Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझरच्या आवृत्तीमध्ये CSS साठी मर्यादित समर्थन आहे. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमधील कंपॅटिबिलिटी मोड बंद करा). यादरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही ही साइट स्टाईल्स आणि जावास्क्रिप्टशिवाय प्रदर्शित करू.
सुई-चोंगकिंग रेल्वे उताराला संशोधनाचा विषय मानून, मातीची रोधकता, मातीचे विद्युत-रसायनशास्त्र (गंजण्याची क्षमता, रेडॉक्स क्षमता, संभाव्य प्रवणता आणि pH), मातीतील ऋणायन (एकूण विद्राव्य क्षार, Cl-, SO42- आणि) आणि मातीतील पोषण (आर्द्रता, सेंद्रिय पदार्थ, एकूण नायट्रोजन, अल्कली-जलविघटित नायट्रोजन, उपलब्ध फॉस्फरस, उपलब्ध पोटॅशियम) यांचे वेगवेगळ्या उतारांखाली, कृत्रिम मातीच्या वैयक्तिक आणि व्यापक निर्देशकांनुसार गंजण्याच्या प्रमाणाचे मूल्यांकन केले जाते. इतर घटकांच्या तुलनेत, उतारावरील संरक्षण जाळीच्या गंजण्यावर पाण्याचा सर्वात जास्त प्रभाव पडतो, त्यानंतर ऋणायनांच्या प्रमाणाचा प्रभाव पडतो. एकूण विद्राव्य क्षारांचा उतारावरील संरक्षण जाळीच्या गंजण्यावर मध्यम परिणाम होतो आणि भटक्या प्रवाहाचाही उतारावरील संरक्षण जाळीच्या गंजण्यावर मध्यम परिणाम होतो. मातीच्या नमुन्यांच्या गंजण्याच्या प्रमाणाचे व्यापकपणे मूल्यांकन केले असता, वरच्या उतारावर गंज मध्यम, तर मधल्या आणि खालच्या उतारांवर गंज तीव्र असल्याचे दिसून आले. मातीतील सेंद्रिय पदार्थांचा संभाव्य प्रवणतेशी लक्षणीय सहसंबंध होता. उपलब्ध नायट्रोजन, उपलब्ध पोटॅशियम आणि उपलब्ध फॉस्फरस यांचा ऋणायनांशी लक्षणीय सहसंबंध होता. जमिनीतील पोषक तत्वांचा संबंध उताराच्या प्रकाराशी अप्रत्यक्ष असतो.
रेल्वेमार्ग, महामार्ग आणि जलसंधारण सुविधा बांधताना, डोंगर खोदणे अनेकदा अपरिहार्य असते. नैऋत्येकडील पर्वतांमुळे, चीनच्या रेल्वे बांधकामासाठी मोठ्या प्रमाणात डोंगर खोदण्याची आवश्यकता असते. यामुळे मूळ माती आणि वनस्पती नष्ट होतात, आणि उघडे खडकाळ उतार तयार होतात. या परिस्थितीमुळे भूस्खलन आणि जमिनीची धूप होते, ज्यामुळे रेल्वे वाहतुकीच्या सुरक्षिततेला धोका निर्माण होतो. भूस्खलन हे रस्ते वाहतुकीसाठी वाईट आहे, विशेषतः १२ मे २००८ च्या वेनचुआन भूकंपानंतर. भूस्खलन ही एक व्यापक आणि गंभीर भूकंपीय आपत्ती बनली आहे. सिचुआन प्रांतातील ४,२४३ किलोमीटरच्या प्रमुख महामार्गांच्या २००८ च्या मूल्यांकनात, रस्त्याच्या तळावर आणि उताराच्या संरक्षक भिंतींवर १,७३६ गंभीर भूकंपीय आपत्त्या आढळल्या, जे मूल्यांकनाच्या एकूण लांबीच्या ३९.७६% होते. रस्त्याच्या नुकसानीमुळे झालेले थेट आर्थिक नुकसान ५८ अब्ज युआनपेक्षा जास्त होते²,³. जागतिक उदाहरणे दर्शवतात की भूकंपानंतरचे भू-संकट किमान १० वर्षे (तैवान भूकंप) आणि अगदी ४०-५० वर्षांपर्यंत (जपानमधील कांटो भूकंप) टिकू शकतात⁴,⁵. भूकंपाच्या धोक्यावर परिणाम करणारा मुख्य घटक म्हणजे रस्त्याचा उतार⁶,⁷. त्यामुळे, रस्त्याचा उतार राखणे आणि त्याची स्थिरता मजबूत करणे आवश्यक आहे. उताराचे संरक्षण आणि पर्यावरणीय भूदृश्य पुनर्संचयनामध्ये वनस्पती एक अपरिहार्य भूमिका बजावतात⁸. सामान्य मातीच्या उतारांच्या तुलनेत, खडकाळ उतारांवर सेंद्रिय पदार्थ, नायट्रोजन, फॉस्फरस आणि पोटॅशियम यांसारख्या पोषक घटकांचा संचय नसतो आणि वनस्पतींच्या वाढीसाठी आवश्यक असलेले मातीचे वातावरणही नसते. मोठा उतार आणि पावसाची धूप यांसारख्या घटकांमुळे, उताराचे नुकसान होते. माती सहजपणे वाहून जाते. उतारावरील वातावरण खडतर असते, वनस्पतींच्या वाढीसाठी आवश्यक परिस्थितीचा अभाव असतो आणि उतारावरील मातीमध्ये आधारभूत स्थिरतेचा अभाव असतो. उताराचे संरक्षण करण्यासाठी माती झाकण्याकरिता बेस मटेरियलने उतारावर फवारणी करणे, हे माझ्या देशात सामान्यपणे वापरले जाणारे उताराच्या पर्यावरणीय पुनर्संचयनाचे तंत्रज्ञान आहे. फवारणीसाठी वापरली जाणारी कृत्रिम माती ही खडी, शेतजमिनीची माती, पेंढा, मिश्र खत, पाणी धरून ठेवणारे घटक आणि चिकट पदार्थ (सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या चिकट पदार्थांमध्ये पोर्टलँड सिमेंट, सेंद्रिय गोंद आणि डांबर इमल्सीफायर यांचा समावेश होतो) यांच्या विशिष्ट प्रमाणात बनलेली असते. तांत्रिक प्रक्रिया अशी आहे: प्रथम खडकावर काटेरी तार पसरवली जाते, नंतर रिव्हेट्स आणि अँकर बोल्ट्सने काटेरी तार घट्ट केली जाते आणि शेवटी एका विशेष फवारणी यंत्राने उतारावर बियाणे असलेली कृत्रिम माती फवारली जाते. पूर्णपणे गॅल्व्हनाइज्ड केलेली १४# हिऱ्याच्या आकाराची धातूची जाळी बहुतेकदा वापरली जाते, जिचे जाळीचे मानक ५ सेमी × ५ सेमी आणि व्यास २ मिमी असतो. धातूच्या जाळीमुळे मातीच्या मॅट्रिक्सला खडकाच्या पृष्ठभागावर एक टिकाऊ अखंड थर तयार करता येतो. धातूची जाळी मातीत गंजते, कारण माती स्वतःच इलेक्ट्रोलाइट आणि क्षरणाची तीव्रता मातीच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. मातीमुळे होणाऱ्या धातूच्या जाळीच्या क्षरणाचे मूल्यांकन करण्यासाठी आणि भूस्खलनाचा धोका टाळण्यासाठी मातीच्या क्षरण घटकांचे मूल्यांकन करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
वनस्पतींची मुळे उताराचे स्थिरीकरण आणि धूप नियंत्रणात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात असे मानले जाते10,11,12,13,14. उथळ भूस्खलनापासून उतारांना स्थिर करण्यासाठी, वनस्पतींचा वापर केला जाऊ शकतो कारण वनस्पतींची मुळे मातीला घट्ट धरून भूस्खलन रोखू शकतात15,16,17. काष्ठमय वनस्पती, विशेषतः झाडे, उथळ भूस्खलन रोखण्यास मदत करतात18. वनस्पतींच्या उभ्या आणि आडव्या मुळांच्या प्रणालीद्वारे एक मजबूत संरक्षक रचना तयार होते जी मातीमध्ये मजबुती देणाऱ्या ढिगाऱ्यांप्रमाणे कार्य करते. मुळांच्या रचनेच्या नमुन्यांचा विकास जनुकांमुळे होतो आणि या प्रक्रियांमध्ये मातीचे वातावरण निर्णायक भूमिका बजावते. धातूंचे क्षरण मातीच्या वातावरणानुसार बदलते20. मातीतील धातूंच्या क्षरणाची पातळी बऱ्यापैकी जलद विरघळण्यापासून ते नगण्य परिणामापर्यंत असू शकते21. कृत्रिम माती खऱ्या "माती" पेक्षा खूप वेगळी असते. नैसर्गिक मातीची निर्मिती ही बाह्य पर्यावरण आणि विविध जीवांमध्ये लाखो वर्षांपासून होणाऱ्या आंतरक्रियांचा परिणाम आहे22,23,24. काष्ठमय वनस्पती एक स्थिर मूळ प्रणाली आणि परिसंस्था तयार करण्यापूर्वी, धातूची जाळी एकत्रित केली जाते की नाही. खडकाळ उतार आणि कृत्रिम मातीसह सुरक्षितपणे कार्य करणे हे नैसर्गिक अर्थव्यवस्थेचा विकास, जीवनाची सुरक्षितता आणि पर्यावरणीय सुधारणेशी थेट संबंधित आहे.
