شكرًا لك على زيارة Nature.com ، إصدار المتصفح الذي تستخدمه يحتوي على دعم محدود لـ CSS ، وللحصول على أفضل تجربة ، نوصيك باستخدام متصفح محدث (أو إيقاف تشغيل وضع التوافق في Internet Explorer) ، وفي غضون ذلك ، لضمان استمرار الدعم ، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
أخذ منحدر سكة حديد Sui-Chongqing ككائن للبحث ، ومقاومة التربة ، والكيمياء الكهربية للتربة (إمكانية التآكل ، وإمكانية الأكسدة ، والتدرج المحتمل ودرجة الحموضة) ، وأنيونات التربة (إجمالي الأملاح القابلة للذوبان ، Cl- ، SO42- و) وتغذية التربة. (محتوى الرطوبة ، المادة العضوية ، النيتروجين الكلي ، النيتروجين القلوي المتحلل ، النيتروجين البوتاسي المائي المتوفر) المؤشرات الفردية والمؤشرات الشاملة للتربة الاصطناعية ، وبالمقارنة مع العوامل الأخرى ، فإن الماء له التأثير الأكبر على تآكل شبكة حماية المنحدرات ، يليه محتوى الأنيون ، والملح الذائب الكلي له تأثير معتدل على تآكل شبكة حماية المنحدرات ، والتيار الشارد له تأثير معتدل على تآكل شبكة حماية المنحدر ، وتم تقييم درجة التآكل لعينات التربة بشكل شامل على المنحدرات السفلية ، وتم تقييم درجة التآكل لعينات التربة بشكل شامل على المنحدرات السفلية ، وتم تقييم درجة التآكل لعينات التربة بشكل شامل على المنحدرات السفلية. ارتبطت المادة العضوية في التربة ارتباطًا وثيقًا بالتدرج المحتمل. ارتبط النيتروجين المتوفر والبوتاسيوم المتوفر والفوسفور المتوفر ارتباطًا وثيقًا بالأنيونات ، ويرتبط توزيع مغذيات التربة بشكل غير مباشر بنوع المنحدر.
عند بناء السكك الحديدية والطرق السريعة ومرافق الحفاظ على المياه ، غالبًا ما تكون فتحات الجبال أمرًا لا مفر منه ، نظرًا للجبال في الجنوب الغربي ، يتطلب بناء السكك الحديدية في الصين الكثير من أعمال التنقيب عن الجبل ، فهو يدمر التربة الأصلية والغطاء النباتي ، مما يؤدي إلى ظهور منحدرات صخرية مكشوفة ، ويؤدي هذا الوضع إلى الانهيارات الأرضية وتآكل التربة ، مما يهدد سلامة النقل بالسكك الحديدية على نطاق واسع. 1.في تقييم عام 2008 لـ4243 كيلومترًا من الطرق الرئيسية في مقاطعة سيتشوان ، كان هناك 1736 كارثة زلزالية شديدة في أرضيات الطرق والجدران الاستنادية للمنحدرات ، وهو ما يمثل 39.76 ٪ من إجمالي طول التقييم. تجاوزت الخسائر الاقتصادية المباشرة الناتجة عن أضرار الطرق 58 مليار يوان ، وتوضح الأمثلة العالمية أن عوامل الخطر الجيولوجية في اليابان بعد الزلزال يمكن أن تستمر لمدة 10 سنوات على الأقل (زلزال تايوان الرئيسي 40-50) وحتى 50 عامًا (زلزال تايوان الطويل). التأثير على مخاطر الزلازل 6،7 ، لذلك من الضروري الحفاظ على منحدر الطريق وتقوية ثباته. تلعب النباتات دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في حماية المنحدرات واستعادة المناظر الطبيعية البيئية. وبالمقارنة مع منحدرات التربة العادية ، لا تحتوي المنحدرات الصخرية على تراكم العوامل المغذية مثل المواد العضوية والنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم ، كما أن التربة لا تحتوي على عوامل النمو المفقودة بسهولة مثل التربة. بيئة المنحدرات قاسية ، وتفتقر إلى الظروف اللازمة لنمو النبات ، وتفتقر التربة المنحدرة إلى الاستقرار الداعم .9. إن رش المنحدر بالمواد الأساسية لتغطية التربة لحماية المنحدر هو تقنية ترميم بيئية للمنحدرات شائعة الاستخدام في بلدي ، وتتكون التربة الاصطناعية المستخدمة للرش من الحجر المكسر ، وتربة الأراضي الزراعية ، والقش ، والسماد المركب ، وعامل الاحتفاظ بالماء ، والمواد اللاصقة (الأسمنتية ، والمواد اللاصقة العادية). الصخر ، ثم قم بتثبيت الأسلاك الشائكة بالمسامير ومسامير التثبيت ، وأخيراً رش التربة الاصطناعية التي تحتوي على بذور على المنحدر باستخدام بخاخ خاص. يتم استخدام شبكة معدنية على شكل ماسة 14 # مجلفنة بالكامل ، بمعيار شبكي 5 سم × 5 سم وقطر 2 مم ، تسمح الشبكة المعدنية لمصفوفة التربة بتشكيل لوح تربة متآلف متين على سطح الصخر ، وستكون الشبكة المعدنية متآكلة على سطح الصخر. خصائص التربة: يعتبر تقييم عوامل تآكل التربة ذا أهمية كبيرة لتقييم تآكل الشبكة المعدنية الناجم عن التربة والقضاء على مخاطر الانهيارات الأرضية.
