รหัส 003601

รายงานผลการวิจัย

เรื่อง

การทดสอบการใชสมการการสูญเสียดินสากล (USLE) ในพื้นท่ีปาไม

Verification of The Universal Soil Loss Equation Application (USLE)on forest area

โดย

พิณทิพย ธิติโรจนะวัฒน Mrs. Pintip Thitirojanawat

สุพจน เจริญสุขMr. Supote Chareonsuk

กลุมลุมน้ํา สวนวิจัยและพัฒนาสิ่งแวดลอมปาไมสํานักวิชาการปาไม กรมปาไมกระทรวงเกษตรและสหกรณ

พ.ศ 2536

การทดสอบการใชสมการการสูญเสียดินสากล (USLE) ในพื้นท่ีปาไม ------------------------------------------------------------------------ บทคัดยอ

การทดสอบการใชสมการการสูญเสียดินสากลคาดคะเนการสูญเสียดินในพื้นที่ปาไม โดยการเปรียบเทียบการสูญเสียดินระหวางสมการการสูญเสียดินสากล (Universal Soil LossEquation, USLE) กับแปลงทดลอง (runoff plots) ในพื้นที่ลุมน้ํานาน บริเวณสถานีวิจัยเพื่อรักษาตนน้ํานาน อําเภอเวียงสา จังหวัดนาน โดยดําเนินการเก็บขอมูลติดตอกันเปนเวลา 3 ป (พ.ศ.2533-2535) จากแปลงทดลองการสูญเสียดินและน้ํา ขนาด 4x20 ตารางเมตร จํานวน 14 แปลงตามลักษณะการใชประโยชนที่ดินตางกันในดินหนวยสัมพันธของชุดดินทายาง/ลาดหญา (ThaYang/ Lat Ya Series Association) ซึ่งพื้นที่ด้ังเดิมถูกแผวถางปาเปนไรรางทิ้งไว ความลาดชัน 17.5เปอรเซ็นต ความสูง 420 เมตรจากระดับน้ําทะเล ผลการศึกษาพบวา การสูญเสียดินจากการประเมินโดยสมการการสูญเสียดินสากล (X) ซึ่งใชปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดินจากแผนภาพโนโมกราฟ มีคามากเปน 104 เทาของการสูญเสียดินที่เกิดขึ้นจริงจากแปลงทดลอง (Y) และมีความสัมพันธกันอยางมีนัยสําคัญ (r= 0.722) โดยมีรูปแบบสมการถดถอยเชิงเสนตรง Y = 0.012 X- 0.206 แตความแตกตางของการสูญเสียดินจะลดนอยลงอยางเดนชัดเมื่อมีการใชคาปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดินจากแปลงทดลองปลอยดินทิ้งไววางเปลาและไถพรวนขึ้นลงตลอดเวลาแทนคาที่ไดจากแผนภาพโนโมกราฟในสมการการสูญเสียดินสากล ซึ่งจะทําใหการสูญเสียดินมากกวาเพียง 2.72 เทาของการสูญเสียดินที่เกิดขึ้นจริงจากแปลงทดลอง การศึกษาครั้งนี้ แสดงใหเห็นขอผิดพลาดของการใชสมการการสูญเสียดนิสากล (USLE) ที่เกิดจากการเลือกใชปจจัยตางๆในสมการไมเหมาะสม หากจะมีการใชสมการนี้ตอไป จําเปนตองปรับคาปจจัยที่ใชในสมการเสียใหมเพื่อจะทําใหมีความแมนยําสูงยิ่งขึ้น แตในประเมินคานี้ตองคํานึงถึงผลทางเศรษฐกิจดวย ถามีการลงทุนสูงไมคุมคา หรือใชเวลาที่ยาวนานจนไมทันตอสถานการณปจจุบัน ควรนําเอาโมเดลใหม ๆ ที่ถูกพัฒนาและนํามาใชในระยะหลัง เชน SP-model, CREAMS-model, SWRRB-model มาประยุกตใชแทนสมการการสูญเสียดนิซึ่งมีขอผิดพลาดมาก ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ เอกสารทางวิชาการเสนอในการประชุมวิชาการปาไม ประจําป 2536 ระหวางวันที่ 20-24 ธันวาคม2536 ณ โรงแรมมารวยการเดน กรุงเทพฯ