तथापि, धातूंच्या क्षरणामुळे मोठे नुकसान होऊ शकते. १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला चीनमध्ये रासायनिक यंत्रसामग्री आणि इतर उद्योगांवर केलेल्या सर्वेक्षणानुसार, धातूंच्या क्षरणामुळे होणारे नुकसान एकूण उत्पादन मूल्याच्या ४% होते. त्यामुळे, किफायतशीर बांधकामासाठी क्षरणाच्या यंत्रणेचा अभ्यास करणे आणि संरक्षणात्मक उपाययोजना करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. माती ही वायू, द्रव, घन आणि सूक्ष्मजीवांची एक जटिल प्रणाली आहे. सूक्ष्मजैविक चयापचय पदार्थांमुळे पदार्थांचे क्षरण होऊ शकते आणि भटक्या प्रवाहामुळे देखील क्षरण होऊ शकते. त्यामुळे, मातीत गाडलेल्या धातूंचे क्षरण रोखणे महत्त्वाचे आहे. सध्या, गाडलेल्या धातूंच्या क्षरणावरील संशोधन मुख्यत्वे (१) गाडलेल्या धातूंच्या क्षरणावर परिणाम करणारे घटक२५; (२) धातू संरक्षण पद्धती२६,२७; (३) धातूंच्या क्षरणाची तीव्रता ठरवण्याच्या पद्धती२८; वेगवेगळ्या माध्यमांमधील क्षरण यावर केंद्रित आहे. तथापि, अभ्यासातील सर्व माती नैसर्गिक होती आणि तिच्यावर पुरेशी माती निर्मिती प्रक्रिया झाली होती. तथापि, रेल्वेच्या खडकाळ उतारांच्या कृत्रिम माती क्षरणावर कोणताही अहवाल नाही.
इतर क्षरणकारी माध्यमांच्या तुलनेत, कृत्रिम मातीमध्ये अतरलता, विषमता, हंगामीपणा आणि प्रादेशिकता ही वैशिष्ट्ये आहेत. कृत्रिम मातीमधील धातूंचे क्षरण हे धातू आणि कृत्रिम माती यांच्यातील इलेक्ट्रोकेमिकल आंतरक्रियांमुळे होते. मूळ घटकांव्यतिरिक्त, धातूंच्या क्षरणाचा दर सभोवतालच्या पर्यावरणावर देखील अवलंबून असतो. विविध घटक स्वतंत्रपणे किंवा एकत्रितपणे धातूंच्या क्षरणावर परिणाम करतात, जसे की आर्द्रतेचे प्रमाण, ऑक्सिजनचे प्रमाण, एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण, ॲनायन आणि धातू आयनांचे प्रमाण, pH, मातीतील सूक्ष्मजीव30,31,32.
३० वर्षांच्या अनुभवात, खडकाळ उतारांवरील कृत्रिम माती कायमस्वरूपी कशी जतन करावी हा एक प्रश्न राहिला आहे33. मातीची धूप झाल्यामुळे, १० वर्षांच्या मानवी देखभालीनंतर काही उतारांवर झुडपे किंवा झाडे वाढू शकत नाहीत. काही ठिकाणी धातूच्या जाळीच्या पृष्ठभागावरील माती वाहून गेली. क्षरणामुळे, काही धातूच्या जाळ्यांना तडे गेले आणि त्यांच्या वरची व खालची सर्व माती नाहीशी झाली (आकृती १). सध्या, रेल्वे उतारावरील क्षरणावरील संशोधन मुख्यत्वे रेल्वे उपकेंद्राच्या अर्थिंग ग्रीडचे क्षरण, लाईट रेलमुळे निर्माण होणारे भटक्या प्रवाहामुळे होणारे क्षरण, आणि रेल्वे पूल34,35, रुळ व इतर वाहन उपकरणांचे क्षरण36 यावर केंद्रित आहे. रेल्वे उताराच्या संरक्षणात्मक धातूच्या जाळीच्या क्षरणाबद्दल कोणतेही अहवाल आलेले नाहीत. हा शोधनिबंध सुईयू रेल्वेच्या नैऋत्येकडील खडकाळ उतारावरील कृत्रिम मातीच्या भौतिक, रासायनिक आणि विद्युत-रासायनिक गुणधर्मांचा अभ्यास करतो, ज्याचा उद्देश मातीच्या गुणधर्मांचे मूल्यांकन करून धातूच्या क्षरणाचा अंदाज लावणे आणि माती परिसंस्थेचे पुनर्संचयन व कृत्रिम पुनर्संचयनासाठी सैद्धांतिक आणि व्यावहारिक आधार प्रदान करणे आहे. उताराचे कृत्रिमीकरण.
