Технологиуд

Hydromulching for reducing runoff and soil erosion [Португал]

Hydromulch

technologies_1299 - Португал

Бүрэн гүйцэд байдал: 73%

1. Ерөнхий мэдээлэл

1.2 Технологийг үнэлэх, баримтжуулах ажилд хамаарах мэдээлэл өгсөн хүмүүс, байгууллагуудын холбоо барих мэдээлэл

Мэдээлэл өгсөн хүн (с)

ГТМ мэргэжилтэн :
ГТМ мэргэжилтэн :
ГТМ мэргэжилтэн :
ГТМ мэргэжилтэн :

Keizer Jan Jacob

Centre for Environmental and Marine Studies (CESAM) - Department of Environment and Planning-University of Aveiro

Португал

Технологи баримтжуулах/үнэлэх ажилд дэмжлэг үзүүлсэн төслийн нэр (шаардлагатай бол)
Catastrophic shifts in drylands (EU-CASCADE)
Технологи баримтжуулах/үнэлэх ажилд дэмжлэг үзүүлсэн төслийн нэр (шаардлагатай бол)
Preventing and Remediating degradation of soils in Europe through Land Care (EU-RECARE )
Технологи баримтжуулах/үнэлэх ажилд дэмжлэг үзүүлсэн байгууллага(ууд)-ын нэр (шаардлагатай бол)
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Португал
Технологи баримтжуулах/үнэлэх ажилд дэмжлэг үзүүлсэн байгууллага(ууд)-ын нэр (шаардлагатай бол)
University of Aveiro (University of Aveiro) - Португал

1.3 WOCAT-аар баримтжуулсан өгөгдлийг ашиглахтай холбоотой нөхцөл

Эмхэтгэгч болон гол мэдээлэгч хүн(хүмүүс) WOCAT аргачлалаар баримтжуулсан мэдээллийг ашиглахтай холбоотой нөхцлийг хүлээн зөвшөөрсөн.

Тийм

2. ГТМ Технологийн тодорхойлолт

2.1 Технологийн товч тодорхойлолт

Технологийн тодорхойлолт:

Hydromulch is spread immediately after a wildfire in order to reduce overland flow and prevent soil erosion.

2.2 Технологийн дэлгэрэнгүй тайлбар

Тодорхойлолт:

The research team of the University of Aveiro in collaboration with the fire Brigade and a private company applied the hydromulch in a burnt pine area burnt at moderate fire severity. Hydromulch was spreaded manually from a jet hose over a group of erosion plots, and both runoff and erosion were compared to an untreated group of plots.
The hydromulch was applied at a ratio of 3.5 Mg ha-1 providing an initial ground cover of 80%, and was found to reduce post-fire runoff in 70% and soil erosion in 83%.

Purpose of the Technology: Hydromulch has been particularly useful on steep slopes and strongly modified areas such as quarries, construction sites, and cut and fill slopes along roads (Robichaud et al., 2010). The hydromulch is a complex mixture which contain basically water and wood or paper fibers. Additionally it can contain seeds, surfactants, seed-growing biostimulants, nutrients and a green colorant. It is intended that each component affected some of the pieces of the post-fire runoff erosion process.
The high effectiveness in runoff reduction could be related to the effect of the wood fibers, because it increases the surface water storage capacity, but also due to the effect of the surfactants, a wetting agent that reduces SWR and increases soil infiltration. Ideally, post-fire hydromulching must be carried out immediately after the fire, over bare, unprotected and steep burnt areas. It is intended for places in which burnt severity was moderate to high and where there are very important values at risk, such as water reservoirs, populations, industries, human and wild life.

Establishment / maintenance activities and inputs: The hydromulch is applied once, immediately after the wildfire, aerially, from a tractor or also manually by using a jet hose operated by a person on foot. It basically consisted of a mixture of water, wood fibers and seeds. The seed composition should include autoctonous plant species, in order to avoid alien species into the burnt area and increase the germination success. Besides the composition, the application technique can influence the hydromulch effectiveness. Rough (2007) and Robichaud et al. (2010) reported that the hydromulch sprayed from vehicles was intercepted by the standing trees, and they recommended special caution when applying the mixture in areas with a high density of dead trees and from long distances. Aerial hydromulch can be a better and less expensive option, but Hubbert et al. (2012) checked that the intended application rates of 50% and 100% hydromulch cover resulted in only 20–26% and 56%.