Verification of The Universal Soil Loss Equation Application (USLE) on forest area

----------------------------------------------------------------

ABSTRACT

Verification of The Universal Soil Loss Equation Appication on forest area byComparative study of soil loss estimated by using Universal Soil Loss Equation (USLE) andrunoff plots of Nan watershed area at Nan Watershed Research Station, Amphoe Wiangsa,Nan Province was carried out during 1990 to 1992 in 14 runoff 4x20 m2 plots with varioustypes of landuse on soil type of Tha Yang/Lat Ya Series Association with 17.5 percent slopeat elevationof 500 m. above mean sea level. The results of the above-mentioned study areas following:

The amount of soil loss estimated by using Universal Soil Loss Equation(USLE) with soil erodibility factor from nomograph is about 104 times greater than thosein runoff plots. By using soil erodibility obtained from up and down hill continuous fallowon bare soil plots, the estimated amount of soil loss computed by using USLE is only 2.72times higher than value recorded from the existing sample plots. However, thecorrelation of computed soil loss from USLE formula (X) and actual soil loss (Y) is Y =0.012 X - 0.206 (r= 0.722)

In this situation, if we suppose to use the Universal Soil Loss Equation forpredicting soil loss in forest area, we have to adjust some parameters of equation in orderto verify for the best solution. However, it better to use other models. Such as SP-model, CREAMS - model , SWRRB - model in stead of USLE .

คํานํา

การชะลางพังทลายของดิน นับเปนปญหาสําคัญในการพัฒนาปาไมที่ประเทศไทยกําลังประสบอยูโดยเฉพาะบริเวณพื้นที่ตนน้ําลําธารทางภาคเหนือ ซึ่งประกอบดวยภูเขาสูงชันสลับซับซอนและมีการใชประโยชนที่ดินแบบขาดการอนุรักษดินและน้ํา ตลอดจนมีปริมาณฝนตกคอนขางสูงรวมทั้งมีการบุกรุกทําลายปาอยางกวาง ขวางและรวดเร็ว เนื่องมาจากความกดดันทางเศรษฐกิจ สังคม และการเมือง ส่ิงเหลานี้ใหเกิดปญหากับประชากรและสิ่งแวดลอมทั้งส้ิน การศึกษาเพื่อคาดคะเนการสูญเสียดินที่อาจจะเกิดขึ้นเปนแนวทางในการวางแผนพัฒนาปาไมที่สําคัญประการหนึ่ง ซึ่งแนวทางการศึกษาการสูญเสียดิน เริ่มมาจากการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของระดับผิวดินอยางงาย ๆ ตอมาไดมีการทดลองทางวิทยาศาสตรขึ้น จนกระทั่งการใชสมการในการประมาณคาการสูญเสียดินและประยุกตใชสมการตาง ๆ เชน การประมาณคาจากปจจัยส่ิงแวดลอมการศึกษาจากแปลงทดลอง การใชปริมาณตะกอนที่ถูกพัดพามาจากพื้นที่ลุมน้ําจนกระทั่งมีพัฒนาเทคนิคและวิธีการศึกษาโดยใชสมการการสูญเสียดินสากลเปนแนวทางในการศึกษา ประเทศไทยเปนประเทศหนึ่งที่ตระหนักถึงความสําคัญของศึกษาการสูญเสียดินมาเปนเวลานานพอสมควร สําหรับในพื้นที่ปาไมนั้นปจจุบันไดมีการศึกษาเกี่ยวกับการสูญเสียดินโดยวิธีการตางๆอยางกวางขวาง โดยเฉพาะอยางยิ่งการศึกษาจากแปลงทดลอง (runoff plots) ที่ใชหลักการวัดตะกอนที่เกิดขึ้นจริงในพื้นที่ซึ่งเปนวิธีการที่ยังคงนิยมอยูพื้นที่ปาไมแตยังมีขอบกพรองในดานงบประมาณที่สูญเสียไปอยางมากมายในการสรางแปลงทดลองและขอผิดพลาดจากการเก็บขอมูล อีกทั้งขอจํากัดในดานการนําไปประยุกตใชไดกับสภาพ แวดลอมที่แตกตางไปจากแปลงทดลอง