चाचणी स्थळ सिचुआनच्या डोंगराळ भागात (30°32′N, 105°32′E) सुइनिंग रेल्वे स्टेशनजवळ आहे. हा परिसर सिचुआन खोऱ्याच्या मध्यभागी असून, येथे कमी उंचीचे पर्वत आणि टेकड्या आहेत, तसेच याची भूवैज्ञानिक रचना साधी आणि भूभाग सपाट आहे. धूप, झीज आणि पाण्याच्या संचयामुळे झिजलेले डोंगराळ भूदृश्य तयार झाले आहे. मूळ खडक प्रामुख्याने चुनखडक आहे आणि त्यावरचा थर मुख्यत्वे जांभळी वाळू आणि चिखलखडकाचा आहे. याची अखंडता कमी असून, खडक ठोकळ्यांच्या स्वरूपात आहे. अभ्यास क्षेत्रात उपोष्णकटिबंधीय दमट मान्सून हवामान असून, लवकर येणारा वसंत, उष्ण उन्हाळा, छोटा शरद ऋतू आणि उशिरा येणारा हिवाळा ही त्याची ऋतू वैशिष्ट्ये आहेत. येथे भरपूर पाऊस पडतो, प्रकाश आणि उष्णतेचे स्रोत मुबलक आहेत, दंवमुक्त कालावधी दीर्घ असतो (सरासरी २८५ दिवस), हवामान सौम्य आहे, वार्षिक सरासरी तापमान १७.४°C आहे, सर्वात उष्ण महिन्याचे (ऑगस्ट) सरासरी तापमान २७.२°C आहे आणि कमाल तापमान... ३९.३°से. सर्वात थंड महिना जानेवारी आहे (सरासरी तापमान ६.५°से), किमान तापमान -३.८°से असते आणि वार्षिक सरासरी पर्जन्यमान ९२० मिमी असून, ते प्रामुख्याने जुलै आणि ऑगस्टमध्ये केंद्रित असते. वसंत, उन्हाळा, शरद आणि हिवाळ्यातील पर्जन्यमानात मोठी तफावत असते. वर्षातील प्रत्येक ऋतूतील पर्जन्यमानाचे प्रमाण अनुक्रमे १९-२१%, ५१-५४%, २२-२४% आणि ४-५% असते.
संशोधन स्थळ हे २००३ मध्ये बांधलेल्या यु-सुई रेल्वेमार्गाच्या उतारावर सुमारे ४५° चा उतार आहे. एप्रिल २०१२ मध्ये, ते सुईनिंग रेल्वे स्थानकापासून १ किमीच्या आत दक्षिणाभिमुख होते. नैसर्गिक उताराचा नियंत्रण नमुना म्हणून वापर करण्यात आला. उताराच्या पर्यावरणीय पुनर्संचयनासाठी परदेशी टॉपड्रेसिंग माती फवारणी तंत्रज्ञानाचा अवलंब केला जातो. रेल्वेच्या बाजूच्या उताराच्या उंचीनुसार, उताराची विभागणी चढाव, मधला उतार आणि उतार अशी केली जाऊ शकते (आकृती २). कापलेल्या उतारावरील कृत्रिम मातीची जाडी सुमारे १० सेंमी असल्याने, मातीच्या धातूच्या जाळीच्या क्षरण उत्पादनांमुळे होणारे प्रदूषण टाळण्यासाठी, आम्ही मातीच्या पृष्ठभागावरील ०-८ सेंमी थर काढण्यासाठी फक्त स्टेनलेस स्टीलच्या फावड्याचा वापर करतो. प्रत्येक उताराच्या जागेसाठी चार प्रतिकृती निश्चित केल्या गेल्या, ज्यात प्रत्येक प्रतिकृतीमध्ये १५-२० यादृच्छिक नमुना बिंदू होते. प्रत्येक प्रतिकृती ही एस-आकाराच्या रेषेतून यादृच्छिकपणे निश्चित केलेल्या १५-२० नमुना बिंदूंचे मिश्रण आहे. त्याचे ताजे वजन सुमारे ५०० ग्रॅम आहे. प्रक्रियेसाठी नमुने पॉलिथिलीन झिपलॉक पिशव्यांमध्ये प्रयोगशाळेत परत आणले जातात. माती नैसर्गिकरित्या हवेत वाळवली जाते, आणि खडी तसेच प्राणी आणि वनस्पतींचे अवशेष काढून टाकले जातात, अगेटच्या काडीने बारीक केले जातात आणि २०-मेशच्या चाळणीने चाळले जातात. जाड कण वगळता १००-मेश नायलॉन चाळणी.
शेंगली इन्स्ट्रुमेंट कंपनीने उत्पादित केलेल्या व्हिक्टर4106 ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स टेस्टरद्वारे मृदेची रोधकता मोजण्यात आली; मृदेची रोधकता प्रत्यक्ष जागेवर मोजण्यात आली; मातीतील ओलावा वाळवण्याच्या पद्धतीने मोजण्यात आला. DMP-2 पोर्टेबल डिजिटल mv/pH उपकरणामध्ये मातीची क्षरण क्षमता मोजण्यासाठी उच्च इनपुट इम्पेडन्सची सोय आहे. संभाव्य प्रवणता आणि रेडॉक्स संभाव्यता DMP-2 पोर्टेबल डिजिटल mv/pH द्वारे निर्धारित करण्यात आली, मातीतील एकूण विद्राव्य क्षार अवशेष वाळवण्याच्या पद्धतीने निर्धारित करण्यात आले, मातीतील क्लोराईड आयनचे प्रमाण AgNO3 टायट्रेशन पद्धतीने (मोहर पद्धत) निर्धारित करण्यात आले, मातीतील सल्फेटचे प्रमाण अप्रत्यक्ष EDTA टायट्रेशन पद्धतीने निर्धारित करण्यात आले, मातीतील कार्बोनेट आणि बायकार्बोनेट निर्धारित करण्यासाठी दुहेरी सूचक टायट्रेशन पद्धत, मातीतील सेंद्रिय पदार्थ निर्धारित करण्यासाठी पोटॅशियम डायक्रोमेट ऑक्सिडेशन हीटिंग पद्धत, मातीतील अल्कधर्मी जलविघटन नायट्रोजन निर्धारित करण्यासाठी अल्कधर्मी द्रावण प्रसार पद्धत, H2SO4-HClO4 पचन Mo-Sb कलरिमेट्रिक पद्धत. मातीतील एकूण फॉस्फरस आणि उपलब्ध फॉस्फरसचे प्रमाण ओल्सेन पद्धतीने (0.05 mol/L NaHCO3 द्रावण निष्कर्षक म्हणून) निर्धारित करण्यात आले आणि मातीतील एकूण पोटॅशियमचे प्रमाण सोडियम हायड्रॉक्साईड फ्यूजन-फ्लेम फोटोमेट्रीद्वारे निर्धारित करण्यात आले.
प्रायोगिक डेटा सुरुवातीला पद्धतशीर करण्यात आला. सरासरी, मानक विचलन, एक-मार्गी ANOVA आणि मानवी सहसंबंध विश्लेषण करण्यासाठी SPSS Statistics 20 चा वापर करण्यात आला.
सारणी १ मध्ये वेगवेगळ्या उतारांवरील मातीचे विद्युत-यांत्रिक गुणधर्म, ॲनायन आणि पोषक तत्वे सादर केली आहेत. वेगवेगळ्या उतारांचे क्षरण विभव, मातीची रोधकता आणि पूर्व-पश्चिम विभव प्रवणता हे सर्व लक्षणीय होते (P < 0.05). उताराकडील, मधल्या उतारावरील आणि नैसर्गिक उतारावरील रेडॉक्स विभव लक्षणीय होते (P < 0.05). रेल्वेला लंब असलेली विभव प्रवणता, म्हणजेच उत्तर-दक्षिण विभव प्रवणता, चढाव > उतार > मधला उतार या क्रमाने होती. मातीचे pH मूल्य उताराकडील > चढाव > मधला उतार > नैसर्गिक उतार या क्रमाने होते. एकूण विद्राव्य क्षार, नैसर्गिक उतारावर रेल्वे उतारापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होते (P < 0.05). तिसऱ्या श्रेणीच्या रेल्वे उतारावरील मातीतील एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण ५०० मिग्रॅ/किलो पेक्षा जास्त आहे, आणि एकूण विद्राव्य क्षारांचा धातूंच्या क्षरणावर मध्यम परिणाम होतो. मातीतील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण नैसर्गिक उतारावर सर्वाधिक आणि उताराकडील उतारावर सर्वात कमी होते (P < 0.05). एकूण नायट्रोजनचे प्रमाण मधल्या उतारावर सर्वाधिक आणि उताराकडील उतारावर सर्वात कमी होते. चढणीच्या उतारावर; उपलब्ध नायट्रोजनचे प्रमाण उताराच्या खालच्या आणि मधल्या उतारावर सर्वाधिक, आणि नैसर्गिक उतारावर सर्वात कमी होते; रेल्वेच्या चढणीच्या आणि खालच्या उतारावर एकूण नायट्रोजनचे प्रमाण कमी होते, परंतु उपलब्ध नायट्रोजनचे प्रमाण जास्त होते. यावरून असे दिसून येते की चढणीच्या आणि खालच्या उतारावरील सेंद्रिय नायट्रोजनच्या खनिजीकरणाचा दर जलद आहे. उपलब्ध पोटॅशियमचे प्रमाण उपलब्ध फॉस्फरसच्या प्रमाणाएवढेच आहे.