Natural / human environment: The natural forest in central Portugal has been substituted by pine and eucalypt trees that are typically planted as monocultures for wood and paper pulp production. The landscape reflects a long history of intense land management, with a mosaic of (semi-) natural and man-made agricultural and afforested lands. In recent years, however, wildfires have increased dramatically in frequency and extent, and have been associated to soil fertility losses, and consequently to socio-economic losses.

2.3 Технологийн гэрэл зураг

2.5 Энэ үнэлгээнд хамрагдсан технологийг хэрэгжүүлсэн улс орон / бүс нутаг / байршил

Улс :

Португал

Улс/аймаг/сум:

Portugal

Байршлын дэлгэрэнгүй тодорхойлолт:

Gois-Colmeal

Технологи өргөн дэлгэрсэн эсхийг тодорхойл:
  • газар дээр жигд тархсан
Хэрэв талбайн хэмжээ тодорхойгүй бол талбайн хэмжээг ойролцоогоор тодорхойлно уу.
  • < 0.1 км2 (10 га)
Тайлбар:

Plot experiments

2.6 Хэрэгжих огноо

Байгуулсан тодорхой оныг мэдэхгүй бол баримжаа хугацааг тодорхойл:
  • 10-50 жилийн өмнө

2.7 Технологийн танилцуулга

Технологийг хэрхэн нэвтрүүлснийг тодорхойл:
  • Туршилт/судалгааны үр дүн
Тайлбар (төслийн төрөл г.м.):

Hydromulch has been particularly useful on steep slopes and strongly modified areas such as quarries, construction sites, and cut and fill slopes along roads (Emanual, 1976; Benik et al., 2003; Robichaud et al., 2010).

3. ГТМ технологийн ангилал

3.2 Технологи хэвтрүүлсэн газрын одоогийн газар ашиглалтын хэлбэр(д)

Байгалийн ой / модтой газар

Байгалийн ой / модтой газар

  • Мод тарисан, шинээр ойжуулсан
Бүтээгдэхүүн ба үйлчилгээ:
  • Мод бэлтгэл
  • Түлшний мод
Тайлбар:

Major land use problems (compiler’s opinion): Increased runoff and soil erosion, resulting in a decrease of on-site fertility and derived off-site effects such as loss of water quality, reservoirs water volume storage, higher risk of flooding and human beings damage.
Major land use problems (land users’ perception): Loss of wood resources and productivity.
Plantation forestry: Yes
Forest products and services: timber, fuelwood
Constraints of infrastructure network (roads, railways, pipe lines, power lines): price

Number of growing seasons per year: 1
Longest growing period in days: 270Longest growing period from month to month: September to May

3.5 Технологи ГТМ-ийн аль бүлэгт хамаарах

  • гадаргын/ ургамал бүрхэвч сайжрах

3.6 Технологийг бүрдүүлэх ГТМ арга хэмжээ

Агрономийн арга хэмжээ

Агрономийн арга хэмжээ

  • А3: Хөрсний гадаргыг сайжруулах
Тайлбар:

Main measures: agronomic measures

Type of agronomic measures: mulching

3.7 Технологийн шийдвэрлэсэн газрын доройтлын үндсэн төрлүүд

Хөрс усаар эвдрэх

Хөрс усаар эвдрэх

  • Wt: Хөрсний гадаргын угаагдал
  • Wg: Гуу жалгын элэгдэл
  • Wo: Усны элэгдлийн дам нөлөө
Хөрсний физик доройтол

Хөрсний физик доройтол

  • Pk: Гадаргуу дээр өгөршлийн давхарга үүсэх
Тайлбар:

Main type of degradation addressed: Wt: loss of topsoil / surface erosion

Secondary types of degradation addressed: Wg: gully erosion / gullying, Wo: offsite degradation effects, Pk: sealing and crusting