สําหรับการใชสมการการสูญเสียดินสากล เปนการนําผลการศึกษาจากตางประเทศมาประยุกตใชนั้นถึงมีการปรับปรุงใหเหมาะสมกับประเทศไทยโดยนักวิชาการที่เกี่ยวของแลว ก็ยังมีขอจํากัดและความผิดพลาดอยูมาก แตก็คงเปนโมเดลคณิตศาสตรที่รูจักกันแพรหลายทั้งในอดีตและปจจุบัน และถูกนํามาใชในการคาดคะเนการสูญเสียดินกันอยูอยางกวางขวาง แมจะมีโมเดลที่พัฒนาในปหลัง ๆ เชน SP-model, CREAMS-model, SWRRB-model ฯลฯ ที่นํามาใชแลวเหมาะสมมากกวาแตอยางไรก็ตามสมการการสูญเสียดินสากลนี้ก็ยังคงตองการความเชื่อม่ันและพัฒนาอีกมาก เพื่อที่จะนําไปประยุกตใชคาดคะเนการสูญเสียดินไดใกลเคียงกับความเปนจริงและถูก ตองที่สุด ซึ่งการพัฒนาสมการนี้เปนเรื่องที่ตองใชเวลาและความอดทนอยูมาก ดังนั้นจึงมีการทดสอบสมการนี้ โดยการเปรียบเทียบการสูญเสียดินที่เกิดขึ้นจริงจากแปลงทดลอง (actual soil loss) กับการสูญเสียดินที่ไดจากสมการการสูญเสียดินสากล (computed soil loss) เพื่อจะเปนเครื่องมือชวยตัดสินใจในการเลือกใชสมการนี้ในการพัฒนาพื้นที่ปาไมตอไปหรือไมซึ่งเปนวัตถุประสงคของการศึกษานี้

การตรวจเอกสาร

การชะลางพังทลายของดิน (soil erosion) เปนกระบวนการที่เกิดจากการที่มีแรงน้ํา ลม แรงโนมถวงของโลกมากระทําใหอนุภาคบนผิวดินแตกแยกออกจากกันแลวเคลื่อนยายอนุภาคดังกลาวไปทับถม (deposition) ยังอีกที่หนึ่ง (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527) สวนใหญจะพิจารณาสาเหตุที่ทําใหเกิดจาก 2 ลักษณะ คือ การชะลางพังทลายของดินตามธรรมชาติ ซึ่งเกิดจากการกระทําของน้ําลม แรงดึงดูดของโลก และการชะลางพังทลายของดินที่มีตัวเรง หรือมนุษยมีสวนรวมจากการที่มนษุยทําการเปลี่ยนแปลงระบบธรรมชาติของพื้นที่ดวยวิธีการปฎิบัติดวยการใชที่ดินและอื่น ๆ ที่มนุษยเขามีสวนรวม (Schwab et al. ,1966 ; Hadson, 1971) ปกติการชะลางพังทลายของดินตามธรรมชาติ จะเกิดขึ้นอยูเสมอและหลีกเลี่ยงไมไดแตเปนการเกิดขึ้นที่ไมรุนแรง เปนสภาพปรับดุลยของธรรมชาติซึ่งเปนกระบวนการของการปรับระดับของผิวโลก สวนการชะลางพังทลายของดินที่มีมนุษยเปนตัวเรงนั้น จะมีบทบาทอยางสําคัญที่เสริมความรุนแรงใหกับธรรมชาติตามสภาพที่ถูกเปล่ียนแปลงไปในพื้นที่และตามวิธีการเพาะปลูก (culturalmethod) ของมนุษยในทองที่นั้น (Smith and Whitt, 1947; นิพนธ ตั้งธรรม, 2527) ซึ่งผลเสียหายก็จะเริ่มตามมาและเพิ่มพูนมากขึ้นหากไมมีมาตรการควบคุมหรือปองกัน (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527)