يُعتقد أن جذور النباتات تلعب دورًا مهمًا في تثبيت المنحدرات والتحكم في التعرية. وتلعب بيئة التربة دورًا حاسمًا في هذه العمليات. يختلف تآكل المعادن باختلاف بيئة التربة. ويمكن أن تتراوح درجة تآكل المعادن في التربة من انحلال سريع إلى حد ما إلى تأثير ضئيل .21 تختلف التربة الاصطناعية اختلافًا كبيرًا عن "التربة" الحقيقية ، ويكون تكوين التربة الطبيعية نتيجة للتفاعلات بين البيئة الخارجية والكائنات الحية المختلفة على مدى عشرات الملايين من السنين قبل النظام البيئي الصخري المستقر والشبكية النباتية ، يمكن أن تعمل بأمان يرتبط ارتباطًا مباشرًا بتطوير الاقتصاد الطبيعي وسلامة الحياة وتحسين البيئة البيئية.
ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي تآكل المعادن إلى خسائر فادحة ، فوفقًا لمسح أجري في الصين في أوائل الثمانينيات على الآلات الكيميائية والصناعات الأخرى ، شكلت الخسائر الناجمة عن تآكل المعادن 4 ٪ من إجمالي قيمة الإنتاج ، لذلك من الأهمية بمكان دراسة آلية التآكل واتخاذ تدابير وقائية للبناء الاقتصادي ، فالتربة هي نظام معقد من الغازات والسوائل والمواد الصلبة والمواد المسببة للتآكل والكائنات الدقيقة. من المهم منع تآكل المعادن المدفونة في التربة ، في الوقت الحاضر ، يركز البحث حول تآكل المعادن المدفونة بشكل أساسي على (1) العوامل التي تؤثر على تآكل المعادن المدفونة 25 ؛(2) طرق حماية المعادن 26،27 ؛(3) طرق الحكم على درجة تآكل المعدن 28 ؛التآكل في الأوساط المختلفة ، ومع ذلك ، كانت جميع أنواع التربة في الدراسة طبيعية وخضعت لعمليات تكوين تربة كافية ، ومع ذلك لا يوجد تقرير عن تآكل التربة الاصطناعي لمنحدرات صخور السكك الحديدية.
بالمقارنة مع غيرها من الوسائط المسببة للتآكل ، فإن التربة الاصطناعية تتميز بخصائص عدم السيولة ، وعدم التجانس ، والتنوع الموسمي ، والمناطقية ، والتآكل المعدني في التربة الاصطناعية ناتج عن التفاعلات الكهروكيميائية بين المعادن والتربة الاصطناعية ، بالإضافة إلى العوامل الفطرية ، فإن معدل تآكل المعدن يعتمد أيضًا على البيئة المحيطة ، حيث تؤثر مجموعة متنوعة من العوامل على محتوى تآكل المعادن بشكل فردي أو مجتمعي ، ومحتوى التربة الملحي ، ومحتوى التربة الملحي ، والمحتوى الأيوني للذوبان ، ومحتوى التربة الملحي ، 31،32.
خلال 30 عامًا من الممارسة ، كان السؤال عن كيفية الحفاظ على التربة الاصطناعية بشكل دائم على المنحدرات الصخرية يمثل مشكلة ، حيث لا يمكن أن تنمو الشجيرات أو الأشجار على بعض المنحدرات بعد 10 سنوات من العناية اليدوية بسبب تآكل التربة ، وقد جُرفت الأوساخ الموجودة على سطح الشبكة المعدنية في بعض الأماكن ، وبسبب التآكل ، تشققت بعض الشبكات المعدنية وفقدت كل التربة الموجودة فوقها وتحتها على السكة الحديدية. الشبكة ، وتآكل التيار الشارد الناتج عن السكك الحديدية الخفيفة ، وتآكل جسور السكك الحديدية 34 ، 35 ، والمسارات وغيرها من معدات المركبات 36. لم ترد تقارير عن تآكل الشبكة المعدنية لحماية منحدرات السكك الحديدية ، تدرس هذه الورقة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والكهروكيميائية للتربة الاصطناعية على المنحدر الصخري الجنوبي الغربي لسكة حديد سويو ، بهدف التنبؤ بتآكل التربة المعدنية من خلال التقييم الاصطناعي للتربة وتوفير الخصائص العملية للتربة.
يقع موقع الاختبار في منطقة التلال في سيتشوان (30 ° 32′ شمالاً ، 105 ° 32′ شرقاً) بالقرب من محطة سوينينج للسكك الحديدية ، وتقع المنطقة في وسط حوض سيتشوان ، مع الجبال والتلال المنخفضة ، مع هيكل جيولوجي بسيط وتضاريس مسطحة ، يؤدي التآكل والقطع وتراكم المياه إلى تآكل المناظر الطبيعية الجبلية ، والصخور الأساسية هي الحجر الجيري ، والكتل الصخري هو أساسًا من الحجر الجيري ، والكتل الصخري هو أساسًا من الحجر الجيري. مناخ شبه استوائي رطب موسمي مع الخصائص الموسمية لأوائل الربيع والصيف الحار والخريف القصير وأواخر الشتاء ، هطول الأمطار غزير ، وموارد الضوء والحرارة وفيرة ، والفترة الخالية من الصقيع طويلة (285 يومًا في المتوسط) ، والمناخ معتدل ، ومتوسط ​​درجة الحرارة السنوي هو 17.4 درجة مئوية ، ومتوسط ​​درجة الحرارة في أكثر الشهور سخونة (أغسطس) هو 3 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة القصوى هي 33.2 درجة مئوية ، ودرجة الحرارة القصوى هي 39.3 درجة مئوية. 0.8 درجة مئوية ، ويبلغ المتوسط ​​السنوي لهطول الأمطار 920 ملم ، وتتركز بشكل رئيسي في شهري يوليو وأغسطس ، وتتنوع الأمطار في الربيع والصيف والخريف والشتاء بشكل كبير.تبلغ نسبة هطول الأمطار في كل موسم من العام 19-21٪ ، 51-54٪ ، 22-24٪ و4-5٪ على التوالي.