Main causes of degradation: deforestation / removal of natural vegetation (incl. forest fires) (Monoculture of forest plantations prone to forest fires)

3.8 Газрын доройтлоос урьдчилан сэргийлэх, сааруулах ба нөхөн сэргээх

Газрын доройтолтой холбоотойгоор Технологи ямар зорилго тавьсан болохыг тодорхойл:
  • Газрын доройтлыг багасгах сааруулах
Тайлбар:

Main goals: mitigation / reduction of land degradation

4. Техникийн нөхцөл, хэрэгжилтийн үйл ажиллагаа, материал ба зардал

4.1 Технологийн техникийн зураг

Техник тодорхойлолт (техник зурагтай уялдана):

Hydromulch should be spread as homogeneous as possible over steep areas (higher than 15º) burnt at high fire severity (represented in green and 1). Other areas which are flat (2) and burnt at low severity or only partially burnt (3) must be avoided.

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: control of raindrop splash, control of dispersed runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: impede / retard, improvement of ground cover, increase in nutrient availability (supply, recycling,…), sediment retention / trapping, sediment harvesting

Secondary technical functions: control of dispersed runoff: retain / trap, control of concentrated runoff: retain / trap, increase of surface roughness, improvement of surface structure (crusting, sealing), increase of infiltration, increase / maintain water stored in soil

Mulching
Material/ species: water-based mixture of organic fibers and green colorant
Quantity/ density: 3.5Mg ha-1
Remarks: achieve a ground cover of 80%

4.2 Материал болон зардалд хамаарах ерөнхий мэдээлэл

бусад/үндэсний мөнгөн нэгж (тодорхойл):

euros

Хэрэв боломжтой бол үндэсний валютын Америк доллартай харьцах харьцааг бичнэ үү (тухайлбал, 1 ам.дол. = 79,9 Бразил реал): 1 ам.дол. =:

0.78

Хөлсний ажилчны нэг өрдийн ажлын хөлсийг тодорхойл:

64.50

4.3 Байгуулах үйл ажиллагаа

Үйл ажиллагаа Хугацаа (улирал)
1. Apply hydromulch
2. Trasportation (Track with a jet-spreading system)
3. Other

4.4 Байгуулалтад шаардагдах зардал ба материал

Хөрөнгө оруулалтыг дурьдана уу Хэмжих нэгж Тоо хэмжээ Нэгжийн өртөг Материал бүрийн нийт өртөг % газар ашиглачаас гарсан зардал
Хөдөлмөр эрхлэлт Labour ha 1.0 128.2 128.2 100.0
Тоног төхөөрөмж Machine use ha 1.0 128.2 128.2 100.0
Бусад Hydromulch ha 1.0 3205.0 3205.0 100.0
Бусад Others ha 1.0 128.2 128.2 100.0
Технологи бий болгох нийт үнэ өртөг 3589.6
Технологи бий болгох нийт үнэ өртөг, ам.доллар 4602.05
Тайлбар:

Duration of establishment phase: 0.1 month(s)
Lifespan of the hydromulch: 1 year

4.6 Засвар үйлчилгээ / урсгал үйл ажиллагаанд шаардагдах зардал ба материал (жилээр)

Тайлбар:

The prices were determined in winter 2009 for central Portugal. In other regions and for other formulations these prices can vary. When compared with straw mulch its price is extremely high, but despite this greater expense, hydromulching has been used especially in the USA after some fires when access was difficult, the slopes were too steep or subject to wind to use straw mulch and when there were particularly important ‘values at risk’, such as water reservoirs, cultural or natural heritage sites, national or regional wildlife protected areas or industrial plants

4.7 Зардалд нөлөөлж байгаа хамгийн чухал хүчин зүйл

Өртөг зардлыг тодорхойлох гол хүчин зүйлсийг дурьдана уу:

Accessibility and steepness will raise the costs, but selecting hydromulchings is also a main factor. The more complex the hydromulch the more expensive the application cost. Hydromulch with seeds have also the possibility of introducing invasive plants into the ecosystems and increase the costs. For large and inaccessible areas the aerial hydromulch can reduce the costs.

