Nature.com पर आने के लिए धन्यवाद। आप जिस ब्राउज़र का उपयोग कर रहे हैं, उसमें CSS के लिए सीमित समर्थन है। सर्वोत्तम अनुभव के लिए, हम आपको अद्यतन ब्राउज़र का उपयोग करने (या इंटरनेट एक्सप्लोरर में संगतता मोड बंद करने) की सलाह देते हैं। इस बीच, निरंतर समर्थन सुनिश्चित करने के लिए, हम साइट को बिना स्टाइल और जावास्क्रिप्ट के प्रदर्शित करेंगे।
सुई-चोंगकिंग रेलवे ढलान को अनुसंधान वस्तु मानते हुए, विभिन्न ढलानों पर मृदा प्रतिरोधकता, मृदा विद्युत रसायन (संक्षारण क्षमता, रेडॉक्स क्षमता, विभव प्रवणता और पीएच), मृदा ऋणायन (कुल घुलनशील लवण, Cl-, SO42- आदि) और मृदा पोषण (नमी की मात्रा, कार्बनिक पदार्थ, कुल नाइट्रोजन, क्षार-जलीकृत नाइट्रोजन, उपलब्ध फास्फोरस, उपलब्ध पोटेशियम) के आधार पर कृत्रिम मृदा के संक्षारण स्तर का मूल्यांकन किया गया। अन्य कारकों की तुलना में, जल का ढलान सुरक्षा जाल के संक्षारण पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है, उसके बाद ऋणायनों की मात्रा का। कुल घुलनशील लवण का ढलान सुरक्षा जाल के संक्षारण पर मध्यम प्रभाव पड़ता है, और आवारा धारा का भी मध्यम प्रभाव पड़ता है। मृदा नमूनों के संक्षारण स्तर का व्यापक मूल्यांकन किया गया, जिसमें ऊपरी ढलान पर संक्षारण मध्यम था, जबकि मध्य और निचले ढलानों पर संक्षारण तीव्र था। मृदा में कार्बनिक पदार्थ विभव प्रवणता के साथ महत्वपूर्ण रूप से सहसंबंधित थे। उपलब्ध नाइट्रोजन, उपलब्ध पोटेशियम और उपलब्ध फास्फोरस ऋणायनों के साथ महत्वपूर्ण रूप से सहसंबंधित थे। मृदा का वितरण पोषक तत्वों का संबंध ढलान के प्रकार से अप्रत्यक्ष रूप से होता है।
रेलवे, राजमार्ग और जल संरक्षण सुविधाओं के निर्माण के दौरान, पहाड़ों को खोदना अक्सर अपरिहार्य हो जाता है। दक्षिण-पश्चिम में स्थित पहाड़ों के कारण, चीन में रेलवे निर्माण के लिए पहाड़ों की व्यापक खुदाई की आवश्यकता होती है। इससे मूल मिट्टी और वनस्पति नष्ट हो जाती है, जिससे चट्टानी ढलानें उजागर हो जाती हैं। यह स्थिति भूस्खलन और मिट्टी के कटाव का कारण बनती है, जिससे रेलवे परिवहन की सुरक्षा खतरे में पड़ जाती है। भूस्खलन सड़क यातायात के लिए हानिकारक होते हैं, विशेष रूप से 12 मई, 2008 के वेनचुआन भूकंप के बाद। भूस्खलन एक व्यापक रूप से फैली और गंभीर भूकंपीय आपदा बन गई है। सिचुआन प्रांत में 2008 में किए गए 4,243 किलोमीटर के प्रमुख मुख्य सड़कों के मूल्यांकन में, सड़क के आधार और ढलान की दीवारों में 1,736 गंभीर भूकंपीय आपदाएँ देखी गईं, जो मूल्यांकन की कुल लंबाई का 39.76% थीं। सड़क क्षति से प्रत्यक्ष आर्थिक नुकसान 58 अरब युआन से अधिक था। वैश्विक उदाहरण बताते हैं कि भूकंप के बाद के भू-खतरे कम से कम 10 वर्षों (ताइवान भूकंप) और यहाँ तक कि 40-50 वर्षों (जापान में कांटो भूकंप) तक भी बने रह सकते हैं। ढलान भूकंपीय खतरे को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक है। इसलिए, सड़क के ढलान को बनाए रखना और उसकी स्थिरता को मजबूत करना आवश्यक है। ढलान संरक्षण और पारिस्थितिक परिदृश्य बहाली में पौधों की अपरिहार्य भूमिका होती है। सामान्य मिट्टी के ढलानों की तुलना में, चट्टानी ढलानों में कार्बनिक पदार्थ, नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम जैसे पोषक तत्वों का संचय नहीं होता है, और वनस्पति विकास के लिए आवश्यक मिट्टी का वातावरण भी नहीं होता है। बड़े ढलान और बारिश जैसे कारकों के कारण, चट्टानी ढलानों में भू-खतरे की समस्या बढ़ जाती है। कटाव के कारण ढलान की मिट्टी आसानी से बह जाती है। ढलान का वातावरण कठोर होता है, पौधों के विकास के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ नहीं होतीं, और ढलान की मिट्टी में स्थिरता की कमी होती है।9 ढलान की सुरक्षा के लिए मिट्टी को ढकने हेतु आधार सामग्री से ढलान पर छिड़काव करना हमारे देश में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली ढलान पारिस्थितिक बहाली तकनीक है। छिड़काव के लिए इस्तेमाल की जाने वाली कृत्रिम मिट्टी में कुचला हुआ पत्थर, खेत की मिट्टी, पुआल, मिश्रित उर्वरक, जल-धारण एजेंट और चिपकने वाला पदार्थ (आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले चिपकने वाले पदार्थों में पोर्टलैंड सीमेंट, जैविक गोंद और डामर इमल्सीफायर शामिल हैं) एक निश्चित अनुपात में होते हैं। तकनीकी प्रक्रिया इस प्रकार है: सबसे पहले चट्टान पर कांटेदार तार बिछाया जाता है, फिर कांटेदार तार को रिवेट और एंकर बोल्ट से स्थिर किया जाता है, और अंत में एक विशेष स्प्रेयर से ढलान पर बीज युक्त कृत्रिम मिट्टी का छिड़काव किया जाता है। 14# हीरे के आकार की पूरी तरह से गैल्वनाइज्ड धातु की जाली का उपयोग किया जाता है, जिसका मानक जाली आकार 5 सेमी × 5 सेमी और व्यास 2 मिमी होता है। धातु की जाली मिट्टी के मैट्रिक्स को चट्टान की सतह पर एक टिकाऊ अखंड स्लैब बनाने की अनुमति देती है। धातु की जाली मिट्टी में संक्षारित हो जाएगी, क्योंकि मिट्टी स्वयं एक इलेक्ट्रोलाइट है, और संक्षारण की डिग्री निर्भर करती है। मिट्टी की विशेषताओं पर आधारित। मिट्टी के क्षरण कारकों का मूल्यांकन मिट्टी से प्रेरित धातु जाल के कटाव का आकलन करने और भूस्खलन के खतरों को दूर करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
