civil-and-structural-engineering
אתגרים ב Arid ו- Semi-arid Zones: Solutions and Adaptations
Table of Contents
אזורים עקשניים וחצניים מכסים כ-40% משטח הקרקע של כדור הארץ והם ביתם של יותר משני מיליארד אנשים.מחסור במים הוא המגביל את החיים בסביבות אלה, מה שהופך כל טיפה של מים משטח וממים קרקעיים יקרים.אבל התשתית שנועדה ללכוד, לאחסן, ולהעביר מים - רעידות, מאגרים, תעלות, מערכות השקיה - פני השטח הבלתי נראה, אלא חסימתיות, מצמצם את ההשפעות של אחסון הדם האסטרטגיות.
הבנה של משקעים בסביבה יבשה
(ההתמדה היא התהליך הטבעי של שחיקה, תחבורה ופירוק אדמה וסלעים. באזורים עקשניים וחצניים, יחסי צמחייה דלה, גשם לא יציב, וקרקעות שבריריות מאיצים את התהליך הזה כדי לדרג הרבה יותר מעל אלה באקלים יבשים.
המכניקה הפיזית פשוטה: עוצמת הגשמים ביבשות לעתים קרובות עולה על יכולת חדירה, יצירת זרמת הורטונית מעל הקרקע. גיליון זה מתמקדת בשרילות וגלות, איסוף חלקיקים רופפת.פלאש - האירוע המילולי של אזורי חרדן - יכול להעביר חומר גדול יותר ופקד עומסי סיפל מסיביים במקרה יחיד.
הסיבות לחשיפה
בעוד גורמים טבעיים כגון טופוגרפיה, שרידים הקרקע ואקלים קובעים את הבמה, פעולות אנושיות הן המאצות העיקריות.הבנת הסיבות השורשיות הללו חיונית לתכנון התערבויות יעילות.
כיסוי ספורדי וצמחון Overgrazing
צמח הוא קו ההגנה הראשון נגד שחיקה.ביבשות, כיסוי צמחי הוא נמוך באופן טבעי, אבל overgraing על ידי בעלי חיים מסיר כיסוי קרקע מגן, קומפקטי אדמה, ומפחית חומר אורגני. Hoof פעולה שובר קרומים אדמה, מה שהופך חלקיקים דקים פגיעים רוח ושחיקה מים.התוצאה היא לולאה משוב חיובי: פחות מוביל לשחיקה יותר, אשר מגבירה את היכולת של אדמה לתמוך צמחייה.
גינוי וגינוי קרקע
קביעת יערות לחקלאות, ייצור פחם, או הרחבה עירונית חושפת אדמה חשופה לאפקט גשום וזרימה מעל הקרקע. אפילו טיהור בקנה מידה קטן לחקלאות תת-קרקעית יכול להגדיל באופן דרמטי את התשואות של המשקעים מהמלכודת. באזורים רבים למחצה, רצועת איסוף דלק של גבעות של כיסוי עץ, עלייה של היווצרות גלימה.
מנהגים חקלאיים בלתי חוקיים
עדי אמנה, מונוקרוף, וחוסר יבולים חשאיים לעזוב אדמה חשופים לתקופות ארוכות. plowing לאורך מדרונות ולא על המסלול יוצר נתיבי זרימה מועדפים המרכזים.Over-irrigation באזוריםרידיים יכול גם לגרום מים וסלויזציה, אשר degrade אדמה ולהגדיל את הגמישות.
פיתוח תשתיות ותשתית
כבישים לא מחוסנים, מסלולים, אתרי בנייה הם מקורות סידנציה עיקריים. פעולות חיתוך וחילול משבשות ניקוז טבעי, ריכוז, ומייצרים חומר קלקל חינם.ביבשות, חוסר צמחייה מגן על מאגרי דרכים מוביל להזדקנות כרונית.כל קילוגרם של כביש לא מחוספס יכול לייצר מאות טונות של שריד בשנה.
שינויים במשטרי האש
שריפות הן טבעיות במערכות אקולוגיות יבשות, אבל שינויי אקלים ושיטות ניהול הקרקע הגבירו את תדירות האש ואת עוצמתה.נוף של אחרי שריפה פגיעים מאוד לשחיקה כי שכבת המלטה והצמחייה מגוננים מוסרים, וקרקעות יכולות להפוך למזעור מים. סופת גשם אחת אינטנסיבית לאחר שריפה יכולה להפשיט את הגבעות שלמות של אפר ולמעלה.
