The hydromulch applied using a jet hose operated by a person on foot. (Maruxa Malvar Cortizo)

Hydromulching for reducing runoff and soil erosion (โปรตุเกส)

Hydromulch

คำอธิบาย

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

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.

สถานที่

สถานที่: Gois-Colmeal, Portugal, โปรตุเกส

ตำนวนการวิเคราะห์เทคโนโลยี:

ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของสถานที่ที่ถูกเลือ
  • -7.98827, 40.14381

การเผยแพร่ของเทคโนโลยี: กระจายไปอย่างสม่ำเสมอในพื้นที่ (approx. < 0.1 ตร.กม.(10 เฮกตาร์))

In a permanently protected area?:

วันที่ในการดำเนินการ: 10-50 ปี

ประเภทของการแนะนำ
Detail of hydromulch fibers covering the soil surface. (Maruxa Malvar Cortizo)

การจำแนกประเภทเทคโนโลยี

จุดประสงค์หลัก
  • ปรับปรุงการผลิตให้ดีขึ้น
  • ลด ป้องกัน ฟื้นฟู การเสื่อมโทรมของที่ดิน
  • อนุรักษ์ระบบนิเวศน์
  • ป้องกันพื้นที่ลุ่มน้ำ/บริเวณท้ายน้ำ โดยร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ
  • รักษาสภาพหรือปรับปรุงความหลากหลายทางชีวภาพ
  • ลดความเสี่ยงของภัยพิบัติ
  • ปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลก สภาพภูมิอากาศที่รุนแรงและผลกระทบ
  • ชะลอการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลกและผลกระทบ
  • สร้างผลกระทบทางด้านเศรษฐกิจที่เป็นประโยชน์
  • สร้างผลกระทบทางด้านสังคมที่เป็นประโยชน์
การใช้ที่ดิน

  • ป่า/พื้นที่ทำไม้
    • ป่า/พื้นที่ทำไม้
    ผลิตภัณฑ์และบริการ: ไม้ซุง, ไม้ที่นำมาทำเป็นเชื้อเพลิง

การใช้น้ำ
  • จากน้ำฝน
  • น้ำฝนร่วมกับการชลประทาน
  • การชลประทานแบบเต็มรูปแบบ

ความมุ่งหมายที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมโทรมของที่ดิน
  • ป้องกันความเสื่อมโทรมของที่ดิน
  • ลดความเสื่อมโทรมของดิน
  • ฟื้นฟูบำบัดที่ดินที่เสื่อมโทรมลงอย่างมาก
  • ปรับตัวกับสภาพความเสื่อมโทรมของที่ดิน
  • ไม่สามารถใช้ได้
ที่อยู่ของการเสื่อมโทรม
  • การกัดกร่อนของดินโดยน้ำ - Wt (Loss of topsoil): การสูญเสียดินชั้นบนหรือการกัดกร่อนที่ผิวดิน , Wg (Gully erosion): การกัดกร่อนแบบร่องธารหรือการทำให้เกิดร่องน้ำเซาะ, Wo (Offsite degradation): ผลกระทบนอกพื้นที่
  • การเสื่อมโทรมของดินทางด้านกายภาพ - Pk (Slaking and crusting): การอุดตันของช่องว่างในดินหรือรูพรุน
กลุ่ม SLM
  • การปรับปรุงดิน / พืชคลุมดิน
มาตรการ SLM
  • มาตรการจัดการพืช - A3: การรักษาหน้าดิน

แบบแปลนทางเทคนิค

ข้อมูลจำเพาะด้านเทคนิค
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%

การจัดตั้งและการบำรุงรักษา: กิจกรรม ปัจจัยและค่าใช้จ่าย

การคำนวนต้นทุนและค่าใช้จ่าย
  • ค่าใช้จ่ายถูกคำนวน
  • สกุลเงินที่ใช้คำนวณค่าใช้จ่าย euros
  • อัตราแลกเปลี่ยน (ไปเป็นดอลลาร์สหรัฐ) คือ 1 ดอลลาร์สหรัฐ = 0.78 euros
  • ค่าจ้างเฉลี่ยในการจ้างแรงงานต่อวันคือ 64.50
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อค่าใช้จ่าย
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.
กิจกรรมเพื่อการจัดตั้ง
  1. Apply hydromulch (ช่วงระยะเวลา/ความถี่: None)
  2. Trasportation (Track with a jet-spreading system) (ช่วงระยะเวลา/ความถี่: None)
  3. Other (ช่วงระยะเวลา/ความถี่: None)
ปัจจัยและค่าใช้จ่ายของการจัดตั้ง
ปัจจัยนำเข้า หน่วย ปริมาณ ค่าใช้จ่ายต่อหน่วย (euros) ค่าใช้จ่ายทั้งหมดต่อปัจจัยนำเข้า (euros) %ของค่าใช้จ่ายที่ก่อให้เกิดขึ้นโดยผู้ใช้ที่ดิน
แรงงาน
Labour ha 1.0 128.2 128.2 100.0
อุปกรณ์
Machine use ha 1.0 128.2 128.2 100.0
อื่น ๆ
Hydromulch ha 1.0 3205.0 3205.0 100.0
Others ha 1.0 128.2 128.2 100.0
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการจัดตั้งเทคโนโลยี 3'589.6
Total costs for establishment of the Technology in USD 4'602.05
กิจกรรมสำหรับการบำรุงรักษา
n.a.

สิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ

ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยรายปี
  • < 250 ม.ม.
  • 251-500 ม.ม.
  • 501-750 ม.ม.
  • 751-1,000 ม.ม.
  • 1,001-1,500 ม.ม.
  • 1,501-2,000 ม.ม.
  • 2,001-3,000 ม.ม.
  • 3,001-4,000 ม.ม.
  • > 4,000 ม.ม.
เขตภูมิอากาศเกษตร
  • ชื้น
  • กึ่งชุ่มชื้น
  • กึ่งแห้งแล้ง
  • แห้งแล้ง
ข้อมูลจำเพาะเรื่องภูมิอากาศ
Thermal climate class: temperate
ความชัน
  • ราบเรียบ (0-2%)
  • ลาดที่ไม่ชัน (3-5%)
  • ปานกลาง (6-10%)
  • เป็นลูกคลื่น (11-15%)
  • เป็นเนิน (16-30%)
  • ชัน (31-60%)
  • ชันมาก (>60%)
ภูมิลักษณ์
  • ที่ราบสูง/ที่ราบ
  • สันเขา
  • ไหล่เขา
  • ไหล่เนินเขา
  • ตีนเนิน
  • หุบเขา
ความสูง
  • 0-100 เมตร
  • 101-500 เมตร
  • 501-1,000 เมตร
  • 1,001-1,500 เมตร
  • 1,501-2,000 เมตร
  • 2,001-2,500 เมตร
  • 2,501-3,000 เมตร
  • 3,001-4,000 เมตร
  • > 4,000 เมตร
เทคโนโลยีถูกประยุกต์ใช้ใน
  • บริเวณสันเขา (convex situations)
  • บริเวณแอ่งบนที่ราบ (concave situations)
  • ไม่เกี่ยวข้อง
ความลึกของดิน
  • ตื้นมาก (0-20 ซ.ม.)
  • ตื้น (21-50 ซ.ม.)
  • ลึกปานกลาง (51-80 ซ.ม.)
  • ลึก (81-120 ซ.ม.)
  • ลึกมาก (>120 ซ.ม.)
เนื้อดิน (ดินชั้นบน)
  • หยาบ/เบา (ดินทราย)
  • ปานกลาง (ดินร่วน ทรายแป้ง)
  • ละเอียด/หนัก (ดินเหนียว)
เนื้อดิน (> 20 ซม. ต่ำกว่าพื้นผิว)
  • หยาบ/เบา (ดินทราย)
  • ปานกลาง (ดินร่วน ทรายแป้ง)
  • ละเอียด/หนัก (ดินเหนียว)
สารอินทรียวัตถุในดิน
  • สูง (>3%)
  • ปานกลาง (1-3%)
  • ต่ำ (<1%)
น้ำบาดาล
  • ที่ผิวดิน
  • <5 เมตร
  • 5-50 เมตร
  • > 50 เมตร
ระดับน้ำบาดาลที่ผิวดิน
  • เกินพอ
  • ดี
  • ปานกลาง
  • ไม่ดีหรือไม่มีเลย
คุณภาพน้ำ (ยังไม่ได้รับการบำบัด)
  • เป็นน้ำเพื่อการดื่มที่ดี
  • เป็นน้ำเพื่อการดื่มที่ไม่ดี (จำเป็นต้องได้รับการบำบัด)
  • เป็นน้ำใช้เพื่อการเกษตรเท่านั้น (การชลประทาน)
  • ใช้ประโยชน์ไม่ได้
Water quality refers to:
ความเค็มของน้ำเป็นปัญหาหรือไม่?
  • ใช่
  • ไม่ใช่

การเกิดน้ำท่วม
  • ใช่
  • ไม่ใช่
ความหลากหลายทางชนิดพันธุ์
  • สูง
  • ปานกลาง
  • ต่ำ
ความหลากหลายของแหล่งที่อยู่
  • สูง
  • ปานกลาง
  • ต่ำ

