侵食性

侵食性（または侵食しやすさ）とは、土壌や岩石が侵食に対して本質的に柔軟であるか、抵抗しないかのことです。侵食性が高いということは、侵食プロセスによって同じ量の作業が行われても、より多くの物質が除去されることを意味します。侵食の仕組みは物質の能力と一貫性に依存するため、侵食される表面の種類に応じて、侵食しやすさは異なる方法で扱われます。

土壌侵食性は、雨滴や地表流による土壌剥離と輸送のプロセスに対する土壌断面反応の年間積分値を表す集中パラメータです。^[1] 水浸食による土壌流出を予測するために最も一般的に使用されるモデルは、普遍土壌流出方程式（USLE）（K係数法とも呼ばれます）であり、平均年間土壌流出量を次のように推定します。^[2]${\displaystyle A}$

${\displaystyle A=RKLSCP}$

ここで、Rは降雨侵食係数、Kは土壌侵食性、^{[3] [4]} LとSは長さと傾斜を表す地形係数、CとPは作物管理係数です。

土壌侵食を防ぐ役割を果たす石含有量（石質度と呼ばれる）などの他の要因は、地中海諸国では非常に重要である。 ^{[5] [6]} K係数は次のように推定される^{[1] [4]}

K = [(2.1 x 10 ⁻⁴ M ^1.14 (12–OM) + 3.25 (s-2) + 2.5 (p-3))/100] * 0.1317

M: テクスチャ係数、M = (m _silt + m _vfs ) * (100 - m _c )

m _c :粘土含有量（0.002mm以下）

m_シルト  ：シルト含有量（0.002～0.05 mm）

m _vfs  ：極細砂含有量（0.05～0.1 mm）

OM: 有機物含有量 (%)

s: 土壌構造

p: 透過性

K係数は国際単位系ではt ha h ha ⁻¹ MJ ⁻¹ mm ^{−1と表される。}

地質学的および実験的研究によると、河川による岩盤の侵食は、まず第一に、河川侵食のせん断応力モデルとして知られる次の式^[7]に従うことが示されています。

${\displaystyle {dz \over dt}=-K_{\tau }(\tau \ -\tau \ _{c})^{a}}$

ここで、zは河床標高、tは時間、K_{${\displaystyle \tau }$}は侵食率、は水流の底面せん断応力、aは指数です。勾配Sと水深Dの河道の場合、は次のように表されます。 ${\displaystyle \tau }$${\displaystyle \tau }$

${\displaystyle \tau \ =\rho \ gDS}$

には、岩石固有の機械的特性だけでなく、実際に川底の磨耗を生み出す川の道具（流れに引きずられる小石）の存在など、前の 2 つの式では考慮されていない他の要因も組み込まれていることに注意してください。 ${\displaystyle K_{\tau }}$

${\displaystyle K_{\tau }}$_{は弱い岩石であれ}ば実験室で測定できるが、自然の地質学的シナリオにおける河川浸食速度は0.1 mm/年よりも遅いことが多いため、正確な測定を行うには、河川の浸食を数千年以上の期間にわたって測定する必要がある。K e値は、a=1.5の場合は10 ⁻⁶～ 10 ⁺² m yr ⁻¹ Pa ^{−1.5 、a=1の場合は10 −4}～ 10 ⁺⁴ m yr ⁻¹ Pa ⁻¹の範囲である。^{[8]しかし、これらの時間スケールでの水文学的条件は通常、制約が不十分であり、} Dの適切な定量化を妨げている。

このモデルは土壌にも適用できる。^[9]この場合、侵食性Kは_{${\displaystyle \tau }$}穴侵食試験またはジェット侵食試験を使用して推定することができる。

岩盤侵食の別のモデルとして、侵食速度が単位面積あたりの水の潜在的エネルギー損失に比例すると仮定する 単位水力モデルがあります。

${\displaystyle {dz \over dt}=-K_{\omega }\ \omega \ }$

ここで、は侵食率、は単位水力であり、次のように簡単に計算できます。 ${\displaystyle K_{\omega }}$${\displaystyle \omega }$

${\displaystyle \omega \ =\rho \ gQS/W}$

ここでQは河川の流量[m ³ /s]、Wは河川幅[m]である。

長期的な侵食性の相対的な違いは、異なる岩石の岩相を持つ同様の気候と地形条件下での侵食反応を定量化することによって推定することができます。^[10]

• 侵食
• ストリームパワー
• ストリームのべき乗則