5. Хүн, байгалийн хүрээлэн буй орчин

5.1 Уур амьсгал

Жилийн нийлбэр хур тундас
  • <250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1,000 мм
  • 1,001-1,500 мм
  • 1,501-2,000 мм
  • 2,001-3,000 мм
  • 3,001-4,000 мм
  • > 4,000 мм
Агро-уур амьсгалын бүс
  • Хагас чийглэг

Thermal climate class: temperate

5.2 Байрзүйн зураг

Дундаж налуу:
  • Тэгш (0-2 %)
  • Бага зэрэг хэвгий (3-5 %)
  • Дунд зэрэг хэвгий (6-10 % )
  • Долгиорхог (11-15 %)
  • Толгодорхог (16-30 %)
  • Эгц налуу (31-60 % )
  • Огцом эгц налуу (>60 %)
Гадаргын хэлбэр:
  • Тэгш өндөрлөг/тэгш тал
  • Зоо, хяр
  • Уулын энгэр, хажуу
  • Ухаа, гүвээ, дов толгод
  • Уулын бэл
  • Хөндий, хоолой, нам хотос
Өндөршлийн бүс:
  • 0-100 м д.т.д
  • 101-500 м д.т.д
  • 501-1,000 м д.т.д
  • 1,001-1,500 м д.т.д
  • 1,501-2,000 м д.т.д
  • 2,001-2,500 м д.т.д
  • 2,501-3,000 м д.т.д
  • 3,001-4,000 м д.т.д
  • > 4,000 м д.т.д

5.3 Хөрс

Хөрсний дундаж зузаан:
  • Маш нимгэн (0-20 см)
  • Нимгэн (21-50 см)
  • Дунд зэрэг зузаан (51-80 см)
  • Зузаан (81-120 cм)
  • Маш зузаан (>120 cм)
Хөрсний бүтэц (өнгөн хөрс):
  • Дунд зэрэг (шавранцар)
Өнгөн хөрсний органик нэгдэл:
  • Их (>3 %)
Боломжтой бол хөрсний бүрэн тодорхойлолт, боломжит мэдээллийг өгнө үү, жишээ нь хөрсний төрөл, хөрсний урвалын орчин/хүчиллэг байдал, катион солилцох чадавхи, азотын хэмжээ, давсжилт г.м.

Soil texture is medium (sandy-loam)
Soil fertilits is high
Topsoil organic matter is high (forest soil)
Soil drainage/infiltration is poor-medium
Soil water storage capacity is low

5.4 Усны хүртээм ба чанар

Хөрсний усны гүн:

5-50 м

Гадаргын усны хүртээмж:

Дунд зэрэг

Усны чанар (цэвэрлээгүй):

Зөвхөн газар тариалангийн зориулалтаар ашиглах (усалгаа)

Усны чанар, нөөцийн талаархи тайлбар ба бусад тодорхойлолт:

Water quality (untreated) is for agriculutral use only (surface water)

5.5 Биологийн төрөл зүйл

Зүйлийн олон янз байдал:
  • Бага
Биологийн олон янз байдлын талаархи тайлбар ба бусад тодорхойлолт:

Forest plantation

5.6 Технологи нэвтрүүлсэн газар ашиглагчидын онцлог шинж

Үйлдвэрлэлийн системийн зах зээлийн чиг баримжаа:
  • холимог (амьжиргаа ба худалдаанд)
  • Худалдаа наймааны/ зах зээлийн
Фермээс гадуурх орлого:
  • Нийт орлогын %50 дээш хувь
Чинээлэг байдлыг харьцангуй түвшин:
  • Ядуу
  • Дундаж
Хувь хүн эсвэл бүлэг:
  • Ажилтан (компани, засгийн газар)
Газар ашиглагчдын бусад шаардлагатай шинж чанарыг тодорхойл:

Population density: < 10 persons/km2
Annual population growth: < 0.5%
40% of the land users are average wealthy.
60% of the land users are poor.
Market orientation of production system: subsistence (self-supply), mixed (subsistence/ commercial, commercial/ market