पौधों की जड़ें ढलान स्थिरीकरण और कटाव नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं10,11,12,13,14। उथले भूस्खलन से ढलानों को स्थिर करने के लिए वनस्पति का उपयोग किया जा सकता है क्योंकि पौधों की जड़ें मिट्टी को स्थिर करके भूस्खलन को रोक सकती हैं15,16,17। काष्ठीय वनस्पति, विशेष रूप से पेड़, उथले भूस्खलन को रोकने में मदद करते हैं18। पौधों की ऊर्ध्वाधर और पार्श्व जड़ प्रणालियों द्वारा निर्मित एक मजबूत सुरक्षात्मक संरचना मिट्टी में सुदृढ़ीकरण स्तंभों के रूप में कार्य करती है। जड़ संरचना पैटर्न का विकास जीन द्वारा संचालित होता है, और मिट्टी का वातावरण इन प्रक्रियाओं में निर्णायक भूमिका निभाता है। धातुओं का क्षरण मिट्टी के वातावरण के साथ बदलता रहता है20। मिट्टी में धातुओं के क्षरण की मात्रा काफी तेजी से घुलने से लेकर नगण्य प्रभाव तक हो सकती है21। कृत्रिम मिट्टी वास्तविक "मिट्टी" से बहुत अलग होती है। प्राकृतिक मिट्टी का निर्माण लाखों वर्षों में बाहरी वातावरण और विभिन्न जीवों के बीच अंतःक्रियाओं का परिणाम है22,23,24। काष्ठीय वनस्पति द्वारा एक स्थिर जड़ प्रणाली और पारिस्थितिकी तंत्र बनाने से पहले, चाहे धातु की जाली चट्टानी ढलान और कृत्रिम मिट्टी के साथ संयुक्त हो, सुरक्षित रूप से कार्य कर पाना सीधे तौर पर प्राकृतिक अर्थव्यवस्था के विकास, जीवन की सुरक्षा और पारिस्थितिक पर्यावरण में सुधार से संबंधित है।
हालांकि, धातुओं के क्षरण से भारी नुकसान हो सकता है। 1980 के दशक की शुरुआत में चीन में रासायनिक मशीनरी और अन्य उद्योगों पर किए गए एक सर्वेक्षण के अनुसार, धातु क्षरण के कारण होने वाला नुकसान कुल उत्पादन मूल्य का 4% था। इसलिए, आर्थिक निर्माण के लिए क्षरण तंत्र का अध्ययन करना और सुरक्षात्मक उपाय करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। मिट्टी गैसों, तरल पदार्थों, ठोस पदार्थों और सूक्ष्मजीवों की एक जटिल प्रणाली है। सूक्ष्मजीवों के चयापचय पदार्थ को नष्ट कर सकते हैं, और आवारा धाराएँ भी क्षरण का कारण बन सकती हैं। इसलिए, मिट्टी में दबी धातुओं के क्षरण को रोकना महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, दबी धातुओं के क्षरण पर शोध मुख्य रूप से (1) दबी धातुओं के क्षरण को प्रभावित करने वाले कारकों25; (2) धातु संरक्षण विधियों26,27; (3) धातु क्षरण की डिग्री के निर्धारण विधियों28; विभिन्न माध्यमों में क्षरण पर केंद्रित है। हालांकि, अध्ययन में शामिल सभी मिट्टी प्राकृतिक थीं और उनमें पर्याप्त मिट्टी निर्माण प्रक्रियाएँ हो चुकी थीं। हालांकि, रेलवे चट्टानी ढलानों के कृत्रिम मिट्टी क्षरण पर कोई रिपोर्ट नहीं है।
अन्य संक्षारक माध्यमों की तुलना में, कृत्रिम मिट्टी में तरलता की कमी, विषमता, मौसमीपन और क्षेत्रीयता की विशेषताएँ होती हैं। कृत्रिम मिट्टी में धातु का संक्षारण धातुओं और कृत्रिम मिट्टी के बीच विद्युत रासायनिक अंतःक्रियाओं के कारण होता है। जन्मजात कारकों के अलावा, धातु के संक्षारण की दर आसपास के वातावरण पर भी निर्भर करती है। कई कारक धातु के संक्षारण को व्यक्तिगत रूप से या संयोजन में प्रभावित करते हैं, जैसे कि नमी की मात्रा, ऑक्सीजन की मात्रा, कुल घुलनशील लवण की मात्रा, आयन और धातु आयन की मात्रा, पीएच, मिट्टी के सूक्ष्मजीव30,31,32।
30 वर्षों के अभ्यास में, चट्टानी ढलानों पर कृत्रिम मिट्टी को स्थायी रूप से संरक्षित करने का प्रश्न एक समस्या रहा है33। मृदा अपरदन के कारण 10 वर्षों की मैन्युअल देखभाल के बाद कुछ ढलानों पर झाड़ियाँ या पेड़ नहीं उग पाते हैं। धातु की जाली की सतह पर जमी गंदगी कुछ स्थानों पर बह गई। संक्षारण के कारण, कुछ धातु की जालियाँ फट गईं और उनके ऊपर और नीचे की सारी मिट्टी बह गई (चित्र 1)। वर्तमान में, रेलवे ढलान संक्षारण पर शोध मुख्य रूप से रेलवे सबस्टेशन ग्राउंडिंग ग्रिड के संक्षारण, लाइट रेल द्वारा उत्पन्न आवारा धारा संक्षारण, और रेलवे पुलों34,35, पटरियों और अन्य वाहन उपकरणों36 के संक्षारण पर केंद्रित है। रेलवे ढलान संरक्षण धातु की जाली के संक्षारण की कोई रिपोर्ट नहीं है। यह शोधपत्र सुइयु रेलवे के दक्षिण-पश्चिमी चट्टानी ढलान पर कृत्रिम मिट्टी के भौतिक, रासायनिक और विद्युत रासायनिक गुणों का अध्ययन करता है, जिसका उद्देश्य मिट्टी के गुणों का आकलन करके धातु संक्षारण की भविष्यवाणी करना और मिट्टी पारिस्थितिकी तंत्र बहाली और कृत्रिम बहाली के लिए सैद्धांतिक और व्यावहारिक आधार प्रदान करना है।
परीक्षण स्थल सिचुआन (30°32′N, 105°32′E) के पहाड़ी क्षेत्र में सुइनिंग रेलवे स्टेशन के पास स्थित है। यह क्षेत्र सिचुआन बेसिन के मध्य में स्थित है, जिसमें कम ऊँचाई वाले पहाड़ और पहाड़ियाँ हैं, और इसकी भूवैज्ञानिक संरचना सरल और भूभाग समतल है। कटाव, अपरदन और जल संचय के कारण यहाँ की पहाड़ी भू-आकृतियाँ अपरदित हैं। आधारशिला मुख्य रूप से चूना पत्थर है, और ऊपरी परत मुख्य रूप से बैंगनी रेत और मडस्टोन है। इसकी अखंडता कमजोर है, और चट्टान ब्लॉकनुमा संरचना वाली है। अध्ययन क्षेत्र में उपोष्णकटिबंधीय आर्द्र मानसूनी जलवायु है, जिसमें मौसमी विशेषताएँ हैं: वसंत की शुरुआत, गर्म ग्रीष्म, छोटा पतझड़ और शीत ऋतु का अंत। वर्षा प्रचुर मात्रा में होती है, प्रकाश और ऊष्मा संसाधन प्रचुर मात्रा में हैं, पाला रहित अवधि लंबी है (औसतन 285 दिन), जलवायु सुहावनी है, वार्षिक औसत तापमान 17.4°C है, सबसे गर्म महीने (अगस्त) का औसत तापमान 27.2°C है, और अधिकतम तापमान 39.3°C है। सबसे ठंडा महीना जनवरी है। (औसत तापमान 6.5°C है), न्यूनतम तापमान -3.8°C तक पहुँच जाता है, और वार्षिक औसत वर्षा 920 मिमी है, जो मुख्य रूप से जुलाई और अगस्त में होती है। वसंत, ग्रीष्म, शरद और शीत ऋतुओं में वर्षा की मात्रा में काफी भिन्नता होती है। वर्ष के प्रत्येक मौसम में वर्षा का अनुपात क्रमशः 19-21%, 51-54%, 22-24% और 4-5% है।