मृदेची रोधकता हा विद्युत वाहकता दर्शवणारा एक निर्देशांक आहे आणि मृदेच्या क्षरणाचे मूल्यांकन करण्यासाठी एक मूलभूत मापदंड आहे. मृदेच्या रोधकतेवर परिणाम करणाऱ्या घटकांमध्ये आर्द्रतेचे प्रमाण, एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण, pH, मृदेचा पोत, तापमान, सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण, मृदेचे तापमान आणि घट्टपणा यांचा समावेश होतो. सर्वसाधारणपणे, कमी रोधकता असलेली मृदा अधिक क्षरणशील असते आणि याउलट. मृदेची क्षरणशीलता तपासण्यासाठी रोधकतेचा वापर करणे ही विविध देशांमध्ये सामान्यपणे वापरली जाणारी एक पद्धत आहे. तक्ता १ प्रत्येक निर्देशांकासाठी क्षरणशीलतेच्या श्रेणीचे मूल्यांकन निकष दर्शवतो३७,३८.
माझ्या देशातील चाचणी निकाल आणि मानकांनुसार (तक्ता १), जर मातीची क्षरणशीलता केवळ मातीच्या रोधकतेद्वारे मोजली तर, चढणीच्या उतारावरील माती अत्यंत क्षरणशील आहे; उताराच्या खालच्या उतारावरील माती मध्यम क्षरणशील आहे; मधल्या उतारावरील आणि नैसर्गिक उतारावरील मातीची क्षरणशीलता तुलनेने कमी आहे.
चढणीच्या उताराची मृदा रोधकता उताराच्या इतर भागांपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे, जे पावसाच्या धूपेमुळे असू शकते. चढणीच्या उतारावरील वरची माती पाण्यासोबत मधल्या उताराकडे वाहून जाते, त्यामुळे चढणीच्या उतारावरील धातूचे संरक्षण जाळे वरच्या मातीच्या जवळ येते. काही धातूच्या जाळ्या उघड्या पडल्या होत्या आणि हवेत लटकलेल्याही होत्या (आकृती १). मृदा रोधकता जागेवरच मोजण्यात आली; पाइलमधील अंतर ३ मीटर होते; पाइल ठोकण्याची खोली १५ सेमी पेक्षा कमी होती. उघड्या धातूच्या जाळ्या आणि सोललेला गंज मोजमापाच्या परिणामांमध्ये अडथळा आणू शकतात. त्यामुळे, केवळ मृदा रोधकता निर्देशांकावरून मृदेच्या क्षरणक्षमतेचे मूल्यांकन करणे अविश्वसनीय आहे. क्षरणाच्या सर्वसमावेशक मूल्यांकनामध्ये, चढणीच्या उताराच्या मृदा रोधकतेचा विचार केला जात नाही.
उच्च सापेक्ष आर्द्रतेमुळे, सिचुआन भागातील वर्षभर दमट हवा जमिनीत गाडलेल्या धातूच्या जाळीपेक्षा हवेच्या संपर्कात असलेल्या धातूच्या जाळीला अधिक गंभीरपणे गंजवते³⁹. तारेच्या जाळीचा हवेच्या संपर्कात आल्याने तिचे सेवा आयुष्य कमी होऊ शकते, ज्यामुळे उतारावरील माती अस्थिर होऊ शकते. मातीची धूप झाल्यामुळे वनस्पतींना, विशेषतः काष्ठमय वनस्पतींना, वाढणे कठीण होऊ शकते. काष्ठमय वनस्पतींच्या कमतरतेमुळे, माती घट्ट करण्यासाठी उतारावर मुळांची प्रणाली तयार होणे कठीण होते. त्याच वेळी, वनस्पतींच्या वाढीमुळे जमिनीची गुणवत्ता सुधारते आणि जमिनीतील ह्युमसचे प्रमाण वाढते, जे केवळ पाणी टिकवून ठेवत नाही, तर प्राणी आणि वनस्पतींच्या वाढीसाठी आणि प्रजननासाठी चांगले वातावरण देखील प्रदान करते, ज्यामुळे मातीची धूप कमी होते. म्हणून, बांधकामाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, उतारावर अधिक काष्ठमय वनस्पतींची बियाणे पेरली पाहिजेत आणि पाणी धरून ठेवणारे घटक सतत टाकून संरक्षणासाठी फिल्मने झाकले पाहिजे, जेणेकरून पावसाच्या पाण्यामुळे होणारी उतारावरील मातीची धूप कमी होईल.
तीन-स्तरीय उतारावरील उतार संरक्षण जाळीच्या क्षरणावर परिणाम करणारा क्षरण विभव हा एक महत्त्वाचा घटक आहे, आणि त्याचा सर्वात मोठा परिणाम चढणीच्या उतारावर होतो (तक्ता २). सामान्य परिस्थितीत, दिलेल्या वातावरणात क्षरण विभव फारसा बदलत नाही. विचलित प्रवाहामुळे (स्ट्रे करंट) एक लक्षणीय बदल होऊ शकतो. विचलित प्रवाह म्हणजे असे प्रवाह ४०, ४१, ४२ जे वाहने सार्वजनिक वाहतूक व्यवस्थेचा वापर करतात तेव्हा रस्त्याच्या तळात आणि मातीच्या माध्यमात झिरपतात. वाहतूक व्यवस्थेच्या विकासाबरोबरच, आपल्या देशाच्या रेल्वे वाहतूक व्यवस्थेने मोठ्या प्रमाणावर विद्युतीकरण साधले आहे, आणि विद्युतीकृत रेल्वेमधून होणाऱ्या थेट प्रवाहाच्या गळतीमुळे जमिनीखालील धातूंचे होणारे क्षरण दुर्लक्षित करता येणार नाही. सध्या, मातीमध्ये विचलित प्रवाहाचे अडथळे आहेत की नाही हे ठरवण्यासाठी मातीच्या विभव प्रवणतेचा (पोटेंशियल ग्रेडियंट) वापर केला जाऊ शकतो. जेव्हा पृष्ठभागावरील मातीची विभव प्रवणता ०.५ mV/m पेक्षा कमी असते, तेव्हा विचलित प्रवाह कमी असतो; जेव्हा विभव प्रवणता ०.५ mV/m ते ५.० mV/m च्या श्रेणीत असते, तेव्हा विचलित प्रवाह मध्यम असतो; जेव्हा संभाव्य प्रवणता ५.० mV/m पेक्षा जास्त असते, तेव्हा विचलित प्रवाहाची पातळी उच्च असते. मध्य-उतार, चढाव आणि उताराच्या संभाव्य प्रवणतेची (पूर्व-पश्चिम) तरंगती श्रेणी आकृती ३ मध्ये दर्शविली आहे. तरंगत्या श्रेणीच्या संदर्भात, मध्य-उताराच्या पूर्व-पश्चिम आणि उत्तर-दक्षिण दिशांमध्ये मध्यम विचलित प्रवाह आढळतात. त्यामुळे, विचलित प्रवाह हा मध्य-उतार आणि उताराच्या खालच्या बाजूस, विशेषतः मध्य-उतारावर, धातूच्या जाळ्यांच्या क्षरणावर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे.