5.7 Технологи нэвтрүүлэхэд газар ашиглагчийн ашигласан газрын дундаж талбай

  • < 0.5 га
  • 0.5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1,000 га
  • 1,000-10,000 га
  • > 10,000 га
Энэ нь жижиг, дунд, том оворт тооцогдох уу (орон нутгийн чиг баримжаагаар)?
  • Том-хэмжээний
Тайлбар:

Average area of land owned or leased by land users applying the Technology: 2-5 ha, 5-15 ha, 15-50 ha

5.8 Газар эзэмшил, газар ашиглах эрх, ус ашиглах эрх

Газар өмчлөл:
  • Хувь хүн, тодорхой цол эргэмгүй

5.9 Дэд бүтэц, үйлчилгээний хүртээмж

эрүүл мэнд:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
боловсрол:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
техник дэмжлэг:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
хөдөлмөр эрхлэлт (жишээ нь, ХАА-аас өөр):
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
зах зээл:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
эрчим хүч:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
зам ба тээвэр:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
ундны ус ба ариутгал:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн
санхүүгийн үйлчилгээ:
  • Ядуу
  • Дунд зэргийн
  • Сайн

6. Үр нөлөө ба дүгнэлт

6.1 Технологийн талбай дахь үр нөлөө

Нийгэм-эдийн засгийн үр нөлөө

Үйлдвэрлэл

модлогийн бүтээмж

буурсан
нэмэгдсэн
Усны хүртээм ба чанар

мал услах усны хүрэлцээ

буурсан
нэмэгдсэн

Нийгэм-соёлын үр нөлөө

ГТМ/ газрын доройтлын талаархи мэдлэг

буурсан
сайжирсан

Improved livelihoods and human well-being

decreased
increased
Тайлбар/ тодорхой дурьдах:

Livelihoods and human well-being (eg education, health) are not changed by the use of Hydromulching.

Экологийн үр нөлөө

Усны эргэлт/ илүүдэл

усны хэмжээ

буурсан
нэмэгдсэн

гадаргын урсац

Нэмэгдсэн
Буурсан

гүний усны түвшин / уст давхарга

буурсан
урсац

ууршилт

Нэмэгдсэн
Буурсан
Хөрс

хөрсний чийг

буурсан
нэмэгдсэн

хөрсөн бүрхэвч

буурсан
сайжирсан

хөрс алдагдах

Нэмэгдсэн
Буурсан

хөрс хагарах/ хагсах

Нэмэгдсэн
багассан
Биологийн: ургамал, амьтан

түрэмгий, харь зүйл

Нэмэгдсэн
багассан
Тайлбар/ тодорхой дурьдах:

If hydromulching is with seeds, it can introduce invasive species

6.2 Технологийн талбайн гадна үзүүлсэн үр нөлөө

Доод урсгалын үер

Нэмэгдсэн
багассан

хөрш зэргэлдээ газарт учирах хохирол

Нэмэгдсэн
багассан

нийтийн/хувийн хэвшлийн дэд бүтцэд учируулах хохирол

Нэмэгдсэн
багассан

6.3 Технологийн уур амьсгалын өөрчлөлт ба Уур амьсгалаас хамаарах аюул/гамшигт үзэгдэлд өртөх байдал ба эмзэг байдал (газар ашиглагч нарын дүгнэлтээр)

Уур амьсгалын аажим өөрчлөлт

Уур амьсгалын аажим өөрчлөлт
Улирал Өсөх эсвэл буурах Технологи түүний нөлөөг хэрхэн бууруулж байна?
Жилийн дундаж температур Өсөлт Сайн

Уур амьсгалаас хамаарах аюулууд (гамшигууд)

Цаг уурын гамшигууд
Технологи түүний нөлөөг хэрхэн бууруулж байна?
Орон нутгийн аадар бороо Сайн
Орон нутгийн салхин шуурга Сайн
Уур амьсгалын гамшигууд
Технологи түүний нөлөөг хэрхэн бууруулж байна?
Ган гачиг Сайн
Гидрологийн гамшиг
Технологи түүний нөлөөг хэрхэн бууруулж байна?
усны үер (гол) Мэдэхгүй