สมเจตน จันทวัฒน (2522) ไดบรรยายวา กระบวนการเกิดการพังทลายของดินในลักษณะทางกายภาพ หมายถึง งานจํานวนหนึ่งซึ่งเกิดจากการที่อนุภาคของดินถูกทําใหแตกกระจายออกจากกันโดยตัวการที่สําคัญคือ ฝน และอนุภาคที่ถูกทําใหแตกกระจายจะถูกเคลื่อนยายไปจากที่เดิมและทับถมในที่ใหม โดยมีน้ําไหลบาหนาดินเปนตัวการสําคัญ

ปจจัยพื้นฐานที่มีผลตออัตราการชะลางพังทลายของดิน ประกอบดวยสภาพภูมิอากาศ สภาพภูมิประเทศดินพืชพรรณและมนุษย (Baver, 1965; สมเจตน จันทวัฒน, 2522; นิพนธ ตั้งธรรม, 2527) การเกิดการชะลางพังทลายของดินโดยน้ํานั้นความสําคัญของแตละปจจัยจะมากนอยอยางไรขึ้นอยูกับสภาพของพื้นที่เองและเหตุการณธรรมชาติ หรือที่มนุษยทําใหเกิดขื้น

นิพนธ ตั้งธรรม (2527) กลาววา ลักษณะการชะลางพังทลายของดินไมวาจะเปนรูปใดนั้นมักมีสาเหตมุาจากความรุนแรงของเม็ดฝนที่ตกกระทบ และจากแรงน้ําไหลบาหนาดิน อันเกิดจากการที่ดินไมสามารถรับการซึมของน้ําไดหมด รูปแบบการชะลางพังทลายของดินที่สําคัญ ไดแก การชะลางแบบกระเด็น ผิวแผน รองริ้ว รองลึก เล่ือนไหล และการชะลางพังทลายโดยน้ํา การชะลางพังทลายของดินมีผลเสียหายแกเศรษฐกิจของประเทศและตอคุณภาพชีวิตของประชากรในหลายกรณีดวยกัน

แนวทางการศึกษาประเมินคาการพังทลายของดิน

จากการคนควาและรวบรวมพอจะกลาวไดวา การศึกษาและประเมินคาการสูญเสียดิน ไดเริ่มมาจากการสังเกตการเปลี่ยนแปลงระดับผิวดินอยางงาย ๆ และตอมาก็ไดมีการทดลองทางวิทยาศาสตรขึ้น จนกระทั่งถึงการใชสมการในการประมาณคาการสูญเสียดินและการประยุกตใชสมการตาง ๆ ซึ่งพอจะกลาวถึงแนวทางการศึกษาไดดังตอไปนี้ (กรมพัฒนาที่ดิน, 2526)

(1) การคาดคะเนจากสิ่งแวดลอม

เนื่องจากกระบวนการชะลางพังทลายของดินจะเกิดขึ้นมากหรือนอย ขึ้นอยูกับการกระทําของมนุษยมากกวาธรรมชาติเมื่อมนุษยไดเปล่ียนแปลงสภาพธรรมชาติโดยใชพื้นที่เพื่อการเกษตร มีการรบกวนดินโดยใชเครื่องจักรกลไถพรวนดินตอเนื่องกันทุกป สมรรถภาพของดินที่จะทนตอการถูกชะลางนอยลงไปอัตราการสูญเสียดินก็เพิ่มมากขึ้น ในบริเวณที่ดินไมลึกก็จะสังเกตเห็นคอยๆ โผลขึ้นมา ในพื้นที่ที่ยังมีตนไมใหญที่มีอายุมากคงเหลืออยู จะสามารถประมาณระดับดินเดิมที่ถูกพัดพาไปไดไมยากนกั เพราะบริเวณโคนตนไมจะมีรากที่โผลขึ้นมาพนระดับดินในปจจุบันมากนอยตามอัตราความรุนแรงของการสูญเสียดินที่เกิดขึ้น (Dunne, 1977)

(2) การศึกษาจากแปลงทดลอง (runoff plots)