साधारणपणे, ४०० mV पेक्षा जास्त मृदा रेडॉक्स पोटेन्शिअल (Eh) ऑक्सिडीकरण क्षमता दर्शवते, ०-२०० mV पेक्षा जास्त मध्यम क्षपण क्षमता आणि ० mV पेक्षा कमी उच्च क्षपण क्षमता दर्शवते. मृदा रेडॉक्स पोटेन्शिअल जितके कमी असते, तितकी मृदेतील सूक्ष्मजीवांची धातूंना क्षरण करण्याची क्षमता जास्त असते⁴⁴. रेडॉक्स पोटेन्शिअलवरून मृदेतील सूक्ष्मजैविक क्षरणाच्या प्रवृत्तीचा अंदाज लावणे शक्य आहे. अभ्यासात असे आढळून आले की, तीनही उतारांवरील मृदेचे रेडॉक्स पोटेन्शिअल ५०० mV पेक्षा जास्त होते आणि क्षरणाची पातळी खूपच कमी होती. यावरून असे दिसून येते की उतारावरील जमिनीची मृदा वायुवीजन स्थिती चांगली आहे, जी मृदेतील अवायुजीवी सूक्ष्मजीवांच्या क्षरणासाठी अनुकूल नाही.
मागील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की जमिनीच्या pH चा जमिनीच्या धूपेवर होणारा परिणाम स्पष्ट आहे. pH मूल्याच्या चढउतारामुळे, धातूच्या वस्तूंच्या क्षरणाच्या दरावर लक्षणीय परिणाम होतो. जमिनीचा pH हा त्या भागाशी आणि जमिनीतील सूक्ष्मजीवांशी जवळून संबंधित आहे45,46,47. सर्वसाधारणपणे, किंचित अल्कधर्मी जमिनीत धातूच्या वस्तूंच्या क्षरणावर जमिनीच्या pH चा परिणाम स्पष्ट नसतो. तिन्ही रेल्वे उतारांची जमीन अल्कधर्मी आहे, त्यामुळे धातूच्या जाळीच्या क्षरणावर pH चा परिणाम कमी आहे.
तक्ता 3 वरून पाहिल्याप्रमाणे, सहसंबंध विश्लेषण दर्शवते की रेडॉक्स पोटेन्शियल आणि स्लोप पोझिशन लक्षणीयरीत्या सकारात्मक सहसंबंधित आहेत (R2 = 0.858), कॉरोझन पोटेन्शियल आणि पोटेन्शियल ग्रेडियंट (SN) लक्षणीयरीत्या सकारात्मक सहसंबंधित आहेत (R2 = 0.755), आणि रेडॉक्स पोटेन्शियल आणि पोटेन्शियल ग्रेडियंट (SN) लक्षणीयरीत्या सकारात्मक सहसंबंधित आहेत (R2 = 0.755). विभव आणि pH यांच्यात लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता (R2 = -0.724). उताराच्या स्थानाचा रेडॉक्स विभवशी लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध होता. यावरून असे दिसून येते की, उताराच्या वेगवेगळ्या स्थानांवरील सूक्ष्म-पर्यावरणात फरक आहेत आणि मातीतील सूक्ष्मजीव रेडॉक्स विभवशी जवळून संबंधित आहेत48, 49, 50. रेडॉक्स विभवचा pH शी लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता51,52. या संबंधाने असे सूचित केले की, मातीच्या रेडॉक्स प्रक्रियेदरम्यान pH आणि Eh मूल्यांमध्ये नेहमीच एकाच वेळी बदल होत नाही, परंतु त्यांच्यात नकारात्मक रेषीय संबंध असतो. धातू क्षरण विभव हे इलेक्ट्रॉन मिळवण्याची आणि गमावण्याची सापेक्ष क्षमता दर्शवू शकते. जरी क्षरण विभवचा विभव प्रवणतेशी (SN) लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध असला तरी, ही विभव प्रवणता धातूद्वारे सहजपणे इलेक्ट्रॉन गमावल्यामुळे निर्माण झाली असावी.
मातीतील एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण मातीच्या क्षरणक्षमतेशी जवळून संबंधित आहे. सर्वसाधारणपणे, मातीतील क्षारता जितकी जास्त असते, तितकी मातीची रोधकता कमी होते, त्यामुळे मातीचा प्रतिकार वाढतो. मातीतील इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये, केवळ ॲनायन्स आणि विविध श्रेणीच नव्हे, तर क्षरणावर परिणाम करणारे मुख्य घटक म्हणजे कार्बोनेट्स, क्लोराइड्स आणि सल्फेट्स. याव्यतिरिक्त, मातीतील एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण धातूंमधील इलेक्ट्रोड संभाव्यतेचा प्रभाव आणि मातीतील ऑक्सिजन विद्राव्यता53 यांसारख्या इतर घटकांच्या प्रभावाद्वारे अप्रत्यक्षपणे क्षरणावर परिणाम करते.
मातीतील बहुतेक विद्राव्य क्षार-विघटित आयन थेट विद्युत रासायनिक अभिक्रियांमध्ये भाग घेत नाहीत, परंतु मातीच्या रोधकतेद्वारे धातूंच्या क्षरणावर परिणाम करतात. मातीतील क्षारता जितकी जास्त असते, तितकी मातीची वाहकता अधिक मजबूत होते आणि मातीची धूपही अधिक तीव्र होते. नैसर्गिक उतारांवरील मातीतील क्षारतेचे प्रमाण रेल्वेच्या उतारांवरील मातीपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते, याचे कारण असे असू शकते की नैसर्गिक उतारांवर वनस्पतींचे प्रमाण अधिक असते, जे माती आणि पाण्याच्या संवर्धनासाठी अनुकूल असते. दुसरे कारण असे असू शकते की नैसर्गिक उतारावर परिपक्व मृदा निर्मिती झालेली असते (खडकांच्या अपक्षरणामुळे तयार झालेले मृदेचे मूळ द्रव्य), परंतु रेल्वेच्या उतारावरील माती ही "कृत्रिम माती"च्या आधारस्तरात खडीच्या तुकड्यांनी बनलेली असते आणि तिची पुरेशी मृदा निर्मिती प्रक्रिया झालेली नसते. खनिजे मुक्त झाली नाहीत. याव्यतिरिक्त, नैसर्गिक उतारांच्या खोल मातीतील क्षार आयन पृष्ठभागावरील बाष्पीभवनादरम्यान केशिका क्रियेद्वारे वर आले आणि पृष्ठभागावरील मातीत जमा झाले, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील मातीतील क्षार आयनांच्या प्रमाणात वाढ झाली. रेल्वे उताराच्या मातीची जाडी २० सें.मी. पेक्षा कमी आहे, परिणामी वरची माती खोल मातीतून क्षारांची भरपाई करू शकत नाही.