موقع البحث هو منحدر يبلغ حوالي 45 درجة على منحدر سكة حديد يو-سوي الذي تم بناؤه في عام 2003. في أبريل 2012 ، واجه الجنوب على بعد كيلومتر واحد من محطة سكة حديد سوينينغ.تم استخدام المنحدر الطبيعي كعنصر تحكم ، وتعتمد عملية الترميم البيئي للمنحدر على تقنية رش التربة الخارجية من أجل الاستعادة البيئية ، ووفقًا لارتفاع المنحدر الجانبي للسكك الحديدية ، يمكن تقسيم المنحدر إلى منحدر علوي ومنحدر متوسط ​​ومنحدر سفلي (الشكل 2) ، نظرًا لأن سمك التربة الاصطناعية المنحدرة المقطوعة يبلغ حوالي 10 سم ، من أجل تجنب تلوث التربة المعدنية من الفولاذ المقاوم للصدأ. السطح 0-8 سم تم تعيين أربع مكررات لكل موضع منحدر ، مع 15-20 نقطة أخذ عينات عشوائية لكل نسخة ، كل نسخة عبارة عن خليط من 15-20 تم تحديده عشوائيًا من نقاط أخذ العينات على شكل حرف S ، ويبلغ وزنه الطازج حوالي 500 جرام ، ويتم إعادة العينات إلى المختبر في أكياس من البولي إيثيلين للتجهيز ، ويتم تجفيف التربة بشكل طبيعي ، ويتم انتقاء الحصى والحيوان وبقايا النبات ومسحوقها بشكل طبيعي ، ويتم انتقاء الحصى والحصى ومخلفات النباتات. عشية باستثناء الجسيمات الخشنة.
تم قياس مقاومة التربة بواسطة جهاز اختبار مقاومة التأريض VICTOR4106 الذي تنتجه شركة Shengli Instrument Company ؛تم قياس مقاومة التربة في الحقل ؛تم قياس رطوبة التربة بواسطة طريقة التجفيف. تتميز أداة DMP-2 الرقمية المحمولة mv / pH بمقاومة عالية للمدخلات لقياس إمكانية تآكل التربة ، وتم تحديد التدرج المحتمل وإمكانية الأكسدة بواسطة DMP-2 الرقمية المحمولة mv / pH ، وتم تحديد إجمالي الملح القابل للذوبان في التربة بطريقة تجفيف البقايا ، وتم تحديد محتوى أيون الكلوريد في التربة بواسطة طريقة معايرة التربة AgNO3 ، وتم تحديد طريقة معايرة محتوى التربة بمؤشر Mohr. تم تحديد طريقة تسخين أكسدة ثاني كرومات البوتاسيوم والكربونات والبيكربونات لتحديد المادة العضوية في التربة وطريقة نشر المحلول القلوي لتحديد نيتروجين التحلل المائي القلوي للتربة وهضم H2SO4-HClO4 بطريقة القياس اللوني Mo-Sb وتم تحديد محتوى الفوسفور الكلي في التربة ومحتوى الفوسفور المتوفر في التربة بواسطة طريقة أولسن (0.05). قياس ضوئي اندماج هيدروكسيد الأديوم.
تم تنظيم البيانات التجريبية في البداية. تم استخدام إحصائيات PSS 20 لإجراء متوسط ​​، الانحراف المعياري ، ANOVA أحادي الاتجاه ، وتحليل الارتباط البشري.
يعرض الجدول 1 الخواص الكهروميكانيكية والأنيونات والمغذيات للتربة ذات المنحدرات المختلفة ، وكانت احتمالية التآكل ومقاومة التربة والانحدار المحتمل بين الشرق والغرب للمنحدرات المختلفة جميعها معنوية (P <0.05) ، وكانت إمكانات الأكسدة والاختزال في المنحدرات والمنحدرات الوسطى والمنحدرات الطبيعية معنوية (P <0.05). بالترتيب من منحدر هابط> صاعد> منحدر متوسط> منحدر طبيعي ، كان إجمالي الملح الذائب ، المنحدر الطبيعي أعلى بكثير من منحدر السكة الحديد (P <0.05) ، وكان محتوى الملح الإجمالي القابل للذوبان في التربة المنحدرة لسكك الحديد من الدرجة الثالثة أعلى من 500 مجم / كجم ، ولملح الذائبة الكلي تأثير معتدل على تآكل المعدن ، وكان محتوى المادة العضوية للتربة هو الأعلى في المنحدر الطبيعي <0.05. الأعلى في المنحدر الأوسط والأدنى في المنحدر الصاعد ؛كان محتوى النيتروجين المتاح هو الأعلى في المنحدر السفلي والمنحدر الأوسط ، والأدنى في المنحدر الطبيعي ؛كان محتوى النيتروجين الكلي لمنحدر صعود وهبوط السكك الحديدية أقل ، ولكن محتوى النيتروجين المتاح كان أعلى ، وهذا يشير إلى أن معدل تمعدن النيتروجين العضوي صعودًا وهبوطًا سريعًا ، ومحتوى البوتاسيوم المتوفر هو نفسه الفوسفور المتاح.