การศึกษาการสูญเสียดิโดยสรางแปลงทดลองเพื่อเก็บตะกอนดินไดใชในการศึกษาการประเมินคาการสูญเสียดินมาชานานแลว Toebes and Ouryvaev (1970) กลาววา การเลือกจุดที่จะจะสรางแปลงทดลองนั้นจะตองมีสภาพเปนตัวแทน ทั้งสภาพความลาดชันลักษณะดินและพืชที่ปกคลุมในการศึกษาจากแปลงทดลองนี้ จะใชพืชพรรณเปนตัวชี้ถึงผลการสูญเสียดินซึ่งจะแตกตางกันไปเนื่องจากความแตกตางของพืชพรรณที่ปกคลุมดินนั่นเอง แปลงทดลองที่ใชในการศึกษานั้นมีขนาดแตกตางกันไปแลวแตวัตถุประสงคของการศึกษากําลังคนและงบประมาณที่มีอยูเพื่อใชในการสรางแปลงทดลองและการเก็บขอมูลขนาดแปลงที่ใชสวนใหญมีขนาด 80 ถึง 100 ตารางเมตร ความยาวแปลงไมกําหนดแนนอน จะผันแปรชวง 1.8 - 81.9 เมตรสวนความกวางของแปลงนั้น สวนใหญมักจะใหเครื่องมือบางอยาง เชน รถแทรกเตอรเขาไปทํางานได (Hayward, 1967)

มนู ศรีขจร (2529) ไดกลาววา สวนประกอบของแปลงทดลอง พอจะแบงออกไดเปน 3 สวน คือจุดตั้งแปลงทดลอง พรอมแปลงทดลองที่ไดกอสรางขอบเขตมาตรฐานแข็งแรงโดยใชวัสดุกอสรางเปนคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือเปน อิฐ สังกะสี แผนเหล็ก เพื่อปองกันฝนและน้ําไหลบาจากสวนอื่น สวนสอง คือ ถังหรือบอเก็บน้ําไหลบาโดยตอทอหรือทําเปนรางน้ํามาจากแปลงทดลอง สวนสาม เครื่องวัดน้ําฝน ซึ่งอาจจะใชเครื่องวัดน้ําฝนมาตรฐานหรือ เครื่องวัดน้ําฝนอัตโนมัติตามระดับความละเอียดของการศึกษา และหลังจากดําเนินการในสวนประกอบเสร็จ

ส้ินแลว จะตองใชวิธีการเปนขั้น ๆ (1) การเก็บสถิติขอมูลปริมาณน้ําฝน (2) การเก็บสถิติปริมาณน้ําไหลบา (3)การเก็บตัวอยางตะกอน (4) การคํานวณตะกอนจากตัวอยางน้ําที่สุมมา โดยนํามาหาน้ําหนักแหงของตะกอนจากการอบดินใหแหงนาน 24 ชั่วโมง แลวจึงคํานวณน้ําหนักแหงเฉลี่ยของแตแปลงจากปริมาณตัวอยางน้ําที่สุมมา

(3) การศึกษาจากพื้นที่ลุมน้ํา

การชะลางพังทลายของดินเกิดผลกระทบที่ชี้ใหเห็นไดจากสภาพของน้ําในลําน้ํา Rapp (1977)ไดบรรยายวา ระบบการชะลางพังทลายและการพัดพาตะกอนจําเปนตองศึกษาควบคูกันไปกับพื้นที่ลุมน้ํา ทั้งตามธรรมชาติและลุมน้ําภายใตสภาพแวดลอมที่แตกตางกันรวมทั้งการใชที่ดิน พื้นที่ลุมน้ําแบงออกเปน 3 ประเภทใหญๆ พื้นที่ลุมน้ําตามปาเขา ไดแก พื้นที่ลุมน้ําที่ปกคลุมดวยไมตาง ๆ อันเปนตนน้ําลําธาร พื้นที่ลุมน้ําการเกษตร ไดแกพื้นที่ลุมน้ําที่มีการใชที่ดินเพื่อการเกษตร และพื้นที่ลุมน้ําตัวเมือง (สมเจตน จันทวัฒน, 2523) การศึกษาการสูญเสียดินจากพื้นที่ลุมน้ําโดยตรงนั้นเปนการยากที่จะไดคําตอบที่ถูกตอง เพราะปจจัยที่กอใหเกิดการพังทลายของดินมีหลายชนิดและพื้นที่มีลักษณะไมสมํ่าเสมอและจะยิ่งสลับซับซอนยิ่งขึ้น เมื่อลุมน้ํามีขนาดใหญ