यह शोध स्थल 2003 में निर्मित यु-सुई रेलवे के ढलान पर लगभग 45° के कोण पर स्थित है। अप्रैल 2012 में, यह सुइनिंग रेलवे स्टेशन से 1 किमी के भीतर दक्षिण की ओर स्थित था। प्राकृतिक ढलान को नियंत्रण के रूप में उपयोग किया गया। ढलान के पारिस्थितिक पुनर्स्थापन के लिए विदेशी टॉपड्रेसिंग मृदा छिड़काव तकनीक का उपयोग किया गया। रेलवे साइड ढलान की ऊंचाई के अनुसार, ढलान को ऊपर की ओर, मध्य-ढलान और नीचे की ओर विभाजित किया जा सकता है (चित्र 2)। चूंकि कटी हुई ढलान की कृत्रिम मिट्टी की मोटाई लगभग 10 सेमी है, इसलिए मिट्टी के धातु जाल के संक्षारण उत्पादों के प्रदूषण से बचने के लिए, हमने केवल स्टेनलेस स्टील के फावड़े का उपयोग करके 0-8 सेमी की मिट्टी की सतह खोदी। प्रत्येक ढलान स्थिति के लिए चार प्रतिकृतियां स्थापित की गईं, प्रत्येक प्रतिकृति में 15-20 यादृच्छिक नमूना बिंदु थे। प्रत्येक प्रतिकृति एस-आकार की रेखा से यादृच्छिक रूप से निर्धारित 15-20 नमूना बिंदुओं का मिश्रण है। इसका ताजा वजन लगभग 500 ग्राम है। नमूनों को प्रसंस्करण के लिए पॉलीथीन ज़िपलॉक बैग में प्रयोगशाला में लाया गया। मिट्टी को प्राकृतिक रूप से हवा में सुखाया गया, और बजरी और पशु एवं पौधों के अवशेषों को चुनकर, अगेट की छड़ी से कुचलकर, 20-मेष छलनी से छाना गया। मोटे कणों को छोड़कर बाकी सभी कणों को 100 मेश नायलॉन की छलनी से छान लें।
मिट्टी की प्रतिरोधकता का मापन शेंगली इंस्ट्रूमेंट कंपनी द्वारा निर्मित विक्टर 4106 ग्राउंडिंग प्रतिरोध परीक्षक द्वारा किया गया; मिट्टी की प्रतिरोधकता का मापन क्षेत्र में किया गया। मिट्टी की नमी को सुखाने की विधि द्वारा मापा गया। मिट्टी के संक्षारण विभव को मापने के लिए DMP-2 पोर्टेबल डिजिटल mv/pH उपकरण में उच्च इनपुट प्रतिबाधा होती है। विभव प्रवणता और रेडॉक्स विभव का निर्धारण DMP-2 पोर्टेबल डिजिटल mv/pH द्वारा किया गया, मिट्टी में कुल घुलनशील लवण का निर्धारण अवशेष सुखाने की विधि द्वारा किया गया, मिट्टी में क्लोराइड आयन की मात्रा का निर्धारण AgNO3 अनुमापन विधि (मोह्र विधि) द्वारा किया गया, मिट्टी में सल्फेट की मात्रा का निर्धारण अप्रत्यक्ष EDTA अनुमापन विधि द्वारा किया गया, मिट्टी में कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट का निर्धारण दोहरे संकेतक अनुमापन विधि द्वारा किया गया, मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का निर्धारण पोटेशियम डाइक्रोमेट ऑक्सीकरण तापन विधि द्वारा किया गया, मिट्टी में क्षारीय जल अपघटन नाइट्रोजन का निर्धारण क्षारीय विलयन विसरण विधि द्वारा किया गया, और H2SO4-HClO4 पाचन Mo-Sb रंगमिति विधि द्वारा किया गया। मिट्टी में कुल फास्फोरस और उपलब्ध फास्फोरस की मात्रा का निर्धारण ओल्सन विधि (0.05 मोल/लीटर NaHCO3 विलयन को निष्कर्षक के रूप में) द्वारा किया गया, और मिट्टी में कुल पोटेशियम की मात्रा का निर्धारण सोडियम हाइड्रॉक्साइड संलयन-ज्वाला फोटोमेट्री द्वारा किया गया।
प्रायोगिक आंकड़ों को प्रारंभ में व्यवस्थित किया गया। माध्य, मानक विचलन, एकतरफा एनोवा और मानव सहसंबंध विश्लेषण करने के लिए एसपीएसएस स्टैटिस्टिक्स 20 का उपयोग किया गया।
तालिका 1 विभिन्न ढलानों वाली मृदाओं के विद्युतयांत्रिकीय गुणों, आयनों और पोषक तत्वों को दर्शाती है। विभिन्न ढलानों की संक्षारण क्षमता, मृदा प्रतिरोधकता और पूर्व-पश्चिम विभव प्रवणता सभी महत्वपूर्ण थीं (P < 0.05)। ढलान वाली, मध्य ढलान वाली और प्राकृतिक ढलान की रेडॉक्स क्षमताएं महत्वपूर्ण थीं (P < 0.05)। रेल के लंबवत विभव प्रवणता, अर्थात् उत्तर-दक्षिण विभव प्रवणता, ऊपर की ओर ढलान > नीचे की ओर ढलान > मध्य ढलान के क्रम में थी। मृदा का pH मान ढलान वाली, ऊपर की ओर ढलान वाली, मध्य ढलान > प्राकृतिक ढलान के क्रम में था। प्राकृतिक ढलान पर कुल घुलनशील लवण की मात्रा रेलवे ढलान की तुलना में काफी अधिक थी (P < 0.05)। तीसरी श्रेणी की रेलवे ढलान की मृदा में कुल घुलनशील लवण की मात्रा 500 मिलीग्राम/किलोग्राम से अधिक है, और कुल घुलनशील लवण का धातु संक्षारण पर मध्यम प्रभाव पड़ता है। मृदा में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा प्राकृतिक ढलान में सबसे अधिक और नीचे की ओर ढलान में सबसे कम थी (P < 0.05)। कुल नाइट्रोजन की मात्रा मध्य ढलान में सबसे अधिक और नीचे की ओर ढलान में सबसे कम थी। ऊपर की ओर ढलान; ढलान के निचले और मध्य भाग में उपलब्ध नाइट्रोजन की मात्रा सबसे अधिक थी, जबकि प्राकृतिक ढलान में सबसे कम थी; रेलवे के ऊपर और नीचे की ओर ढलान में कुल नाइट्रोजन की मात्रा कम थी, लेकिन उपलब्ध नाइट्रोजन की मात्रा अधिक थी। इससे पता चलता है कि ऊपर और नीचे की ओर कार्बनिक नाइट्रोजन के खनिजीकरण की दर तीव्र है। उपलब्ध पोटेशियम की मात्रा उपलब्ध फास्फोरस के बराबर है।
