuestos de conservación de suelos y sedimentos" . Hidrología ambiental . Prensa CRC. pag. 259. ISBN 978-1-56670-616-2.
- ^ Erodabilidad del suelo (factor K) en Europa, Comisión Europea.
- ^ a b Panagos, Panos; Meusburger, Katrin; Ballabio, Cristiano; Borrelli, Pasqualle; Alewell, Christine (2014). "Erodibilidad del suelo en Europa: un conjunto de datos de alta resolución basado en LUCAS" . Ciencia del Medio Ambiente Total . 479–480: 189–200. doi : 10.1016 / j.scitotenv.2014.02.010 . PMID 24561925 .
- ^ Bagnold, RA (1977), Transporte de carga por ríos naturales, Water Resoure. Res., 13, 303–312, doi: 10.1029 / WR013i002p00303.
- ^ García-Castellanos, D., A. Villaseñor, 2011. Crisis de salinidad mesiniana regulada por la tectónica y la erosión en competencia en el Arco de Gibraltar. Naturaleza, 480, 359-363, doi: 10.1038 / nature10651
- ↑ Hooke, Rohrer, 1977 - Erodibilidad relativa de los tipos de rocas del área de origen, determinada a partir de variaciones de segundo orden en el tamaño del abanico aluvial, Boletín de la Sociedad Geológica de América, v. 88, p. 1177-1182, 4 figs., Agosto de 1977, Doc. No. 70815