Бусад уур амьсгалд хамаарах үр дагаварууд

Бусад уур амьсгалд хамаарах үр дагаварууд
Технологи түүний нөлөөг хэрхэн бууруулж байна?
Ургалтын хугацаа багасах Сайн

6.4 Зардал ба үр ашгийн шинжилгээ

Үр ашгийг барилга байгууламжийн зардалтай (газар ашиглагчдын үзэл бодлоор) хэрхэн харьцуулах вэ?
Богино хугацаанд эргэн төлөгдөх байдал:

Сөрөг

Урт хугацаанд эргэн төлөгдөх байдал:

Дунд зэрэг

Үр ашгийг засвар үйлчилгээ/ урсгал зардалтай (газар ашиглагчдын үзэл бодлоор) хэрхэн харьцуулах вэ?
Богино хугацаанд эргэн төлөгдөх байдал:

Эерэг

Урт хугацаанд эргэн төлөгдөх байдал:

Маш эерэг

Тайлбар:

Hydromulch is seen as a very expensive treatment without clear advantages at the short term, but good at the long term period.

6.5 Технологи нутагшуулах

Тайлбар:

Comments on spontaneous adoption: The technology has not been applied by any land user. It is a newly research-developed technology.

There is no trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: The owners are not aware because of the costs, but they will change if the government start funding it.

6.7 Технологийн давуу тал/боломжууд

Газар ашиглагчдын тодорхойлсон давуу тал/боломжууд
It will prevent sediment movement and accumulation over roads and down slope properties and values at risk.

How can they be sustained / enhanced? By developing more economic application formulations and schemes.
Эмхэтгэгч, бусад мэдээлэл өгсөн хүмүүсийн өнцгөөс тодорхойлсон давуу тал/боломжууд
It is a technology that has the advantages of the mulching technique and also can be used as a tool for increase the biodiversity, expand the distribution of some protected plant species at the same time that soil is keep in place.

How can they be sustained / enhanced? The use of longer mulch fibers can still increase the hydromulch effectiveness, since some researchers found the longest fibers to be more effective in soil erosion control than the shorter ones.

6.8 Технологийн дутагдалтай/сул тал/аюул болон тэдгээрийн хэрхэн даван туулах арга замууд

Эмхэтгэгч, бусад мэдээлэл өгсөн хүмүүсийн өнцгөөс тодорхойлсон сул тал/ дутагдал/ эрсдэл Тэдгээрийг хэрхэн даван туулах вэ?
Hydromulch is very expensive when compared to straw mulch, but not more effective in post-fire soil erosion reduction. To develop hydromulch mixtures using the lowest amount of water as well as other chemical components to the minimum.
Some researchers found very low performance due to the interception of the hydromulch jet by the dead standing trees Verify when applying it that the ground coverreach a minimum of 60%
Sometimes the mulch component (wood fibers, chopped paper) can be removed very easily by heavy rainfall, and thus treatment effectiveness can decrease greatly.

7. Ном зүй ба холбоосууд

7.1 Мэдээллийн аргууд / эх сурвалжууд

7.2 Хүртээмжтэй ном, бүтээлийн ишлэл

Гарчиг, зохиогч, он, ISBN:

EFFECTIVENESS OF HYDROMULCHING TO REDUCE RUNOFF AND EROSIONIN A RECENTLY BURNT PINE PLANTATION IN CENTRAL PORTUGAL. Prats et al. (in press). Land Degradation and Development DOI: 10.1002/ldr.22362-Effects of hydromulch on post-fire erosion and plant recovery in chaparral shrublands ofsouthern California. Hubbert et al. 2012 International Journal of Wildland Fire 21:155–167.Rough D. 2007. Effectiveness of rehabilitation treatments in reducing postfireerosion after the Hayman and Schoonover fires, Colorado FrontRange. Fort Collins, CO: Colorado State University. MsC. Thesis; 186.Robichaud PR, Ashmun LE, Sims BD. 2010. Post-fire treatment effectivenessfor hillslope stabilization. General Technical Report, RMRS-GTR-240. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain ResearchStation, Fort Collins, CO.

Модулууд