मृदा प्रतिरोधकता विद्युत चालकता का सूचक सूचकांक है और मृदा संक्षारण का आकलन करने के लिए एक मूलभूत मापदंड है। मृदा प्रतिरोधकता को प्रभावित करने वाले कारकों में नमी की मात्रा, कुल घुलनशील लवण की मात्रा, पीएच, मृदा की बनावट, तापमान, कार्बनिक पदार्थ की मात्रा, मृदा का तापमान और जकड़न शामिल हैं। सामान्यतः, कम प्रतिरोधकता वाली मृदाएँ अधिक संक्षारक होती हैं, और इसके विपरीत। प्रतिरोधकता का उपयोग करके मृदा संक्षारकता का आकलन करना विभिन्न देशों में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। तालिका 1 प्रत्येक एकल सूचकांक37,38 के लिए संक्षारकता श्रेणी मूल्यांकन मानदंड दर्शाती है।
मेरे देश में परीक्षण परिणामों और मानकों के अनुसार (तालिका 1), यदि मिट्टी की संक्षारणशीलता का मूल्यांकन केवल मिट्टी की प्रतिरोधकता द्वारा किया जाता है, तो ऊपर की ओर ढलान वाली मिट्टी अत्यधिक संक्षारक होती है; नीचे की ओर ढलान वाली मिट्टी मध्यम रूप से संक्षारक होती है; मध्य ढलान और प्राकृतिक ढलान पर मिट्टी की संक्षारणशीलता अपेक्षाकृत कम होती है।
ऊपरी ढलान की मृदा प्रतिरोधकता ढलान के अन्य भागों की तुलना में काफी कम है, जिसका कारण वर्षा से होने वाला अपरदन हो सकता है। ऊपरी ढलान की ऊपरी मिट्टी पानी के साथ बहकर मध्य ढलान पर आ जाती है, जिससे ऊपरी ढलान पर लगी धातु की ढलान सुरक्षा जाल ऊपरी मिट्टी के करीब आ जाती है। कुछ धातु की जालियाँ खुली हुई थीं और कुछ हवा में लटकी हुई थीं (चित्र 1)। मृदा प्रतिरोधकता का मापन स्थल पर किया गया; पाइलों के बीच की दूरी 3 मीटर थी; पाइलों को गाड़ने की गहराई 15 सेंटीमीटर से कम थी। खुली धातु की जालियाँ और उखड़ी हुई जंग मापन परिणामों को प्रभावित कर सकती हैं। इसलिए, केवल मृदा प्रतिरोधकता सूचकांक के आधार पर मृदा संक्षारण का मूल्यांकन करना विश्वसनीय नहीं है। संक्षारण के व्यापक मूल्यांकन में, ऊपरी ढलान की मृदा प्रतिरोधकता पर विचार नहीं किया जाता है।
सिचुआन क्षेत्र में उच्च सापेक्ष आर्द्रता और बारहमासी नम हवा के कारण, हवा के संपर्क में आने वाली धातु की जाली मिट्टी में दबी धातु की जाली की तुलना में अधिक तेजी से खराब हो जाती है।39 हवा के संपर्क में आने से तार की जाली का जीवनकाल कम हो सकता है, जिससे ऊपर की ओर की मिट्टी अस्थिर हो सकती है। मिट्टी के कटाव से पौधों, विशेषकर काष्ठीय पौधों का विकास मुश्किल हो जाता है। काष्ठीय पौधों की कमी के कारण, ऊपर की ओर जड़ प्रणाली विकसित करना और मिट्टी को मजबूत करना कठिन हो जाता है। साथ ही, पौधों की वृद्धि से मिट्टी की गुणवत्ता में सुधार होता है और उसमें ह्यूमस की मात्रा बढ़ती है, जो न केवल पानी को रोक सकता है, बल्कि जानवरों और पौधों के विकास और प्रजनन के लिए एक अच्छा वातावरण भी प्रदान करता है, जिससे मिट्टी का कटाव कम होता है। इसलिए, निर्माण के शुरुआती चरण में, ऊपर की ओर अधिक काष्ठीय बीज बोए जाने चाहिए, और लगातार जल-अवशोषक मिलाते रहना चाहिए और सुरक्षा के लिए फिल्म से ढक देना चाहिए, ताकि बारिश के पानी से ऊपर की ओर की मिट्टी का कटाव कम हो सके।
तीन-स्तरीय ढलान पर ढलान सुरक्षा जाल के क्षरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक संक्षारण क्षमता है, और इसका सबसे अधिक प्रभाव ऊपर की ओर ढलान पर पड़ता है (तालिका 2)। सामान्य परिस्थितियों में, किसी दिए गए वातावरण में संक्षारण क्षमता में अधिक परिवर्तन नहीं होता है। आवारा धाराओं के कारण एक उल्लेखनीय परिवर्तन हो सकता है। आवारा धाराएँ उन धाराओं को संदर्भित करती हैं जो सार्वजनिक परिवहन प्रणाली का उपयोग करते समय सड़क और मिट्टी में रिसती हैं (40, 41, 42)। परिवहन प्रणाली के विकास के साथ, हमारे देश की रेल परिवहन प्रणाली ने बड़े पैमाने पर विद्युतीकरण प्राप्त कर लिया है, और विद्युतीकृत रेलवे से प्रत्यक्ष धारा रिसाव के कारण दबी हुई धातुओं के क्षरण को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। वर्तमान में, मिट्टी की विभव प्रवणता का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि मिट्टी में आवारा धारा गड़बड़ी है या नहीं। जब सतह की मिट्टी की विभव प्रवणता 0.5 mV/m से कम होती है, तो आवारा धारा कम होती है; जब विभव प्रवणता 0.5 mV/m से 5.0 mV/m की सीमा में होती है, तो आवारा धारा मध्यम होती है; जब विभव प्रवणता 5.0 mV/m से अधिक होती है, तो आवारा धारा का स्तर उच्च होता है। मध्य ढलान, ऊपर की ओर ढलान और नीचे की ओर ढलान की विभव प्रवणता (पूर्व-पश्चिम) की परिवर्तनशील सीमा चित्र 3 में दर्शाई गई है। परिवर्तनशील सीमा के संदर्भ में, मध्य ढलान की पूर्व-पश्चिम और उत्तर-दक्षिण दिशाओं में मध्यम आवारा धाराएँ पाई जाती हैं। इसलिए, आवारा धारा मध्य ढलान और नीचे की ओर ढलान पर धातु की जालियों के क्षरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, विशेषकर मध्य ढलान पर।