המונחים: Excessive Sediment
ההשפעות של שיתוק קזק דרך המערכות ההידרולוגיות, האקולוגיות והחברתיות-כלכליות של אזורים עקשניים וחצניים.התוצאות הללו אינן מבודדות; הן מחזקות זו את זו, לעיתים קרובות יוצרות השפלה ארוכת טווח.
אובדן יכולת אחסון של Reservoir
Reservoirs הם עמוד השדרה של אספקת מים ביבשות, אחסון מים מן הצפות בלתי צפויות לשימוש בתקופות יבשות.צטברות סימנט מפחיתה אחסון חי, קיצור החיים הכלכליים של סכרים. שיעורי אובדן אחסון ממוצע גלובלי ממוצע טווח מ-0.5 עד2%, אבל במאגרים יבשים רבים, עלייה של 5% בשנה.
איכות המים והמרחב האווירי
סימנט נושאת חומרים מזינים מעומקים (זרחן, חנקן), חומרי הדברה ומתכות כבדות, המוביל ל-eutrophication ו- רעילים algalפריחה. Turbidity מפחיתה חדירה קלה, פוגעת בצמחים מימיים ובמעורפלים.Samsey seiment samsamsamsíment síment samsams sams sams s samsamspiting קברים עבור דגים ו קרישה את גליונות של אורגניזמים מפילטרים.
נזק לאספקת מים ותשתית השקיה
תעלות, צינורות ומערכות מתפזרות סובלים מזיהום זרע ומוחש.קיבולת תעלת יורדת, ניכוי תכופה תכופה המפריעה לאספקת מים.Sdiment-laden לובשת מפגעי משאבה, להבים טורבינות, ומושבי שסתום, עלויות תחזוקה וצריכת אנרגיה עבור משאבה.
הגדלת הסיכון לשיטפון ושינוי גאומורפימי
כאשר המשקעים מצטברים בערוצים בנהר, הוא מקטין את יכולת הערוץ, מה שמאלץ יותר מים מצפות על הצפות הסמוכות.אגרדציה מעלה מיטות הנהר, אשר עלול לגרום לטבלאות מים קרקעיות לעלות, המוביל לשקית מים ולהצלת אדמה חקלאית.במקרים קיצוניים, סינדיציה יכולה לשנות את קורסי הנהר, גרימת פרצותות שמאיימות על התנחלויות ותשתיות.
עלויות כלכליות וחברתיות
המשקעים מטילים עלויות כלכליות ישירות: דריסה, ייבוש, החלפת תשתיות, והפסד אחסון מים אבודים.עלויות עקיפות כוללות ייצור מופחת של כוח הידרו-כוח, גידול נמוך יותר מאיכות המים השקיה גרועה, ואובדן של שימושים פנאי ותרבותיים של גופי מים.עבור קהילות כפריות ביבשות, משקעים של מאגרים קטנים וטנקים יכולים לסכן מים וחיות, מה שמחייב נשים למרחקים ארוכים יותר.
פתרונות משולבים והתאמה
שום התערבות יחידה לא יכולה לפתור את המשקעים ביבשות.ניהול יעיל דורש גישה בקנה מידה גדול, רב-התכנת המשלבת אמצעים צומחים, הנדסה, ארגונומיה ומוסדיים.אסטרטגיות הבאות מייצגות את השיטות הטובות ביותר מרחבי העולם.
ניהול קרקע וטיפוח קרקע
סליחות ו-Aforestation
(ב) עץ יליד ומינים נודדים על גבעות מוזנחות הוא אבן הפינה של שליטה בשחיקה.
חוות דעת ו Terracing
להקות יבול אלינג לאורך הקוטור מאט את ההמראה, מפחית היווצרות גור, ומגדיל מים חדירה. Terracing - בניית מבנים דמויי צעד על מדרונות - היא שיטה בעלת ניסיון זמן להמיר אדמה תלולה, שחיקה-פרובה לתוך שדות פרודוקטיביים. טרסות אבן נפוצים באזורים יבשים רבים, כגון האתיופיים ומערכות החקלאות המתנשאות.