(4) การศึกษาจากสมการสูญเสียดินสากล

เปนวิธีการใชโมเดลทางคณิตศาสตรมาใชในการประเมินการสูญเสียดินโดยปรับปรุงและพัฒนาจากสมการอยางงาย ๆ จนถึงสมการการสูญเสียดินสากลนี้

สมการการสูญเสียดินสากล (Universal Soil Loss Equation, USLE)

เนื่องจากการชะลางพังทลายของดินเปนขบวนการที่ซับซอนและขึ้นอยูกับปจจัยตางๆ หลายอยางรวมกัน และแตละปจจัยยังมีการเปลี่ยนแปลงไดตลอดเวลาดังนั้นจึงเปนการยากที่จะประเมินการสูญเสียดินใหถูกตองได นอกจากจะไดศึกษาจากการทดลองเปนระยะเวลานานพอสมควรอยาง เชน ประเทศสหรัฐอเมริกาWischmeier and Smith (1965) ไดทําการศึกษาจากแปลงทดลอง 10,000 แปลง-ป เปนเวลาหลายสิบปจนสามารถสรางสมการคาดคะเนการสูญเสียดินที่รูจักกันในรูปของสมการการสูญเสียดินสากล และนิยมใชกันแพรหลาย

ความพยายามที่จะประมาณหาอัตราการสูญเสียดินจากอํานาจการชะลางพังทลายของน้ําฝนเริ่มเริ่มมาตั้งแต ป ค.ศ. 1930 เปนตนมา (Cook, 1936) โดยมีการศึกษาและทดลองนําปจจัยตางๆที่มีผลตอการพังทลายของดินมาสรุปเปนหลักเกณฑในรูปของโมเดลคณิตศาสตร และมีการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาสมการ เพื่อประเมินการชะลางพังทลายของดินมาตามลําดับ (ไพฑูรย ปยะกรณ, 2524) ตั้งแต Baver (1933), Zingg (1940), Smith(1941), Smith and Whitt (1947), Browning et al (1947), Musgrave (1947), Van Doren and Bartelli

(1956), Smith and Wischmeier (1957) โดยมีรูปแบบเปนเพียงสมการงาย ๆ และเปนเพียงสมการที่นักอนุรักษดินและน้ํารุนหลัง ๆ ไดใชเปนแนวทางปรับปรุงแกไขกันตอมา และที่สําคัญก็คือ เปนที่มาของสมการที่เรียกวา สมการการสูญเสียดินสากล (Universal Soil Loss Equation, USLE) โดย Wischmeier and smith (1965) ไดเสนอรูปแบบสมการซึ่งเปนที่รูจักกันดีคือ A = RKLSCP ซึ่งไดจากการทดลองทางดานตะวันออกของประเทศสหรัฐอเมริกามากกวา 10,000 แปลง-ป และความสัมพันธของตัวแปรตางๆ ในสมการก็เปนคาที่ไดจากขอมูลทางสถิติที่ไดจากแปลงทดลองนี้