सामान्यतः, 400 mV से अधिक मृदा रेडॉक्स विभव (Eh) ऑक्सीकरण क्षमता को दर्शाता है, 0-200 mV से अधिक मध्यम अपचायक क्षमता को और 0 mV से कम उच्च अपचायक क्षमता को दर्शाता है। मृदा रेडॉक्स विभव जितना कम होगा, धातुओं के प्रति मृदा सूक्ष्मजीवों की संक्षारण क्षमता उतनी ही अधिक होगी।44 रेडॉक्स विभव से मृदा सूक्ष्मजीव संक्षारण की प्रवृत्ति का अनुमान लगाया जा सकता है। अध्ययन में पाया गया कि तीनों ढलानों की मृदा रेडॉक्स विभव 500 mV से अधिक थी, और संक्षारण का स्तर बहुत कम था। इससे पता चलता है कि ढलान वाली भूमि की मृदा वातन स्थिति अच्छी है, जो मृदा में अवायवीय सूक्ष्मजीवों के संक्षारण के लिए अनुकूल नहीं है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि मिट्टी के pH का मिट्टी के कटाव पर स्पष्ट प्रभाव पड़ता है। pH मान में उतार-चढ़ाव के साथ, धातु सामग्री की संक्षारण दर काफी प्रभावित होती है। मिट्टी का pH क्षेत्र और मिट्टी में मौजूद सूक्ष्मजीवों से घनिष्ठ रूप से संबंधित है45,46,47। सामान्यतः, थोड़ी क्षारीय मिट्टी में धातु सामग्री के संक्षारण पर मिट्टी के pH का प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है। तीनों रेलवे ढलानों की मिट्टी क्षारीय है, इसलिए धातु की जाली के संक्षारण पर pH का प्रभाव नगण्य है।
जैसा कि तालिका 3 से देखा जा सकता है, सहसंबंध विश्लेषण से पता चलता है कि रेडॉक्स क्षमता और ढलान की स्थिति महत्वपूर्ण रूप से सकारात्मक रूप से सहसंबंधित हैं (R2 = 0.858), संक्षारण क्षमता और संभावित प्रवणता (SN) महत्वपूर्ण रूप से सकारात्मक रूप से सहसंबंधित हैं (R2 = 0.755), और रेडॉक्स क्षमता और संभावित प्रवणता (SN) महत्वपूर्ण रूप से सकारात्मक रूप से सहसंबंधित हैं (R2 = 0.755)। विभव और pH के बीच एक महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध था (R2 = -0.724)। ढलान की स्थिति का रेडॉक्स विभव के साथ महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध था। यह दर्शाता है कि विभिन्न ढलान स्थितियों के सूक्ष्म वातावरण में अंतर हैं, और मृदा सूक्ष्मजीव रेडॉक्स विभव से निकटता से संबंधित हैं48, 49, 50। रेडॉक्स विभव का pH के साथ महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध था51,52। यह संबंध इंगित करता है कि मृदा रेडॉक्स प्रक्रिया के दौरान pH और Eh मान हमेशा एक साथ नहीं बदलते, बल्कि उनके बीच एक नकारात्मक रैखिक संबंध होता है। धातु संक्षारण विभव इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करने और खोने की सापेक्ष क्षमता को दर्शाता है। यद्यपि संक्षारण विभव का विभव प्रवणता (SN) के साथ महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध था, फिर भी विभव प्रवणता धातु द्वारा इलेक्ट्रॉनों के आसानी से खोने के कारण हो सकती है।
मिट्टी में घुलनशील लवणों की कुल मात्रा मिट्टी की संक्षारकता से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। सामान्यतः, मिट्टी की लवणता जितनी अधिक होगी, मिट्टी की प्रतिरोधकता उतनी ही कम होगी, जिससे मिट्टी का प्रतिरोध बढ़ जाएगा। मिट्टी के इलेक्ट्रोलाइट्स में, न केवल आयन और उनकी विभिन्न श्रेणियां होती हैं, बल्कि संक्षारण को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक कार्बोनेट, क्लोराइड और सल्फेट भी होते हैं। इसके अतिरिक्त, मिट्टी में घुलनशील लवणों की कुल मात्रा अन्य कारकों के प्रभाव के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से संक्षारण को प्रभावित करती है, जैसे कि धातुओं में इलेक्ट्रोड विभव का प्रभाव और मिट्टी में ऑक्सीजन की घुलनशीलता53।
मिट्टी में घुलनशील लवण-विघटित आयनों का अधिकांश भाग विद्युत रासायनिक अभिक्रियाओं में प्रत्यक्ष रूप से भाग नहीं लेता, लेकिन मिट्टी की प्रतिरोधकता के माध्यम से धातु के क्षरण को प्रभावित करता है। मिट्टी की लवणता जितनी अधिक होगी, मिट्टी की चालकता उतनी ही अधिक होगी और मिट्टी का कटाव भी उतना ही तीव्र होगा। प्राकृतिक ढलानों की मिट्टी की लवणता रेलवे ढलानों की तुलना में काफी अधिक होती है, जिसका कारण यह हो सकता है कि प्राकृतिक ढलान वनस्पति से भरपूर होते हैं, जो मिट्टी और जल संरक्षण के लिए अनुकूल है। एक अन्य कारण यह हो सकता है कि प्राकृतिक ढलानों में परिपक्व मिट्टी निर्माण प्रक्रिया (चट्टानों के अपक्षय से निर्मित मिट्टी का मूल पदार्थ) हो चुकी है, जबकि रेलवे ढलान की मिट्टी "कृत्रिम मिट्टी" के मैट्रिक्स के रूप में कुचले हुए पत्थर के टुकड़ों से बनी होती है और इसमें पर्याप्त मिट्टी निर्माण प्रक्रिया नहीं हुई है। खनिज मुक्त नहीं हुए। इसके अतिरिक्त, प्राकृतिक ढलानों की गहरी मिट्टी में मौजूद लवण आयन सतही वाष्पीकरण के दौरान केशिका क्रिया द्वारा ऊपर उठे और सतही मिट्टी में जमा हो गए, जिसके परिणामस्वरूप सतही मिट्टी में लवण आयनों की मात्रा बढ़ गई। रेलवे ढलान की मिट्टी की मोटाई 20 सेंटीमीटर से कम है, जिसके कारण ऊपरी मिट्टी गहरी मिट्टी से लवण की पूर्ति करने में असमर्थ है।
धनात्मक आयन (जैसे K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, आदि) मृदा संक्षारण पर कम प्रभाव डालते हैं, जबकि ऋणायन संक्षारण की विद्युतरासायनिक प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और धातु संक्षारण पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। Cl− एनोड के संक्षारण को तेज कर सकता है और सबसे संक्षारक ऋणायन है; Cl− की मात्रा जितनी अधिक होगी, मृदा संक्षारण उतना ही अधिक होगा। SO42− न केवल इस्पात के संक्षारण को बढ़ावा देता है, बल्कि कुछ कंक्रीट सामग्री में भी संक्षारण का कारण बनता है54। यह लोहे को भी संक्षारित करता है। अम्लीय मृदा प्रयोगों की एक श्रृंखला में, संक्षारण की दर मृदा अम्लता के समानुपाती पाई गई55। क्लोराइड और सल्फेट घुलनशील लवणों के मुख्य घटक हैं, जो धातुओं के कैविटेशन को सीधे तेज कर सकते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि क्षारीय मृदा में कार्बन स्टील के संक्षारण भार में कमी क्लोराइड और सल्फेट आयनों के योग के लगभग समानुपाती होती है56,57। ली एट अल. पाया गया कि SO42- संक्षारण में बाधा डाल सकता है, लेकिन पहले से बने संक्षारण गड्ढों के विकास को बढ़ावा दे सकता है58।