שימור החקלאות והכיסוי Crops
מינימום עד גיל, כיסוי הקרקע הקבוע, וסיבוב היבול הם שלושת עמודי התווך של החקלאות לשימור.ביבשות, השארת שאריות היבול על פני השטח מגן על הקרקע מפני השפעה ורוחות גשום, תוך שיפור החומר האורגני.
ניהול גרטינג ושיקום יבשתי
רוטציה, הפחתת שיעורי המניה, ו deferred grazing במהלך תקופות קריטיות לאפשר צמחייה לטווח ארוך להתאושש. Fencing מחוץ לאזורים מוזנחים, ו reseeing עם דשא יליד יכול לשחזר את מבנה הקרקע ולהקטין את ההפוגה. בקהילות יבשות רבות, מערכות ניהול לטווח ארוך קהילתי (למשל, מערכת הימא במזרח התיכון) יש בהצלחה ייצור מאוזן עם שליטה.
הנדסה Interventions
בדוק את Dams ו-Goly Plugs
סכרים קטנים וזולים שנבנו על פני זרמי אמפיריים מפחיתים את מהירות זרימת הדם, מלכודת, ולהגדיל את שולחן המים המקומי.בדק סכרים ניתן לעשות מסלע רופף, גבעים, בטון, או אפילו מכחול.הם יעילים ביותר כאשר הם בנויים בסדרה לאורך ערימה.כל מלכודת שמטילה מאחוריה, בהדרגה יוצרת ערוץ מייצב, המפחית עוד יותר שחיקה.
אגן המשקעים ו-Deilting Ponds
לפני מים שדים-לדן נכנס מאגר או מערכת התעלה, ניתן להזיזו באמצעות אגן התיישבות שבו מהירות זרימת הדם מופחתת, ומאפשר לחלקיקים לרדת.ניקוי רגיל של אגן אלה הוא חיוני. במערכות גדולות יותר, ניתן לתכנן בריכות desilting כמו מבני הצפה ההופכים מים נקיים לערוץ הראשי.
ניהול אחריות
(ב) מספר טכניקות להאריך את חיי המאגר: (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
Riverbank Stabilization
טכניקות ביו-גריננדסיות – שימוש בצמחייה חיה בשילוב עם גיאוטקסטילים, riprap, או סלילות קונקרטיות – יציבות של בנקים נודדים.
אסטרטגיות ניהול מים
גשם מים וגשם מתפשטים
טכניקות כגון מיקרו-קטכנים, מחסניות קונוס, סכרי אדמה ללכוד את ההפוגה להפיץ אותה על פני שדות.על ידי להאטה וחדירה למים, שיטות אלה להפחית את השחיקה במקור ובו זמנית rechargewater קרקע.The FLT:0spate irrigationFLT:1 מערכות באתיופיה ותימן תימן להסיט את הצפות על כל המישורים, שבו המשקעים לשימוש בגידולים של מזון היבולים.
שיטפון מבוקר ונוהל Aquifer Recharge
באופן דליברנטי להסיט את מי השיטפון על אזורים בתשלום או שיטפונות המיועדים מאפשר למשקעים להתיישב לפני המים מסנמטים. גישה זו מחקה תהליכים טבעיים ויכולה להפחית את הטענת המשקעים למאגרי הזרם.ב-Oman ובארצות הברית הדרומית, הצליחה לטעון מחדש באמצעות זרמים אמפיריים כבר מיושמים לאחסון מים ולשלוט במשקעים.
מערכות עקף
מנהרה או ערוץ מסיטה זרמי שיטפון של שפל-לאדן סביב מאגר, המאפשר חומר קוארזה להמשיך במורד הזרם תוך אחסון מים ברורים יחסית.הפס ב סכר גרדון בשווייץ עבר בהצלחה מעל 90% מהסמכה הנכנסת במשך עשרות שנים. בעוד מערכות יקרות, כאלה נחשבות יותר ויותר בתכנון סכרים חדשים במלכודת יבשה של סינדר.
מדדי מדיניות וכלכלה
פתרונות טכניים לבד אינם מספיקים ללא ממשל תומך.ניהול של מים משולבים דורש תיאום בין מים, חקלאות, יער, וסוכנויות לשימוש קרקעיים כוללים:
- (ב) ביטחון הקדנציה:0) איכרים צפויים להשקיע במשמרת אדמה ארוכת טווח אם יש להם זכויות בטוחות לנחות.