धन आयन (जसे की K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, इत्यादी) मातीच्या क्षरणावर कमी परिणाम करतात, तर ऋणायन क्षरणाच्या इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियेत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात आणि धातूंच्या क्षरणावर लक्षणीय परिणाम करतात. Cl− ॲनोडचे क्षरण वाढवू शकतो आणि तो सर्वात क्षरणकारी ऋणायन आहे; Cl− चे प्रमाण जितके जास्त, तितके मातीचे क्षरण अधिक तीव्र होते. SO42− केवळ स्टीलचे क्षरण वाढवत नाही, तर काही काँक्रीट सामग्रीमध्ये देखील क्षरण घडवून आणतो54. तसेच लोखंडाचे क्षरण करतो. आम्ल मातीच्या प्रयोगांच्या मालिकेत, क्षरणाचा दर मातीच्या आम्लतेच्या प्रमाणात असल्याचे आढळून आले55. क्लोराईड आणि सल्फेट हे विद्राव्य क्षारांचे मुख्य घटक आहेत, जे धातूंच्या कॅव्हिटेशनला थेट गती देऊ शकतात. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अल्कधर्मी मातीमध्ये कार्बन स्टीलच्या क्षरणामुळे होणारी वजनातील घट ही क्लोराईड आणि सल्फेट आयनांच्या प्रमाणाच्या जवळपास समानुपाती असते56,57. ली इत्यादी. SO42- क्षरण रोखू शकते, परंतु आधीच तयार झालेल्या क्षरण खड्ड्यांच्या विकासास प्रोत्साहन देऊ शकते असे आढळले58.
मातीच्या क्षरण मूल्यांकन मानक आणि चाचणी निकालांनुसार, प्रत्येक उतारावरील मातीच्या नमुन्यातील क्लोराईड आयनचे प्रमाण 100 mg/kg पेक्षा जास्त होते, जे मातीचे तीव्र क्षरण दर्शवते. चढावरील आणि उतारावरील दोन्ही सल्फेट आयनचे प्रमाण 200 mg/kg पेक्षा जास्त आणि 500 ​​mg/kg पेक्षा कमी होते, आणि मातीचे मध्यम प्रमाणात क्षरण झाले होते. मधल्या उतारावरील सल्फेट आयनचे प्रमाण 200 mg/kg पेक्षा कमी आहे, आणि मातीचे क्षरण कमकुवत आहे. जेव्हा मातीच्या माध्यमात उच्च सांद्रता असते, तेव्हा ते अभिक्रियेत भाग घेते आणि धातूच्या इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर क्षरणाचा थर तयार करते, ज्यामुळे क्षरणाची अभिक्रिया मंदावते. जशी सांद्रता वाढते, तसा हा थर अचानक तुटू शकतो, ज्यामुळे क्षरणाचा दर मोठ्या प्रमाणात वाढतो; जशी सांद्रता वाढतच जाते, तसा क्षरणाचा थर धातूच्या इलेक्ट्रोडचा पृष्ठभाग व्यापतो, आणि क्षरणाचा दर पुन्हा मंदावण्याचा कल दर्शवतो59. अभ्यासात असे आढळून आले की मातीतील प्रमाण कमी होते आणि त्यामुळे क्षरणावर त्याचा फारसा परिणाम होत नाही.
तक्ता 4 नुसार, उतार आणि मातीतील ॲनायन यांच्यातील सहसंबंधाने असे दर्शविले की उतार आणि क्लोराईड आयन यांच्यात महत्त्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (R2=0.836) होता आणि उतार आणि एकूण विद्राव्य क्षार यांच्यात महत्त्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (R2=0.742) होता.
यावरून असे सूचित होते की, पृष्ठभागावरील प्रवाह आणि मृदेची धूप ही जमिनीतील एकूण विद्राव्य क्षारांमधील बदलांसाठी जबाबदार असू शकतात. एकूण विद्राव्य क्षार आणि क्लोराईड आयन यांच्यात एक महत्त्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध आढळला, याचे कारण असे असू शकते की एकूण विद्राव्य क्षार हे क्लोराईड आयनांचा साठा आहेत आणि एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण हे मृदेतील द्रावणांमधील क्लोराईड आयनांचे प्रमाण ठरवते. त्यामुळे, आपण हे जाणू शकतो की उतारातील फरकामुळे धातूच्या जाळीच्या भागाचे तीव्र क्षरण होऊ शकते.
सेंद्रिय पदार्थ, एकूण नायट्रोजन, उपलब्ध नायट्रोजन, उपलब्ध फॉस्फरस आणि उपलब्ध पोटॅशियम ही जमिनीची मूलभूत पोषक तत्वे आहेत, जी जमिनीच्या गुणवत्तेवर आणि मुळांद्वारे होणाऱ्या पोषक तत्वांच्या शोषणावर परिणाम करतात. जमिनीतील पोषक तत्वे ही जमिनीतील सूक्ष्मजीवांवर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहेत, त्यामुळे जमिनीतील पोषक तत्वे आणि धातूंचे क्षरण यांच्यात काही संबंध आहे का, याचा अभ्यास करणे महत्त्वाचे आहे. सुईयू रेल्वे २००३ मध्ये पूर्ण झाली, याचा अर्थ असा की कृत्रिम जमिनीत सेंद्रिय पदार्थांचा संचय केवळ ९ वर्षांतच झाला आहे. कृत्रिम जमिनीच्या विशिष्टतेमुळे, त्यातील पोषक तत्वांची चांगली माहिती असणे आवश्यक आहे.
संशोधनातून असे दिसून आले आहे की, संपूर्ण मृदा निर्मिती प्रक्रियेनंतर नैसर्गिक उतारावरील मातीत सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण सर्वाधिक असते. सखल उतारावरील मातीत सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण सर्वात कमी होते. अपक्षरण आणि पृष्ठभागावरील प्रवाहाच्या प्रभावामुळे, मातीतील पोषक तत्वे उताराच्या मधल्या आणि खालच्या भागात जमा होतात, ज्यामुळे ह्युमसचा एक जाड थर तयार होतो. तथापि, सखल उतारावरील मातीचे कण लहान असल्यामुळे आणि तिची स्थिरता कमी असल्यामुळे, सूक्ष्मजीवांद्वारे सेंद्रिय पदार्थांचे सहज विघटन होते. सर्वेक्षणात असे आढळून आले की, उताराच्या मधल्या आणि खालच्या भागातील वनस्पतींचे आच्छादन आणि विविधता जास्त होती, परंतु एकजिनसीपणा कमी होता, ज्यामुळे पृष्ठभागावरील पोषक तत्वांचे असमान वितरण होऊ शकते. ह्युमसचा जाड थर पाणी धरून ठेवतो आणि मातीतील जीव सक्रिय राहतात. या सर्वांमुळे मातीतील सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनाला गती मिळते.
रेल्वेच्या चढावरील, मधल्या आणि खालच्या उतारावरील जमिनीतील अल्कली-जलविघटित नायट्रोजनचे प्रमाण नैसर्गिक उतारापेक्षा जास्त होते, यावरून असे दिसून येते की रेल्वे उतारावरील सेंद्रिय नायट्रोजन खनिजीकरणाचा दर नैसर्गिक उतारापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होता. कण जितके लहान असतील, तितकी जमिनीची रचना अधिक अस्थिर असते, सूक्ष्मजीवांना कणांमधील सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करणे सोपे जाते आणि खनिजीकृत सेंद्रिय नायट्रोजनचा साठा अधिक असतो60,61. अभ्यासाच्या 62 निष्कर्षांशी सुसंगतपणे, रेल्वे उतारावरील जमिनीतील लहान कणांच्या समूहांचे प्रमाण नैसर्गिक उतारांपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होते. त्यामुळे, रेल्वे उतारावरील जमिनीतील खते, सेंद्रिय पदार्थ आणि नायट्रोजनचे प्रमाण वाढवण्यासाठी आणि जमिनीचा शाश्वत वापर सुधारण्यासाठी योग्य उपाययोजना करणे आवश्यक आहे. पृष्ठभागावरील प्रवाहामुळे होणारा उपलब्ध फॉस्फरस आणि उपलब्ध पोटॅशियमचा अपव्यय रेल्वे उताराच्या एकूण नुकसानीच्या 77.27% ते 99.79% इतका होता. उतारावरील उपलब्ध पोषक तत्वांच्या नुकसानीचे मुख्य कारण पृष्ठभागावरील प्रवाह असू शकतो. माती ६३, ६४, ६५.