मिट्टी की संक्षारण क्षमता के मूल्यांकन मानक और परीक्षण परिणामों के अनुसार, प्रत्येक ढलान वाली मिट्टी के नमूने में क्लोराइड आयन की मात्रा 100 मिलीग्राम/किलोग्राम से अधिक थी, जो मिट्टी की तीव्र संक्षारण क्षमता को दर्शाती है। ऊपर और नीचे दोनों ढलानों में सल्फेट आयन की मात्रा 200 मिलीग्राम/किलोग्राम से अधिक और 500 मिलीग्राम/किलोग्राम से कम थी, और मिट्टी मध्यम रूप से संक्षारित थी। मध्य ढलान में सल्फेट आयन की मात्रा 200 मिलीग्राम/किलोग्राम से कम है, और मिट्टी का संक्षारण कमजोर है। जब मिट्टी में सल्फेट आयन की सांद्रता अधिक होती है, तो यह अभिक्रिया में भाग लेकर धातु के इलेक्ट्रोड की सतह पर संक्षारण परत उत्पन्न करती है, जिससे संक्षारण अभिक्रिया धीमी हो जाती है। सांद्रता बढ़ने पर, परत अचानक टूट सकती है, जिससे संक्षारण की दर बहुत बढ़ जाती है; सांद्रता लगातार बढ़ने पर, संक्षारण परत धातु के इलेक्ट्रोड की सतह को ढक लेती है, और संक्षारण की दर फिर से धीमी होने लगती है। अध्ययन में पाया गया कि मिट्टी में सल्फेट आयन की मात्रा कम थी, इसलिए इसका संक्षारण पर बहुत कम प्रभाव पड़ा।
तालिका 4 के अनुसार, ढलान और मिट्टी के आयनों के बीच सहसंबंध ने दिखाया कि ढलान और क्लोराइड आयनों के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (R2 = 0.836) और ढलान और कुल घुलनशील लवणों के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (R2 = 0.742) था।
इससे पता चलता है कि सतही अपवाह और मृदा अपरदन मृदा में कुल घुलनशील लवणों में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। कुल घुलनशील लवणों और क्लोराइड आयनों के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध पाया गया, जिसका कारण यह हो सकता है कि कुल घुलनशील लवण क्लोराइड आयनों का भंडार होते हैं, और कुल घुलनशील लवणों की मात्रा मृदा विलयनों में क्लोराइड आयनों की मात्रा निर्धारित करती है। अतः, हम यह जान सकते हैं कि ढलान में अंतर धातु की जाली वाले भाग के गंभीर क्षरण का कारण बन सकता है।
कार्बनिक पदार्थ, कुल नाइट्रोजन, उपलब्ध नाइट्रोजन, उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम मिट्टी के मूलभूत पोषक तत्व हैं, जो मिट्टी की गुणवत्ता और जड़ तंत्र द्वारा पोषक तत्वों के अवशोषण को प्रभावित करते हैं। मिट्टी के पोषक तत्व मिट्टी में सूक्ष्मजीवों को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक हैं, इसलिए यह अध्ययन करना महत्वपूर्ण है कि क्या मिट्टी के पोषक तत्वों और धातु के क्षरण के बीच कोई संबंध है। सुइयु रेलवे का निर्माण 2003 में पूरा हुआ था, जिसका अर्थ है कि कृत्रिम मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का संचय केवल 9 वर्षों में हुआ है। कृत्रिम मिट्टी की विशिष्टता के कारण, कृत्रिम मिट्टी में मौजूद पोषक तत्वों को अच्छी तरह से समझना आवश्यक है।
शोध से पता चलता है कि संपूर्ण मृदा निर्माण प्रक्रिया के बाद प्राकृतिक ढलान वाली मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा सबसे अधिक होती है। निम्न ढलान वाली मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा सबसे कम थी। अपक्षय और सतही अपवाह के प्रभाव से, मृदा पोषक तत्व मध्य ढलान और निचले ढलान पर जमा हो जाते हैं, जिससे ह्यूमस की एक मोटी परत बन जाती है। हालांकि, निम्न ढलान वाली मिट्टी के छोटे कणों और कम स्थिरता के कारण, सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थ आसानी से विघटित हो जाते हैं। सर्वेक्षण में पाया गया कि मध्य ढलान और निचले ढलान पर वनस्पति का आवरण और विविधता अधिक थी, लेकिन समरूपता कम थी, जिससे सतही पोषक तत्वों का असमान वितरण हो सकता है। ह्यूमस की मोटी परत जल को रोककर रखती है और मृदा जीव सक्रिय रहते हैं। यह सब मृदा में कार्बनिक पदार्थों के विघटन को तेज करता है।
रेलवे की ऊपरी, मध्य और निचली ढलानों में क्षार-जलीकृत नाइट्रोजन की मात्रा प्राकृतिक ढलान की तुलना में अधिक थी, जो यह दर्शाता है कि रेलवे ढलान में कार्बनिक नाइट्रोजन के खनिजीकरण की दर प्राकृतिक ढलान की तुलना में काफी अधिक थी। कण जितने छोटे होते हैं, मिट्टी की संरचना उतनी ही अस्थिर होती है, सूक्ष्मजीवों के लिए कार्बनिक पदार्थों को विघटित करना उतना ही आसान होता है, और खनिजीकृत कार्बनिक नाइट्रोजन का भंडार उतना ही अधिक होता है।60,61 अध्ययन के परिणामों के अनुरूप, रेलवे ढलानों की मिट्टी में छोटे कणों के समूह की मात्रा प्राकृतिक ढलानों की तुलना में काफी अधिक थी। इसलिए, रेलवे ढलान की मिट्टी में उर्वरक, कार्बनिक पदार्थ और नाइट्रोजन की मात्रा बढ़ाने और मिट्टी के सतत उपयोग में सुधार के लिए उचित उपाय किए जाने चाहिए। सतही अपवाह के कारण उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम की बर्बादी रेलवे ढलान की कुल हानि का 77.27% से 99.79% तक थी। सतही अपवाह ढलान में उपलब्ध पोषक तत्वों की हानि का मुख्य कारण हो सकता है। मिट्टी63,64,65.