- (FLT:0) תוכניות ריכוזיות: תשלום עבור שירותי מערכות אקולוגיות (PES) יכול לפצות על קהילות קרקעיות על אימוץ שיטות בקרה של שחיקה לטובת משתמשי מים זורמים.
- (FLT:0) תכנון ברמה המים: FLT:1rea אגן אגן אגן הפחתת תקציבים ו ניטור מאפשר התערבות ממוקדת שבו הם יעילים ביותר.
- (FLT:0) אינטגרציה הסתגלות: FLT:1, כי שינויי האקלים צפויים להגביר את הגשמים ולהגביר את השחיקה באזורים יבשים רבים, ניהול המשקעים צריך להיות מוטבע בתוכניות הסתגלות לאומיות.
הסתגלות מבוססת קהילה ו- I Native
(ב) קהילות באזורים עקשניים פיתחו מנהגים מתוחכמות יותר ממאות שנים.ב-Sahl, ה-FLT:0) פיתחו שיטות של נטיעת מים וחומר אורגני, שיפור דרמטי בתשואות היבול תוך צמצום ה- FoodFLT:2tassaFLT-PLT-ALTs של מקורות חיים ו-RLT-FLT-RUSER (החלקים) של LT5 (החלקים) של ה-FLT) הם לעתים קרובות יותר מ-FLT) ו-ILTFLT) בין היתר, לעומת LTFLTERFLTERFLTERFLTERFLTERFLTERN) ו-E.
מחקרים: שיעורים מהשדה
רמת הלוק, סין
אולי הפרויקט הגדול ביותר בעולם לשיקום מים, תוכנית ניהול נשמת לוס בסין הפחיתה את העומס של המשקעים בנהר הצהוב במעל 90% במספר תת-בסינים באמצעות טרייר, חסימה, ובדקה סכרים.הפרויקט היה מעורב מאות אלפי חקלאים ומכוסה 640,000 קמ"ר.ההצלחה מראה כי היקף השקעות גדול, התערבות משולבת יכולה להפוך את המשקעים חמורים בארץ, כולל שיעורים ארוכי טווח, כולל צורך קהילתי.
מחוז מאקוס, קניה
באזור חצי-אריד מאקוס, שחיקה אדמה מסיבית בשנות ה-30 של המאה ה-19 הוהפך על ידי שילוב של טרייר, צמחה ופעולה קהילתית במשך כמה עשורים. על ידי שנות ה-90, האזור הפך פרודוקטיבי יותר מאשר לפני, עם כיסוי אדמה טוב יותר וצמצום משקעים לרוץ.המקרה מדגיש את תפקידם של לחץ האוכלוסייה במניעת ניהול קרקעות ואת החשיבות של חקלאות גמישה, חדשנות מגובשת.
מסקנה
(התמדה אינה עלות בלתי נמנעת של חיים באזורים עקשניים למחצה וחצניים, בעוד שהאתגרים ניתנים להפרדה – צמחייה, סערות לא סדירות, קרקעות שבריריות – הכלים לניהול הסדימנט מוכחים ומגוונים, דורשים מעבר למקורות של ניהול מים יציבים, אשר תלויים רק במגבלות ניהול מים נוקשות, מים מחוסמות, ומבנים מרוסנים כמו סכרים ואגן, שיפור, ככל שכוחות הביטחון החקלאיים, כך, כך, כך שמשתנים את כל אלה, פועלים מחדש של קהילות בטיחותיים חיוניים, ופעולות ניהול המים היבשים, ופעולות חיוניות, החלים, כך ששומרים, כך, החלים, על פני השטח של קהילות בטיחותיים, על בסיס קבועות, כך, כך, על בסיס קבועות, על פני השטח של כוחות הביטחון, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, יכולות לחזק את כל המשתנים, כך ששומרים, על בסיס קבועות, כך ששומרים, כך ששומרים, כך ששומרות על בסיס קבועות, כך ששומרים, כך ששומרים על בסיס קבועות על בסיס קבועות על בסיס קבועות על בסיס קבועות, כך, כך,