مقاومة التربة هي مؤشر يشير إلى الموصلية الكهربائية ومعامل أساسي للحكم على تآكل التربة ، وتشمل العوامل التي تؤثر على مقاومة التربة محتوى الرطوبة ، ومحتوى الملح الذائب الكلي ، ودرجة الحموضة ، وملمس التربة ، ودرجة الحرارة ، ومحتوى المادة العضوية ، ودرجة حرارة التربة ، وضيق التربة. 38.
وفقًا لنتائج الاختبار والمعايير في بلدي (الجدول 1) ، إذا تم تقييم قابلية التربة للتآكل فقط من خلال مقاومة التربة ، فإن التربة الموجودة على المنحدر الصاعد تكون شديدة التآكل ؛التربة على منحدر المنحدرات تآكل معتدل ؛تآكل التربة على المنحدر الأوسط والمنحدر الطبيعي ضعيف نسبيًا.
مقاومة التربة لمنحدر المنحدر أقل بكثير من مقاومة الأجزاء الأخرى من المنحدر ، والتي قد تكون ناجمة عن التعرية بسبب المطر. تتدفق التربة السطحية على المنحدر إلى المنحدر الأوسط مع الماء ، بحيث تكون شبكة حماية المنحدر المعدني المنحدرة قريبة من التربة السطحية.كان تباعد الوبر 3 م ؛كان عمق الركيزة أقل من 15 سم ، ويمكن أن تتداخل الشبكة المعدنية المكشوفة والصدأ المتقشر مع نتائج القياس ، لذلك لا يمكن الاعتماد على تقييم تآكل التربة فقط من خلال مؤشر مقاومة التربة ، وفي التقييم الشامل للتآكل ، لا تؤخذ مقاومة التربة من المنحدر في الاعتبار.
بسبب الرطوبة النسبية العالية ، يتسبب الهواء الرطب الدائم في منطقة سيتشوان في تآكل الشبكة المعدنية المعرضة للهواء بشكل أكثر خطورة من الشبكة المعدنية المدفونة في التربة ، ويمكن أن يؤدي تعرض الشبكة السلكية للهواء إلى تقليل العمر التشغيلي ، مما قد يؤدي إلى زعزعة استقرار التربة المرتفعة ، ويمكن أن يؤدي فقدان التربة إلى صعوبة نمو النباتات ، وخاصة النباتات الخشبية ، بسبب صعوبة تكوين النباتات في التربة بسبب صعوبة تكوين الجذر للنبات. يمكن أن يؤدي النمو أيضًا إلى تحسين جودة التربة وزيادة محتوى الدبال في التربة ، والذي لا يمكن أن يحتفظ بالمياه فحسب ، بل يوفر أيضًا بيئة جيدة لنمو وتكاثر الحيوانات والنباتات ، وبالتالي تقليل فقد التربة ، لذلك ، في المرحلة المبكرة من البناء ، يجب زرع المزيد من البذور الخشبية على المنحدر ، ويجب إضافة عامل الاحتفاظ بالماء باستمرار وتغطيته بغشاء لحماية التربة ، وذلك للحد من تآكل التربة.
تعد إمكانية التآكل عاملاً هامًا يؤثر على تآكل شبكة حماية المنحدرات على المنحدر ثلاثي المستويات ، وله أكبر تأثير على منحدر الصعود (الجدول 2) ، في ظل الظروف العادية ، لا تتغير احتمالية التآكل كثيرًا في بيئة معينة ، يمكن أن يحدث تغيير ملحوظ بسبب التيارات الشاردة ، وتشير التيارات الضالة إلى التيارات 40 ، 41 ، ونظام النقل العام الذي يتسرب إلى نظام النقل بالسكك الحديدية في البلد ، حيث تتسرب التربة إلى الطرق 40 ، 41 ، و 42 التي تتسرب من نظام النقل العام إلى مركبات النقل العام. حقق النظام كهربة على نطاق واسع ، ولا يمكن تجاهل تآكل المعادن المدفونة الناجم عن تسرب التيار المباشر من السكك الحديدية المكهربة. حاليًا ، يمكن استخدام التدرج المحتمل للتربة لتحديد ما إذا كانت التربة تحتوي على اضطرابات تيار شارد ، وعندما يكون التدرج المحتمل للتربة السطحية أقل من 0.5 ملي فولت / م ، يكون التيار الشارد منخفضًا ؛عندما يكون التدرج المحتمل في حدود 0.5 mv / m إلى 5.0 mv / m ، يكون التيار الشارد معتدلاً ؛عندما يكون التدرج المحتمل أكبر من 5.0 mv / m ، يكون مستوى التيار الشارد مرتفعًا ، ويظهر في الشكل 3 النطاق العائم للتدرج المحتمل (EW) للمنحدر الأوسط والمنحدر العلوي والمنحدر السفلي. أوبي.