तालिका 4 में दर्शाए अनुसार, ढलान की स्थिति और उपलब्ध फास्फोरस के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (R2=0.948) था, और ढलान की स्थिति और उपलब्ध पोटेशियम के बीच भी यही सहसंबंध (R2=0.898) था। इससे पता चलता है कि ढलान की स्थिति मिट्टी में उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम की मात्रा को प्रभावित करती है।
ढलान मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा और नाइट्रोजन संवर्धन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है66, और ढलान जितना कम होगा, संवर्धन दर उतनी ही अधिक होगी। मिट्टी में पोषक तत्वों के संवर्धन के लिए, पोषक तत्वों की हानि कम हो गई, और मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा और कुल नाइट्रोजन संवर्धन पर ढलान की स्थिति का प्रभाव स्पष्ट नहीं था। विभिन्न ढलानों पर विभिन्न प्रकार और संख्या में पौधों की जड़ों द्वारा स्रावित कार्बनिक अम्ल भिन्न होते हैं। कार्बनिक अम्ल मिट्टी में उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम के स्थिरीकरण के लिए लाभकारी होते हैं। इसलिए, ढलान की स्थिति और उपलब्ध फास्फोरस के बीच, और ढलान की स्थिति और उपलब्ध पोटेशियम के बीच महत्वपूर्ण सहसंबंध पाया गया।
मृदा पोषक तत्वों और मृदा क्षरण के बीच संबंध को स्पष्ट करने के लिए, सहसंबंध का विश्लेषण करना आवश्यक है। जैसा कि तालिका 5 में दर्शाया गया है, रेडॉक्स विभव उपलब्ध नाइट्रोजन (R² = -0.845) के साथ महत्वपूर्ण रूप से नकारात्मक रूप से सहसंबंधित है और उपलब्ध फास्फोरस (R² = 0.842) और उपलब्ध पोटेशियम (R² = 0.980) के साथ महत्वपूर्ण रूप से सकारात्मक रूप से सहसंबंधित है। रेडॉक्स विभव रेडॉक्स की गुणवत्ता को दर्शाता है, जो आमतौर पर मृदा के कुछ भौतिक और रासायनिक गुणों से प्रभावित होता है, और फिर मृदा के कई गुणों को प्रभावित करता है। इसलिए, यह मृदा पोषक तत्व परिवर्तन की दिशा निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है।67 विभिन्न रेडॉक्स गुणवत्ता पोषक तत्वों की विभिन्न अवस्थाओं और उपलब्धता का परिणाम हो सकती है। इसलिए, रेडॉक्स विभव का उपलब्ध नाइट्रोजन, उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम के साथ महत्वपूर्ण सहसंबंध है।
धातु के गुणों के अलावा, संक्षारण क्षमता मिट्टी के गुणों से भी संबंधित है। संक्षारण क्षमता कार्बनिक पदार्थ के साथ महत्वपूर्ण रूप से नकारात्मक रूप से सहसंबंधित थी, जो दर्शाता है कि कार्बनिक पदार्थ का संक्षारण क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसके अतिरिक्त, कार्बनिक पदार्थ विभव प्रवणता (SN) (R2=-0.713) और सल्फेट आयन (R2=-0.671) के साथ भी महत्वपूर्ण रूप से नकारात्मक रूप से सहसंबंधित था, जो दर्शाता है कि कार्बनिक पदार्थ की मात्रा भी विभव प्रवणता (SN) और सल्फेट आयन को प्रभावित करती है। मिट्टी के pH और उपलब्ध पोटेशियम के बीच एक महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध था (R2 = -0.728)।
उपलब्ध नाइट्रोजन का कुल घुलनशील लवणों और क्लोराइड आयनों के साथ महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध था, जबकि उपलब्ध फास्फोरस और उपलब्ध पोटेशियम का कुल घुलनशील लवणों और क्लोराइड आयनों के साथ महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध था। इससे पता चलता है कि उपलब्ध पोषक तत्व की मात्रा मिट्टी में कुल घुलनशील लवणों और क्लोराइड आयनों की मात्रा को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, और मिट्टी में मौजूद आयन उपलब्ध पोषक तत्वों के संचय और आपूर्ति के लिए अनुकूल नहीं होते हैं। कुल नाइट्रोजन का सल्फेट आयन के साथ महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध था, और बाइकार्बोनेट के साथ महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध था, जिससे पता चलता है कि कुल नाइट्रोजन का सल्फेट और बाइकार्बोनेट की मात्रा पर प्रभाव पड़ता है। पौधों को सल्फेट और बाइकार्बोनेट आयनों की बहुत कम आवश्यकता होती है, इसलिए इनमें से अधिकांश मिट्टी में मुक्त रूप से मौजूद होते हैं या मिट्टी के कणों द्वारा अवशोषित हो जाते हैं। बाइकार्बोनेट आयन मिट्टी में नाइट्रोजन के संचय को बढ़ावा देते हैं, जबकि सल्फेट आयन मिट्टी में नाइट्रोजन की उपलब्धता को कम करते हैं। इसलिए, मिट्टी में उपलब्ध नाइट्रोजन और ह्यूमस की मात्रा को उचित रूप से बढ़ाना मिट्टी की संक्षारणशीलता को कम करने के लिए लाभकारी है।
मिट्टी एक जटिल संरचना और गुणों वाली प्रणाली है। मिट्टी की संक्षारणशीलता कई कारकों की सहक्रियात्मक क्रिया का परिणाम है। इसलिए, मिट्टी की संक्षारणशीलता का मूल्यांकन करने के लिए आमतौर पर एक व्यापक मूल्यांकन विधि का उपयोग किया जाता है। "भू-तकनीकी अभियांत्रिकी जांच संहिता" (GB50021-94) और चीन मृदा संक्षारण परीक्षण नेटवर्क की परीक्षण विधियों के संदर्भ में, निम्नलिखित मानकों के अनुसार मिट्टी के संक्षारण स्तर का व्यापक मूल्यांकन किया जा सकता है: (1) यदि केवल कमजोर संक्षारण है, तो इसे कमजोर संक्षारण माना जाता है, यदि मध्यम या तीव्र संक्षारण नहीं है; (2) यदि तीव्र संक्षारण नहीं है, तो इसे मध्यम संक्षारण माना जाता है; (3) यदि एक या दो स्थानों पर तीव्र संक्षारण है, तो इसे तीव्र संक्षारण माना जाता है; (4) यदि 3 या अधिक स्थानों पर तीव्र संक्षारण है, तो इसे तीव्र संक्षारण या गंभीर संक्षारण माना जाता है।