ลักษณะเฉพาะของผู้ใช้ที่ดินที่ประยุกต์ใช้เทคโนโลยี

เป้าหมายทางการตลาด
  • เพื่อการยังชีพ (หาเลี้ยงตนเอง)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • ทำการค้า/การตลาด
รายได้จากภายนอกฟาร์ม
  • < 10% ของรายได้ทั้งหมด
  • 10-50% ของรายได้ทั้งหมด
  • > 50% ของรายได้ทั้งหมด
ระดับของความมั่งคั่งโดยเปรียบเทียบ
  • ยากจนมาก
  • จน
  • พอมีพอกิน
  • รวย
  • รวยมาก
ระดับของการใช้เครื่องจักรกล
  • งานที่ใช้แรงกาย
  • การใช้กำลังจากสัตว์
  • การใช้เครื่องจักรหรือเครื่องยนต์
อยู่กับที่หรือเร่ร่อน
  • อยู่กับที่
  • กึ่งเร่ร่อน
  • เร่ร่อน
เป็นรายบุคคลหรือกลุ่ม
  • เป็นรายบุคคล/ครัวเรือน
  • กลุ่ม/ชุมชน
  • สหกรณ์
  • ลูกจ้าง (บริษัท รัฐบาล)
เพศ
  • หญิง
  • ชาย
อายุ
  • เด็ก
  • ผู้เยาว์
  • วัยกลางคน
  • ผู้สูงอายุ
พื้นที่ที่ใช้ต่อครัวเรือน
  • < 0.5 เฮกตาร์
  • 0.5-1 เฮกตาร์
  • 1-2 เฮกตาร์
  • 2-5 เฮกตาร์
  • 5-15 เฮกตาร์
  • 15-50 เฮกตาร์
  • 50-100 เฮกตาร์
  • 100-500 เฮกตาร์
  • 500-1,000 เฮกตาร์
  • 1,000-10,000 เฮกตาร์
  • >10,000 เฮกตาร์
ขนาด
  • ขนาดเล็ก
  • ขนาดกลาง
  • ขนาดใหญ่
กรรมสิทธิ์ในที่ดิน
  • รัฐ
  • บริษัท
  • เป็นแบบชุมชนหรือหมู่บ้าน
  • กลุ่ม
  • รายบุคคล ไม่ได้รับสิทธิครอบครอง
  • รายบุคคล ได้รับสิทธิครอบครอง
สิทธิในการใช้ที่ดิน
  • เข้าถึงได้แบบเปิด (ไม่ได้จัดระเบียบ)
  • เกี่ยวกับชุมชน (ถูกจัดระเบียบ)
  • เช่า
  • รายบุคคล
สิทธิในการใช้น้ำ
  • เข้าถึงได้แบบเปิด (ไม่ได้จัดระเบียบ)
  • เกี่ยวกับชุมชน (ถูกจัดระเบียบ)
  • เช่า
  • รายบุคคล
เข้าถึงการบริการและโครงสร้างพื้นฐาน
สุขภาพ

จน
ดี
การศึกษา

จน
ดี
ความช่วยเหลือทางด้านเทคนิค

จน
ดี
การจ้างงาน (เช่น ภายนอกฟาร์ม)

จน
ดี
ตลาด

จน
ดี
พลังงาน

จน
ดี
ถนนและการขนส่ง

จน
ดี
น้ำดื่มและการสุขาภิบาล

จน
ดี
บริการด้านการเงิน

จน
ดี

ผลกระทบ

ผลกระทบทางด้านเศรษฐกิจและสังคม
การผลิตไม้
ลดลง
เพิ่มขึ้น

การมีน้ำไว้ให้ปศุสัตว์
ลดลง
เพิ่มขึ้น

ผลกระทบด้านสังคมและวัฒนธรรม
SLM หรือความรู้เรื่องความเสื่อมโทรมของที่ดิน
ลดลง
ปรับปรุงดีขึ้น

Improved livelihoods and human well-being
decreased
increased


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

ผลกระทบด้านนิเวศวิทยา
ปริมาณน้ำ
ลดลง
เพิ่มขึ้น

น้ำไหลบ่าที่ผิวดิน
เพิ่มขึ้น
ลดลง

น้ำบาดาลหรือระดับน้ำในแอ่งน้ำบาดาล
ต่ำลง
ซึมลงเติม

การระเหย
เพิ่มขึ้น
ลดลง

ความชื้นในดิน
ลดลง
เพิ่มขึ้น

สิ่งปกคลุมดิน
ลดลง
ปรับปรุงดีขึ้น

การสูญเสียดิน
เพิ่มขึ้น
ลดลง

การเกิดแผ่นแข็งที่ผิวดิน /การเกิดชั้นดาน
เพิ่มขึ้น
ลดลง

พืชพันธุ์ต่างถิ่นที่รุกล้ำเข้ามา
เพิ่มขึ้น
ลดลง


If hydromulching is with seeds, it can introduce invasive species

ผลกระทบนอกพื้นที่ดำเนินการ
น้ำท่วมพื้นที่ท้ายน้ำ (ที่ไม่เป็นที่ต้องการ)
เพิ่มขึ้น
ลดลง