بشكل عام ، تشير احتمالية أكسدة التربة (Eh) فوق 400 مللي فولت إلى القدرة على الأكسدة ، فوق 0-200 مللي فولت هي قدرة اختزال متوسطة ، وأقل من 0 مللي فولت هي قدرة تخفيض كبيرة ، فكلما انخفضت احتمالية أكسدة التربة ، زادت قدرة الكائنات الحية الدقيقة في التربة على المعادن ، ومن الممكن التنبؤ باتجاه التآكل الميكروبي للتربة من احتمالية الأكسدة والاختزال ، ووجدت الدراسة أن ثلاثة منحدرات التهوية كانت أكبر من احتمال الأكسدة والاختزال في التربة. حالة الأرض المنحدرة جيدة ، وهي لا تساعد على تآكل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية في التربة.
لقد وجدت الدراسات السابقة أن تأثير الأس الهيدروجيني للتربة على تآكل التربة واضح ، مع تذبذب قيمة الأس الهيدروجيني ، يتأثر معدل تآكل المواد المعدنية بشكل كبير ، ويرتبط الرقم الهيدروجيني للتربة ارتباطًا وثيقًا بالمنطقة والكائنات الحية الدقيقة في التربة ، وبشكل عام ، فإن تأثير درجة الحموضة في التربة على تآكل المواد المعدنية في التربة القلوية قليلًا ليس تأثيرًا واضحًا على جميع التربة القلوية. تآكل الشبكة المعدنية ضعيف.
كما يتضح من الجدول 3 ، يُظهر تحليل الارتباط أن إمكانات الأكسدة والاختزال وموضع المنحدر مرتبطان بشكل إيجابي بشكل كبير (R = 0.858) ، وإمكانية التآكل والتدرج المحتمل (SN) مرتبطان بشكل إيجابي (R2 = 0.755) ، وإمكانية الأكسدة والاختزال والتدرج المحتمل (SN) مرتبطان بشكل إيجابي (R2 = 0.755).كان هناك ارتباط سلبي معنوي بين الاحتمالية والرقم الهيدروجيني (R2 = -0.724) ، وكان موضع الانحدار مرتبطًا إيجابيًا بشكل كبير مع إمكانات الأكسدة والاختزال ، وهذا يدل على وجود اختلافات في البيئة المكروية لمواضع الانحدار المختلفة ، وترتبط الكائنات الدقيقة في التربة ارتباطًا وثيقًا باحتمالية الأكسدة والاختزال. يمكن أن تمثل إمكانية التآكل المعدني القدرة النسبية على اكتساب وفقدان الإلكترونات. على الرغم من أن إمكانية التآكل مرتبطة بشكل إيجابي مع التدرج المحتمل (SN) ، إلا أن التدرج المحتمل قد يكون ناتجًا عن الفقد السهل للإلكترونات بواسطة المعدن.
يرتبط محتوى الملح القابل للذوبان الكلي ارتباطًا وثيقًا بتآكل التربة. من الناحية العملية ، كلما ارتفعت ملوحة التربة ، كلما انخفضت مقاومة التربة ، وبالتالي زيادة مقاومة التربة. في الإلكتروليات التربة ، ليس فقط الأنيونات والسلاسل المتغيرة ، ولكنها تؤثر على التآكل بشكل أساسي ، فإن التأثيرات الإلكترونية التي تتأثر بشكل كبير في التآكل. المعادن والتربة الأوكسجين الذوبان 53.
معظم الأيونات القابلة للذوبان والمتفككة بالملح في التربة لا تشارك بشكل مباشر في التفاعلات الكهروكيميائية ، ولكنها تؤثر على تآكل المعادن من خلال مقاومة التربة ، فكلما ارتفعت ملوحة التربة ، زادت قوة موصلية التربة وتآكل التربة ، ومحتوى ملوحة التربة في المنحدرات الطبيعية أعلى بشكل ملحوظ من منحدرات السكك الحديدية ، وهو ما قد يكون بسبب حقيقة أن المنحدرات الطبيعية غنية بالنباتات الطبيعية للتربة ، وهو ما قد يكون سببًا في الحفاظ على التربة. تشكلت المادة الأم للتربة عن طريق التجوية الصخرية) ، لكن تربة منحدرات السكك الحديدية تتكون من شظايا من الحجر المسحوق مثل مصفوفة "التربة الاصطناعية" ، ولم تخضع لعملية تكوين تربة كافية.عدم إطلاق المعادن ، بالإضافة إلى أن أيونات الملح في التربة العميقة للمنحدرات الطبيعية ارتفعت من خلال العمل الشعري أثناء التبخر السطحي وتراكمت في التربة السطحية ، مما أدى إلى زيادة محتوى أيونات الملح في التربة السطحية ، كما أن سمك التربة في منحدر السكك الحديدية أقل من 20 سم ، مما أدى إلى عدم قدرة التربة السطحية على استكمال الملح من التربة العميقة.