मिट्टी की प्रतिरोधकता, रेडॉक्स क्षमता, जल की मात्रा, लवण की मात्रा, पीएच मान और Cl- तथा SO42- की मात्रा के आधार पर, विभिन्न ढलानों पर मिट्टी के नमूनों के संक्षारण स्तर का व्यापक मूल्यांकन किया गया। शोध परिणामों से पता चलता है कि सभी ढलानों पर पाई जाने वाली मिट्टी अत्यधिक संक्षारक है।
ढलान सुरक्षा जाल के क्षरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक संक्षारण क्षमता है। तीनों ढलानों की संक्षारण क्षमता -200 मिलीवोल्ट से कम है, जिसका ऊपरी ढलान पर स्थित धातु की जाली के क्षरण पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। विभव प्रवणता का उपयोग मृदा में आवारा धारा की मात्रा का आकलन करने के लिए किया जा सकता है। आवारा धारा मध्य ढलानों और ऊपरी ढलानों पर धातु की जाली के क्षरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, विशेष रूप से मध्य ढलानों पर। ऊपरी, मध्य और निचली ढलानों की मृदा में कुल घुलनशील लवण की मात्रा 500 मिलीग्राम/किलोग्राम से अधिक थी, और ढलान सुरक्षा जाल पर क्षरण का प्रभाव मध्यम था। मृदा में जल की मात्रा मध्य ढलान और निचले ढलानों पर धातु की जालियों के क्षरण को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, और ढलान सुरक्षा जालियों के क्षरण पर इसका अधिक प्रभाव पड़ता है। पोषक तत्व मध्य ढलान की मृदा में सबसे अधिक मात्रा में पाए जाते हैं, जो यह दर्शाता है कि यहाँ सूक्ष्मजीवों की सक्रियता अधिक है और पौधों की वृद्धि तीव्र है।
शोध से पता चलता है कि तीनों ढलानों पर मृदा क्षरण को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक संक्षारण क्षमता, विभव प्रवणता, कुल घुलनशील लवण की मात्रा और जल की मात्रा हैं, और मृदा क्षरणशीलता को तीव्र श्रेणी में रखा गया है। मध्य ढलान पर ढलान सुरक्षा जाल का क्षरण सबसे गंभीर है, जो रेलवे ढलान सुरक्षा जाल के संक्षारण-रोधी डिजाइन के लिए एक संदर्भ प्रदान करता है। उपलब्ध नाइट्रोजन और जैविक उर्वरक का उचित मात्रा में प्रयोग मृदा क्षरण को कम करने, पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने और अंततः ढलान को स्थिर करने में लाभकारी है।
इस लेख को कैसे उद्धृत करें: चेन, जे. एट अल. चीनी रेलवे लाइन के साथ चट्टान ढलान नेटवर्क के क्षरण पर मिट्टी की संरचना और इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के प्रभाव। विज्ञान.रेप. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015)।
लिन, वाईएल और यांग, जीएल भूकंप उत्तेजना के तहत रेलवे सबग्रेड ढलानों की गतिशील विशेषताएं। प्राकृतिक आपदा। 69, 219-235 (2013)।
सुई वांग, जे. एट अल. सिचुआन प्रांत के वेनचुआन भूकंप प्रभावित क्षेत्र में राजमार्गों की विशिष्ट भूकंप क्षति का विश्लेषण [जे]. चाइनीज जर्नल ऑफ रॉक मैकेनिक्स एंड इंजीनियरिंग. 28, 1250–1260 (2009).
वेइलिन, जेड., ज़ेन्यू, एल. और जिनसोंग, जे. वेनचुआन भूकंप में राजमार्ग पुलों का भूकंपीय क्षति विश्लेषण और प्रतिउपाय। चाइनीज जर्नल ऑफ रॉक मैकेनिक्स एंड इंजीनियरिंग। 28, 1377-1387 (2009)।
लिन, सी.डब्ल्यू., लियू, एस.एच., ली, एस.वाई. और लियू, सी.सी. मध्य ताइवान में बाद की बारिश से प्रेरित भूस्खलन पर चिची भूकंप का प्रभाव। इंजीनियरिंग भूविज्ञान। 86, 87-101 (2006)।
कोइ, टी. एट अल. पर्वतीय जलक्षेत्र में भूकंप-प्रेरित भूस्खलन के तलछट उत्पादन पर दीर्घकालिक प्रभाव: तंजावा क्षेत्र, जापान. भू-आकृति विज्ञान.101, 692–702 (2008).
होंगशुआई, एल., जिंगशान, बी. और डेडोंग, एल. भू-तकनीकी ढलानों के भूकंपीय स्थिरता विश्लेषण पर शोध की समीक्षा। भूकंप इंजीनियरिंग और इंजीनियरिंग कंपन। 25, 164-171 (2005)।
युए पिंग, सिचुआन में वेनचुआन भूकंप के कारण उत्पन्न भूवैज्ञानिक खतरों पर शोध। जर्नल ऑफ इंजीनियरिंग जियोलॉजी 4, 7-12 (2008)।
अली, एफ. वनस्पति के साथ ढलान संरक्षण: कुछ उष्णकटिबंधीय पौधों की जड़ यांत्रिकी। इंटरनेशनल जर्नल ऑफ फिजिकल साइंसेज। 5, 496-506 (2010)।
ताक्यु, एम., ऐबा, एस.आई. और कितायामा, के. माउंट किनाबालू, बोर्नियो में विभिन्न भूवैज्ञानिक स्थितियों के तहत उष्णकटिबंधीय निम्न पर्वतीय वनों पर स्थलाकृतिक प्रभाव। प्लांट इकोलॉजी। 159, 35-49 (2002)।
स्टोक्स, ए. एट अल. प्राकृतिक और इंजीनियर ढलानों को भूस्खलन से बचाने के लिए आदर्श पौधे की जड़ की विशेषताएं। पौधे और मिट्टी, 324, 1-30 (2009)।
डी बेट्स, एस., पोसेन, जे., गिसेल्स, जी. और नैपेन, ए. केंद्रित प्रवाह के दौरान ऊपरी मिट्टी की अपरदनशीलता पर घास की जड़ों का प्रभाव। जियोमॉर्फोलॉजी 76, 54-67 (2006)।