तक्ता ४ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, उताराची स्थिती आणि उपलब्ध फॉस्फरस यांच्यात लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध होता (R2=0.948), आणि उताराची स्थिती व उपलब्ध पोटॅशियम यांच्यातील सहसंबंधही तसाच होता (R2=0.898). यावरून असे दिसून येते की उताराची स्थिती जमिनीतील उपलब्ध फॉस्फरस आणि उपलब्ध पोटॅशियमच्या प्रमाणावर परिणाम करते.
जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण आणि नायट्रोजन संवर्धनावर परिणाम करणारा उतार हा एक महत्त्वाचा घटक आहे⁶⁶, आणि उतार जितका कमी असतो, तितका संवर्धनाचा दर जास्त असतो. जमिनीतील पोषक तत्वांच्या संवर्धनासाठी, पोषक तत्वांचा ऱ्हास कमी झाला, आणि जमिनीतील सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण व एकूण नायट्रोजन संवर्धनावर उताराच्या स्थानाचा परिणाम स्पष्ट नव्हता. वेगवेगळ्या उतारांवरील विविध प्रकारच्या आणि संख्येच्या वनस्पतींच्या मुळांद्वारे वेगवेगळी सेंद्रिय आम्ले स्रवली जातात. सेंद्रिय आम्ले जमिनीतील उपलब्ध फॉस्फरस आणि उपलब्ध पोटॅशियमच्या स्थिरीकरणासाठी फायदेशीर असतात. त्यामुळे, उताराचे स्थान आणि उपलब्ध फॉस्फरस, तसेच उताराचे स्थान आणि उपलब्ध पोटॅशियम यांच्यात महत्त्वपूर्ण सहसंबंध आढळला.
मृदेतील पोषक तत्वे आणि मृदेची झीज यांच्यातील संबंध स्पष्ट करण्यासाठी, सहसंबंधाचे विश्लेषण करणे आवश्यक आहे. तक्ता ५ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, रेडॉक्स पोटेन्शिअलचा उपलब्ध नायट्रोजनशी लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध (R² = -०.८४५) आणि उपलब्ध फॉस्फरस (R² = ०.८४२) व उपलब्ध पोटॅशियम (R² = ०.९८०) यांच्याशी लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध होता. रेडॉक्स पोटेन्शिअल हे रेडॉक्सची गुणवत्ता दर्शवते, जी सामान्यतः मातीच्या काही भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे प्रभावित होते आणि नंतर मातीच्या अनेक गुणधर्मांवर परिणाम करते. म्हणून, मृदेतील पोषक तत्वांच्या परिवर्तनाची दिशा निश्चित करण्यासाठी हा एक महत्त्वाचा घटक आहे⁶⁷. वेगवेगळ्या रेडॉक्स गुणधर्मांमुळे पोषक घटकांच्या वेगवेगळ्या अवस्था आणि उपलब्धता निर्माण होऊ शकतात. म्हणून, रेडॉक्स पोटेन्शिअलचा उपलब्ध नायट्रोजन, उपलब्ध फॉस्फरस आणि उपलब्ध पोटॅशियम यांच्याशी लक्षणीय सहसंबंध आहे.
धातूंच्या गुणधर्मांव्यतिरिक्त, क्षरण क्षमता मातीच्या गुणधर्मांशी देखील संबंधित आहे. क्षरण क्षमतेचा सेंद्रिय पदार्थांशी लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता, ज्यामुळे असे दिसून येते की सेंद्रिय पदार्थांचा क्षरण क्षमतेवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. याव्यतिरिक्त, सेंद्रिय पदार्थांचा पोटेन्शियल ग्रेडियंट (SN) (R2=-0.713) आणि सल्फेट आयन (R2=-0.671) यांच्याशी देखील लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता, ज्यामुळे असे दिसून येते की सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण पोटेन्शियल ग्रेडियंट (SN) आणि सल्फेट आयनवर देखील परिणाम करते. मातीच्या pH आणि उपलब्ध पोटॅशियममध्ये लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता (R2 = -0.728).
उपलब्ध नायट्रोजनचा एकूण विद्राव्य क्षार आणि क्लोराईड आयनांशी लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता, आणि उपलब्ध फॉस्फरस व उपलब्ध पोटॅशियमचा एकूण विद्राव्य क्षार आणि क्लोराईड आयनांशी लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध होता. यावरून असे दिसून आले की, उपलब्ध पोषक तत्वांच्या प्रमाणामुळे मातीतील एकूण विद्राव्य क्षार आणि क्लोराईड आयनांच्या प्रमाणावर लक्षणीय परिणाम होतो, आणि मातीतील ॲनायन (ऋणायन) उपलब्ध पोषक तत्वांच्या संचयनासाठी आणि पुरवठ्यासाठी अनुकूल नव्हते. एकूण नायट्रोजनचा सल्फेट आयनाशी लक्षणीय नकारात्मक सहसंबंध होता, आणि बायकार्बोनेटशी लक्षणीय सकारात्मक सहसंबंध होता, यावरून असे सूचित होते की एकूण नायट्रोजनचा सल्फेट आणि बायकार्बोनेटच्या प्रमाणावर परिणाम होतो. वनस्पतींना सल्फेट आयन आणि बायकार्बोनेट आयनांची फारशी गरज नसते, त्यामुळे त्यापैकी बहुतेक मातीत मुक्त असतात किंवा मातीच्या कणांद्वारे शोषले जातात. बायकार्बोनेट आयन मातीत नायट्रोजनच्या संचयनास अनुकूल ठरतात, आणि सल्फेट आयन मातीतील नायट्रोजनची उपलब्धता कमी करतात. म्हणून, मातीतील उपलब्ध नायट्रोजन आणि ह्युमसचे प्रमाण योग्यरित्या वाढवणे हे मातीची क्षरणक्षमता कमी करण्यासाठी फायदेशीर ठरते.
मृदा ही एक जटिल रचना आणि गुणधर्म असलेली प्रणाली आहे. मृदेची क्षरणक्षमता ही अनेक घटकांच्या एकत्रित क्रियेचा परिणाम आहे. त्यामुळे, मृदेच्या क्षरणक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी सामान्यतः एक सर्वसमावेशक मूल्यांकन पद्धत वापरली जाते. “भू-तांत्रिक अभियांत्रिकी तपासणीसाठी संहिता” (GB50021-94) आणि चायना सॉइल कॉरोझन टेस्ट नेटवर्कच्या चाचणी पद्धतींच्या संदर्भात, मृदेच्या क्षरण श्रेणीचे खालील मानकांनुसार सर्वसमावेशक मूल्यांकन केले जाऊ शकते: (१) जर केवळ सौम्य क्षरण असेल आणि मध्यम किंवा तीव्र क्षरण नसेल, तर ते सौम्य क्षरण मानले जाते; (२) जर तीव्र क्षरण नसेल, तर त्याचे मूल्यांकन मध्यम क्षरण म्हणून केले जाते; (३) जर एक किंवा दोन ठिकाणी तीव्र क्षरण असेल, तर त्याचे मूल्यांकन तीव्र क्षरण म्हणून केले जाते; (४) जर ३ किंवा अधिक ठिकाणी तीव्र क्षरण असेल, तर त्याचे मूल्यांकन तीव्र क्षरण किंवा गंभीर क्षरण म्हणून केले जाते.