الأيونات الموجبة (مثل K + و Na + و Ca2 + و Mg2 + و Al3 + وما إلى ذلك) لها تأثير ضئيل على تآكل التربة ، بينما تلعب الأنيونات دورًا مهمًا في العملية الكهروكيميائية للتآكل ولها تأثير كبير على تآكل المعدن ، ويمكن لـ CL− تسريع تآكل الأنود وهو أكثر الأنيون تآكلًا ؛كلما زاد محتوى الكلور ، زادت قوة تآكل التربة ، فكلوريد أكسيد الكبريت لا يعزز تآكل الفولاذ فحسب ، بل يتسبب أيضًا في تآكل بعض المواد الخرسانية .54 كما يؤدي أيضًا إلى تآكل الحديد ، وفي سلسلة من تجارب التربة الحمضية ، وجد أن معدل التآكل يتناسب مع حموضة التربة. إن التربة متناسبة تقريبًا مع إضافة أيونات الكلوريد والكبريتات 56،57.وجد أن SO42- قد يعيق التآكل ، ولكنه يعزز تطوير حفر التآكل التي تكونت بالفعل 58.
وفقًا لمعيار تقييم التآكل في التربة ونتائج الاختبار ، كان محتوى أيون الكلوريد في كل عينة من التربة المنحدرة أعلى من 100 مجم / كجم ، مما يشير إلى تآكل قوي للتربة ، وكان محتوى أيون الكبريتات في كل من المنحدرات الصاعدة والمنحدرة أعلى من 200 مجم / كجم وأقل من 500 مجم / كجم ، وقد تعرضت التربة للتآكل بشكل معتدل ، محتوى أيون الكبريتات في المنحدر الأوسط يكون أقل من 200 مجم / كجم ، وسيؤدي إلى تفاعل ضعيف في التربة. مقياس التآكل على سطح القطب المعدني ، مما يؤدي إلى إبطاء تفاعل التآكل ، ومع زيادة التركيز ، قد ينكسر المقياس فجأة ، وبالتالي تسريع معدل التآكل بشكل كبير ؛مع استمرار زيادة التركيز ، يغطي مقياس التآكل سطح القطب المعدني ، ويظهر معدل التآكل اتجاهًا متباطئًا مرة أخرى. وجدت الدراسة أن الكمية الموجودة في التربة كانت أقل وبالتالي كان لها تأثير ضئيل على التآكل.
وفقًا للجدول 4 ، أظهرت العلاقة بين المنحدر وأنيونات التربة وجود ارتباط إيجابي معنوي بين أيونات المنحدر والكلوريد (R = 0.836) ، ووجود ارتباط إيجابي معنوي بين المنحدر وإجمالي الأملاح الذائبة (R = 0.742).
يشير هذا إلى أن الجريان السطحي وتآكل التربة قد يكونان مسئولين عن التغيرات في إجمالي الأملاح الذائبة في التربة ، وكان هناك ارتباط إيجابي معنوي بين الأملاح الذائبة الكلية وأيونات الكلوريد ، وقد يكون ذلك بسبب أن إجمالي الأملاح الذائبة هي تجمع أيونات الكلوريد ، ومحتوى الأملاح الكلية الذائبة يحدد محتوى أيونات الكلوريد في محاليل التربة ، لذلك يمكننا معرفة الفرق الشديد في الانحدار المعدني.
المواد العضوية والنيتروجين الكلي والنيتروجين المتوفر والفوسفور المتوفر والبوتاسيوم المتوفر هي العناصر الغذائية الأساسية للتربة ، والتي تؤثر على جودة التربة وامتصاص العناصر الغذائية بواسطة نظام الجذر ، وتعتبر مغذيات التربة عاملاً مهمًا يؤثر على الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، لذلك يجدر دراسة ما إذا كان هناك ارتباط بين مغذيات التربة والتآكل العضوي للتربة. التربة الاصطناعية ، من الضروري أن يكون لديك فهم جيد للعناصر الغذائية في التربة الاصطناعية.
أظهر البحث أن محتوى المادة العضوية هو الأعلى في تربة الانحدار الطبيعي بعد عملية تكوين التربة بأكملها ، وكان محتوى المادة العضوية للتربة منخفض الانحدار هو الأقل ، وبسبب تأثير العوامل الجوية والجريان السطحي ، فإن مغذيات التربة سوف تتراكم على المنحدر الأوسط والمنحدر ، مما يشكل طبقة سميكة من الدبال ، ومع ذلك ، بسبب الجسيمات الصغيرة وضعف استقرار الكائنات الدقيقة منخفضة الانحدار في منتصف المنحدر ، فإن المواد العضوية تتحلل بسهولة بسبب الانحدار المنخفض. كانت التغطية والتنوع مرتفعين ، لكن التجانس كان منخفضًا ، مما قد يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للمغذيات السطحية ، وطبقة سميكة من الدبال تحافظ على الماء وتنشط كائنات التربة ، وكل هذا يسرع من تحلل المادة العضوية في التربة.
كان محتوى النيتروجين المتحلل القلوي للسكك الحديدية في المنحدرات العلوية والمنحدرة الوسطى والمنحدرة أعلى من المنحدر الطبيعي ، مما يشير إلى أن معدل تمعدن النيتروجين العضوي لمنحدر السكة الحديدية كان أعلى بكثير من المنحدر الطبيعي ، فكلما كانت الجزيئات أصغر ، وكلما كانت بنية التربة غير مستقرة ، كان من الأسهل على الكائنات الحية الدقيقة تحلل المواد العضوية في تجمع المواد العضوية المتحللة. مع نتائج الدراسة الـ 62 ، كان محتوى مجاميع الجسيمات الصغيرة في تربة منحدرات السكك الحديدية أعلى بكثير من تلك الموجودة في المنحدرات الطبيعية ، لذلك يجب اتخاذ التدابير المناسبة لزيادة محتوى السماد والمواد العضوية والنيتروجين في تربة منحدر السكك الحديدية ، وتحسين الاستخدام المستدام للتربة ، وقد تكون نفايات الفوسفور المتوفر والبوتاسيوم المتوفر بسبب الجريان السطحي للسكك الحديدية. المحرك الرئيسي لفقدان المغذيات المتاحة في التربة المنحدرة.