ความเสียหายต่อพื้นที่เพาะปลูกของเพื่อนบ้าน
เพิ่มขึ้น
ลดลง

ความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐานของรัฐหรือของเอกชน
เพิ่มขึ้น
ลดลง

รายได้และค่าใช้จ่าย

ผลประโยชน์ที่ได้รับเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่าย
ผลตอบแทนระยะสั้น
ด้านลบอย่างมาก
ด้านบวกอย่างมาก

ผลตอบแทนระยะยาว
ด้านลบอย่างมาก
ด้านบวกอย่างมาก

ผลประโยชน์ที่ได้รับเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
ผลตอบแทนระยะสั้น
ด้านลบอย่างมาก
ด้านบวกอย่างมาก

ผลตอบแทนระยะยาว
ด้านลบอย่างมาก
ด้านบวกอย่างมาก

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

การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ค่อยเป็นค่อยไป
อุณหภูมิประจำปี เพิ่มขึ้น

ไม่ดี
ดีมาก
สภาพรุนแรงของภูมิอากาศ (ภัยพิบัติ)
พายุฝนประจำท้องถิ่น

ไม่ดี
ดีมาก
พายุลมประจำท้องถิ่น

ไม่ดี
ดีมาก
ภัยจากฝนแล้ง

ไม่ดี
ดีมาก
น้ำท่วมตามปกติ (แม่น้ำ)

ไม่ดี
ดีมาก
คำตอบ: ไม่ทราบ
ผลลัพธ์ตามมาที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศอื่น ๆ
ช่วงการปลูกพืชที่ลดลงมา

ไม่ดี
ดีมาก

การน้อมเอาความรู้และการปรับใช้

เปอร์เซ็นต์ของผู้ใช้ที่ดินในพื้นที่ที่นำเทคโนโลยีไปใช้
  • ครั้งเดียวหรือเป็นการทดลอง
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
จากทั้งหมดที่ได้รับเทคโนโลยีเข้ามามีจำนวนเท่าใดที่ทำแบบทันที โดยไม่ได้รับการจูงใจด้านวัสดุหรือการเงินใดๆ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
เทคโนโลยีได้รับการปรับเปลี่ยนเร็วๆ นี้เพื่อให้ปรับตัวเข้ากับสภาพที่กำลังเปลี่ยนแปลงหรือไม่?
  • ใช่
  • ไม่ใช่
สภาพที่กำลังเปลี่ยนแปลงอันไหน?
  • การเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปและสภาพรุนแรงของภูมิอากาศ
  • การเปลี่ยนแปลงของตลาด
  • การมีแรงงานไว้ให้ใช้ (เนื่องจากการอพยพย้ายถิ่นฐาน)

บทสรุปหรือบทเรียนที่ได้รับ

จุดแข็ง: มุมมองของผู้ใช้ที่ดิน
  • 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.
จุดแข็ง: ทัศนคติของผู้รวบรวมหรือวิทยากรคนอื่นๆ
  • 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.
จุดด้อย/ข้อเสีย/ความเสี่ยง: มุมมองของผู้ใช้ที่ดินแก้ไขปัญหาได้อย่างไร
จุดด้อย/ข้อเสีย/ความเสี่ยง: ทัศนคติของผู้รวบรวมหรือวิทยากรคนอื่นๆแก้ไขปัญหาได้อย่างไร
  • 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.

การอ้างอิง

ผู้รวบรวม
  • Sergio Prats Alegre Prats
Editors
ผู้ตรวจสอบ
  • Valentin Zuercher
  • Fabian Ottiger
  • Alexandra Gavilano
วันที่จัดทำเอกสาร: 23 พฤษภาคม 2013
การอัพเดทล่าสุด: 14 มิถุนายน 2019
วิทยากร
คำอธิบายฉบับเต็มในฐานข้อมูล WOCAT
ข้อมูล SLM ที่ถูกอ้างอิง
การจัดทำเอกสารถูกทำโดย
องค์กร โครงการ
การอ้งอิงหลัก
  • 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.:
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International