मातीची रोधकता, रेडॉक्स पोटेन्शिअल, पाण्याचे प्रमाण, क्षारांचे प्रमाण, पीएच मूल्य, आणि Cl- व SO42- च्या प्रमाणानुसार, विविध उतारांवरील मातीच्या नमुन्यांच्या क्षरणाच्या पातळ्यांचे सर्वसमावेशक मूल्यांकन करण्यात आले. संशोधनाच्या निष्कर्षांवरून असे दिसून येते की, सर्व उतारांवरील माती अत्यंत क्षरणशील आहे.
क्षरण क्षमता हा उतारावरील संरक्षण जाळीच्या क्षरणावर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. तिन्ही उतारांची क्षरण क्षमता -२०० mv पेक्षा कमी आहे, ज्याचा चढावरील धातूच्या जाळीच्या क्षरणावर सर्वात मोठा परिणाम होतो. मातीतील विचलित प्रवाहाचे प्रमाण ठरवण्यासाठी विभव प्रवणतेचा वापर केला जाऊ शकतो. विचलित प्रवाह हा मधल्या आणि चढावरील उतारांवर, विशेषतः मधल्या उतारांवर, धातूच्या जाळीच्या क्षरणावर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. वरच्या, मधल्या आणि खालच्या उतारांवरील मातीतील एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण ५०० mg/kg पेक्षा जास्त होते आणि उतारावरील संरक्षण जाळीवरील क्षरणाचा परिणाम मध्यम होता. मातीतील पाण्याचे प्रमाण हा मधल्या आणि खालच्या उतारांवरील धातूच्या जाळीच्या क्षरणावर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे आणि त्याचा उतारावरील संरक्षण जाळीच्या क्षरणावर अधिक परिणाम होतो. मधल्या उतारावरील मातीत पोषक तत्वे सर्वाधिक प्रमाणात आढळतात, जे दर्शवते की तेथे वारंवार सूक्ष्मजैविक क्रिया आणि वेगाने वनस्पतींची वाढ होते.
संशोधनातून असे दिसून येते की, क्षरण क्षमता, संभाव्य प्रवणता, एकूण विद्राव्य क्षारांचे प्रमाण आणि पाण्याचे प्रमाण हे तीनही उतारांवरील मातीच्या क्षरणावर परिणाम करणारे मुख्य घटक आहेत आणि मातीची क्षरणक्षमता तीव्र असल्याचे मूल्यांकन केले गेले आहे. उताराच्या संरक्षण जाळ्याचे क्षरण मधल्या उतारावर सर्वात गंभीर आहे, जे रेल्वेच्या उताराच्या संरक्षण जाळ्याच्या क्षरण-प्रतिरोधक रचनेसाठी एक संदर्भ प्रदान करते. उपलब्ध नायट्रोजन आणि सेंद्रिय खतांचा योग्य प्रमाणात वापर केल्यास मातीचे क्षरण कमी होण्यास, वनस्पतींच्या वाढीस चालना मिळण्यास आणि अखेरीस उताराला स्थिरता मिळण्यास फायदा होतो.
या लेखाचा संदर्भ कसा द्यावा: चेन, जे. इत्यादी. एका चीनी रेल्वे मार्गालगतच्या खडकाळ उताराच्या जाळ्याच्या क्षरणावर मातीच्या रचनेचा आणि विद्युतरसायनशास्त्राचा परिणाम. सायन्स.रेप. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
लिन, वायएल आणि यांग, जीएल भूकंपाच्या उत्तेजनाखाली रेल्वे सबग्रेड उतारांची गतिमान वैशिष्ट्ये. नैसर्गिक आपत्ती. 69, 219–235 (2013).
सुई वांग, जे. व इतर. सिचुआन प्रांतातील वेनचुआन भूकंपग्रस्त भागातील महामार्गांच्या ठराविक भूकंप नुकसानीचे विश्लेषण [जे]. चायनीज जर्नल ऑफ रॉक मेकॅनिक्स अँड इंजिनिअरिंग. 28, 1250–1260 (2009).
वेइलिन, झेड., झेन्यू, एल. आणि जिनसॉन्ग, जे. वेनचुआन भूकंपातील महामार्गावरील पुलांचे भूकंपीय नुकसान विश्लेषण आणि उपाययोजना. चायनीज जर्नल ऑफ रॉक मेकॅनिक्स अँड इंजिनिअरिंग. 28, 1377–1387 (2009).
लिन, सीडब्ल्यू, लिऊ, एसएच, ली, एसवाय आणि लिऊ, सीसी मध्य तैवानमध्ये चिची भूकंपाचा त्यानंतरच्या पावसामुळे होणाऱ्या भूस्खलनावर होणारा परिणाम. अभियांत्रिकी भूविज्ञान. 86, 87–101 (2006).
कोई, टी. व इतर. जपानमधील तांझवा प्रदेशातील पर्वतीय पाणलोट क्षेत्रात भूकंपामुळे झालेल्या भूस्खलनाचे गाळ उत्पादनावरील दीर्घकालीन परिणाम. भूआकृतिविज्ञान. 101, 692–702 (2008).
होंगशुआई, एल., जिंगशान, बी. आणि डेडोंग, एल. भूतांत्रिक उतारांच्या भूकंपीय स्थिरता विश्लेषणावरील संशोधनाचा आढावा. भूकंप अभियांत्रिकी आणि अभियांत्रिकी कंपन. 25, 164–171 (2005).
यू पिंग, सिचुआनमधील वेनचुआन भूकंपामुळे झालेल्या भूवैज्ञानिक धोक्यांवरील संशोधन. जर्नल ऑफ इंजिनिअरिंग जिओलॉजी 4, 7–12 (2008).
अली, एफ. वनस्पतींद्वारे उताराचे संरक्षण: काही उष्णकटिबंधीय वनस्पतींची मूळ यांत्रिकी. आंतरराष्ट्रीय भौतिक विज्ञान जर्नल. 5, 496–506 (2010).
ताक्यू, एम., ऐबा, एसआय आणि कितायामा, के. बोर्नियोमधील माउंट किनाबालू येथील वेगवेगळ्या भूवैज्ञानिक परिस्थितीत उष्णकटिबंधीय कमी उंचीच्या पर्वतीय जंगलांवर स्थलाकृतिक परिणाम. वनस्पती पर्यावरणशास्त्र. 159, 35-49 (2002).
स्टोक्स, ए. व इतर. नैसर्गिक आणि मानवनिर्मित उतारांना भूस्खलनापासून वाचवण्यासाठी वनस्पतींच्या मुळांची आदर्श वैशिष्ट्ये. वनस्पती आणि माती, 324, 1-30 (2009).
डी बेट्स, एस., पोसेन, जे., गिसल्स, जी. आणि नापेन, ए. केंद्रित प्रवाहादरम्यान वरच्या मातीच्या धूपक्षमतेवर गवताच्या मुळांचा परिणाम. जिओमॉर्फोलॉजी 76, 54–67 (2006).