كما هو موضح في الجدول 4 ، كان هناك ارتباط إيجابي معنوي بين موضع المنحدر والفوسفور المتاح (R = 0.948) ، وكان الارتباط بين موضع المنحدر والبوتاسيوم المتاح هو نفسه (R = 0.898) ، ويظهر أن موضع المنحدر يؤثر على محتوى الفوسفور المتاح والبوتاسيوم المتاح في التربة.
يعد التدرج عاملاً مهمًا يؤثر على محتوى المادة العضوية في التربة وإثراء النيتروجين ، وكلما كان التدرج أصغر ، زاد معدل التخصيب ، وبالنسبة لإثراء مغذيات التربة ، فقد تم إضعاف فقدان المغذيات ، ولم يكن تأثير موضع الانحدار على محتوى المادة العضوية بالتربة وإثراء النيتروجين الكلي واضحًا ، كما أن الأنواع المختلفة وأعداد النباتات الموجودة على المنحدرات المختلفة لها أحماض عضوية مختلفة تفرزها جذور النباتات. وعليه ، كان هناك ارتباط معنوي بين موقع المنحدر والفوسفور المتاح ، ووضعية الانحدار والبوتاسيوم المتاح.
من أجل توضيح العلاقة بين مغذيات التربة وتآكل التربة ، من الضروري تحليل الارتباط ، وكما هو مبين في الجدول 5 ، كانت إمكانية الأكسدة والاختزال مرتبطة بشكل سلبي مع النيتروجين المتاح (R = -0.845) وترتبط بشكل إيجابي مع الفوسفور المتاح (R = 0.842) والبوتاسيوم المتاح (R2 = 0.980). من خصائص التربة ، لذلك ، فهو عامل مهم في تحديد اتجاه تحول مغذيات التربة .67 قد تؤدي صفات الأكسدة المختلفة إلى حالات مختلفة وتوافر عوامل غذائية ، لذلك ، فإن إمكانية الأكسدة والاختزال لها علاقة كبيرة بالنيتروجين المتاح ، والفوسفور المتاح والبوتاسيوم المتاح.
بالإضافة إلى خواص المعادن ، ترتبط إمكانية التآكل أيضًا بخصائص التربة ، حيث كانت إمكانية التآكل مرتبطة بشكل سلبي مع المادة العضوية ، مما يشير إلى أن المادة العضوية لها تأثير كبير على إمكانية التآكل ، بالإضافة إلى أن المادة العضوية كانت مرتبطة بشكل سلبي أيضًا مع التدرج المحتمل (SN) (R2 = -0.713) وأيون الكبريتات (R2 = -0.671) ، مما يشير إلى أن محتوى المادة العضوية ... البوتاسيوم المتاح (R2 = -0.728).
ارتبط النيتروجين المتوفر بشكل سلبي مع الأملاح الذائبة الكلية وأيونات الكلوريد ، كما أن الفسفور المتوفر والبوتاسيوم المتوفر كان لهما علاقة إيجابية معنوية مع الأملاح الكلية الذائبة وأيونات الكلوريد ، مما يشير إلى أن المحتوى الغذائي المتوفر أثر بشكل كبير على كمية الأملاح الذائبة الكلية وأيونات الكلوريد في التربة ، وأن الأنيونات الموجودة في التربة لم تكن مواتية للتراكم الإيجابي وأيونات الكلوريد الموجبة. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبيكربونات ، مما يشير إلى أن النيتروجين الكلي كان له تأثير على محتوى الكبريتات والبيكربونات ، كما أن النباتات قليلة الطلب على أيونات الكبريتات وأيونات البيكربونات ، لذا فإن معظمها تكون حرة في التربة أو تمتصها غرويات التربة ، وتفضل أيونات البيكربونات تراكم النيتروجين في التربة ، وتقلل أيونات الكبريتات المتوفرة في التربة. التربة مفيدة لتقليل تآكل التربة.
التربة نظام ذو تكوين وخصائص معقدة.تآكل التربة هو نتيجة العمل التآزري للعديد من العوامل.لذلك ، يتم استخدام طريقة تقييم شاملة بشكل عام لتقييم تآكل التربة. بالإشارة إلى "كود التحقيق الهندسي الجيوتقني" (GB50021-94) وطرق اختبار شبكة اختبار تآكل التربة في الصين ، يمكن تقييم درجة تآكل التربة بشكل شامل وفقًا للمعايير التالية: (1) التقييم هو تآكل ضعيف ، إذا كان التآكل ضعيفًا فقط ، أو لم يكن هناك تآكل معتدل ؛(2) إذا لم يكن هناك تآكل قوي ، يتم تقييمه على أنه تآكل متوسط ​​؛(3) إذا كان هناك مكان أو مكانان من التآكل الشديد ، يتم تقييمه على أنه تآكل قوي ؛(4) إذا كان هناك 3 أماكن أو أكثر من التآكل القوي ، يتم تقييمها على أنها تآكل قوي للتآكل الشديد.
وفقًا لمقاومة التربة وإمكانات الأكسدة والاختزال ومحتوى الماء ومحتوى الملح وقيمة الأس الهيدروجيني ومحتوى Cl- و SO42 ، تم تقييم درجات التآكل لعينات التربة على المنحدرات المختلفة بشكل شامل ، وأظهرت نتائج البحث أن التربة على جميع المنحدرات شديدة التآكل.
تعد إمكانية التآكل عاملاً هامًا يؤثر على تآكل شبكة حماية المنحدرات ، فاحتمالات التآكل للمنحدرات الثلاثة كلها أقل من -200 ميللي فولت ، والتي لها أكبر تأثير على تآكل الشبكة المعدنية الصاعدة ، ويمكن استخدام التدرج المحتمل للحكم على حجم التيار الشارد في التربة ، كما أن التيار الشارد عامل مهم يؤثر على محتوى التآكل الكلي للشبكة المعدنية في المنحدرات الوسطى والمنحدرات الصاعدة ، وخاصةً في المنحدرات المتوسطة والمنحدرات الملحية. كانت المنحدرات المتوسطة والسفلية أعلى من 500 مجم / كجم ، وكان تأثير التآكل على شبكة حماية المنحدرات معتدلاً ، ويعتبر محتوى التربة من الماء عاملاً مهمًا يؤثر على تآكل الشبكات المعدنية على المنحدرات الوسطى والمنحدرات السفلية ، وله تأثير أكبر على تآكل شبكات حماية المنحدرات ، والمغذيات أكثر وفرة في التربة متوسطة المنحدر ، مما يشير إلى وجود أنشطة ميكروبية سريعة متكررة.
يوضح البحث أن التآكل المحتملة ، والتدرج المحتمل ، ومحتوى الملح القابل للذوبان ، ومحتوى الماء هو العوامل الرئيسية التي تؤثر على تآكل التربة على المنحدرات الثلاثة ، ويتم تقييم تآكل التربة على أنه قوي. إن تآكل شبكة حماية السكة الحديد هو الأكثر خطورة في الميل المتاح ، وهو ما يوفر مرجعًا لمكافحة التصميم على شبكة السكك الحديدية. النمو ، وأخيرا استقرار المنحدر.
كيفية الاستشهاد بهذا المقال: Chen، J. et al. آثار تكوين التربة والكيمياء الكهربية على تآكل شبكة المنحدرات الصخرية على طول خط سكة حديد صيني.5 ، 14939 ؛دوى: 10.1038 / srep14939 (2015).
لين ، واي إل ويانغ ، جي إل الخصائص الديناميكية لمنحدرات أرضية السكك الحديدية تحت إثارة الزلزال ، كارثة طبيعية 69 ، 219-235 (2013).
Sui Wang، J. et al. تحليل الأضرار التي لحقت بالزلازل النموذجية للطرق السريعة في منطقة Wenchuan المنكوبة بزلزال مقاطعة Sichuan [J].المجلة الصينية لميكانيكا وهندسة الصخور ، 28 ، 1250-1260 (2009).
Weilin، Z.، Zhenyu، L. & Jinsong، J. تحليل الأضرار الزلزالية والإجراءات المضادة لجسور الطرق السريعة في زلزال ونتشوان ، المجلة الصينية لميكانيكا الصخور والهندسة 28 ، 1377-1387 (2009).
Lin، CW، Liu، SH، Lee، SY & Liu، CC تأثير زلزال شيشي على الانهيارات الأرضية الناجمة عن هطول الأمطار اللاحقة في وسط تايوان. الجيولوجيا الهندسية 86 ، 87-101 (2006).
Koi، T. وآخرون ، الآثار طويلة المدى للانهيارات الأرضية التي يسببها الزلزال على إنتاج الرواسب في مستجمعات المياه الجبلية: منطقة تانزوا ، اليابان ، علم الجيومورفولوجيا 101 ، 692-702 (2008).
Hongshuai، L.، Jingshan، B. & Dedong، L. مراجعة للأبحاث حول تحليل الاستقرار الزلزالي للمنحدرات الجيوتقنية. هندسة الزلازل والاهتزاز الهندسي 25، 164 - 171 (2005).
يو بينغ ، بحث حول المخاطر الجيولوجية الناجمة عن زلزال ونتشوان في سيتشوان.مجلة الجيولوجيا الهندسية 4 ، 7-12 (2008).
علي ، ف. حماية المنحدرات بالنباتات: ميكانيكا جذور بعض النباتات الاستوائية ، المجلة الدولية للعلوم الفيزيائية ، 5 ، 496-506 (2010).
Takyu، M.، Aiba، SI & Kitayama، K. التأثيرات الطبوغرافية على الغابات الاستوائية المنخفضة الجبلية تحت ظروف جيولوجية مختلفة في Mount Kinabalu ، Borneo.Plant Ecology.159، 35–49 (2002).
Stokes، A. et al. الخصائص المثالية لجذر النبات لحماية المنحدرات الطبيعية والمصممة من الانهيارات الأرضية ، النباتات والتربة ، 324 ، 1-30 (2009).
De Baets، S.، Poesen، J.، Gyssels، G. & Knapen، A. آثار الجذور العشبية على قابلية تآكل التربة السطحية أثناء التدفق المركز. علم الأشكال 76، 54-67 (2006).