A = RKLSCP

A = ปริมาณดินที่สูญเสียที่คํานวณไดตอเนื้อที่ ( ตัน/เฮกเตร/ป ) R = คาปจจัยชะลางพังทลายของฝน (rainfall erosivity factor) ในปที่มีฝนตกระดับปกติ (normal yearrain) ซึ่งคานี้เปนการวัดพลังงานของฝนที่ทําใหดินเกิดการชะลางพังทลาย (เมตร-ตัน /เฮกเเตร - เซนติเมตร) K = ปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดิน (soil erodibility fator) เปนอัตราสวนการสูญเสีย ดินตอหนวยดัชนีการชะลางสําหรับดินชนิดหนึ่งในการปลูกพืชตอเนื่องบนพื้นที่ลาดเท เปอรเซนต และ มีความยาว 72.6 ฟุต L = ปจจัยความยาวของความลาดเท (slope length factor) เปนอัตราสวนของการสูญเสียดินจากพื้นที่นั้นๆ กับพื้นที่ที่มีความลาดเทยาว 72.6 ฟุต ในดินชนิดเดียวกันและความลาดชันเดียวกัน S = ปจจัยความลาดเท (slope gradient factor) เปนอัตราสวนของการสูญเสียดินระหวางการสูญเสียดินที่ เกิดจากสภาพความลาดเทในสนามกับการสูญเสียดินที่เกิดจากความลาดเท 9 เปอรเซนต ซึ่งเปน ดินชนิดเดียวกัน มีความยาวของความลาดเทเทากันและสภาพอื่นๆ เหมือนกัน C = ปจจัยการจัดการพืช (cropping management factor) เปนอัตราสวนของดินที่สูญเสียจากแปลงที่มีการ จัดการพืชชนิดหนึ่ง ๆ ตอการสูญเสียดินจากแปลงที่ไถพรวนตามความลาดเท แลวปลอยดินไววาง เปลา ที่อยูภายใตสภาพแวดลอมอื่น ๆ และสภาพพื้นที่เหมือนกัน P = ปจจัยการปฎิบัติควบคุมการพังทลายของดิน (conservation practices factor) ซึ่งไดแก อัตราสวน ของการสูญเสียดินที่เกิดจากแปลงอนุรักษดิน เชน ไถพรวนตามแนวระดับการปลูกพืชเปนแถบ สลับหรือการทําขั้นบันได กับการสูญเสียที่เกิดจากการไถพรวนและปลูกพืชขนานกับทิศทางของ ความลาดเทในดินชนิดเดียวกัน อยูภายใตสภาพแวดลอมอื่น ๆ และสภาพพื้นที่เหมือนกัน

การศึกษาในครั้งนี้อยูภายใตสมมุติฐานที่ยอมรับสมการ ซึ่งจะเห็นไดวาปจจัยแตละตัวมีความผันแปรในตัวเองอยูมากมาย ปจจัยทั้ง 5 ที่นํามาวิเคราะหคาการสูญเสียดินพอจะแยกไดออกเปน 2 สวน คือ สวนที่นํา สูตรหรือวิธีการมาใชไดเลย ไดแก ปจจัยความยาว และความลาดชัน ปจจัยระบบการอนุรักษและอีกสวนหนึ่งไดทํา การศึกษาวิเคราะหเพิ่มเติมใหเหมาะสมกับสภาพของประเทศไทยไดแก ปจจัยชะลางพังทลายของฝน ปจจัยความคงทนตอการถูกพังทลายของดินและปจจัยการจัดการพืช การนําเอาปจจัยตางๆ ในสมการการสูญเสียดินสากลซึ่งมีการ

ศึกษาทดลองจากที่อื่นมาใช สําหรับประเทศไทยจึงตองพยายามระมัดระวังในการนํามาประยุกตใชใหเหมาะสมภายใตสมมุติฐานที่นาจะยอมรับได

อยางไรก็ดีสมการการสูญเสียดินสากลนี้ นับตั้งแตใชกันแพรหลายมาตั้งแต ป ค.ศ 1965 แลวก็ตามก็ยังคงมีการปรับปรุงแกไขกันอยูตลอดมาจนป ค.ศ 1978 โดยปรับปรุงการประเมินคาตางๆ ใหไดใชประโยชนของสมการนี้ไดกวางขวางมากขึ้น สามารถนําไปใชในการทํานายการเกิดการพังทลายของดินในบริเวณอื่น ๆ นอกจากพื้นที่เพาะปลูก เชน บริเวณที่กอสราง ทุงหญา สวนปา เปนตน (สมเจตน จันทวัฒน , 2526) สมการนี้ไดใชกันแพรหลายในการวางแผนการจัดการการใชที่ดิน และคาดคะเนจากพื้นที่ลาดเทแตก็จะมีประโยชนเฉพาะในทองที่ที่มีขอมูลตางๆ สมบูรณเทานั้น (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527) สมการนี้นับเปนเครื่องมือทางดานเทคนิคที่มีคาและเปนประโยชนมากที่สุด สําหรับนักอนุรักษดินทั่วไปเพื่อนําไปใชคาดคะเนปริมาณการสูญเสียดิน (Maddy,1976) และนับวาเปนวิธีการที่ดีที่สุดในปจจุบันถึงแมวาจะไมสมบูรณนักก็ตาม

Arnoldus (1977) ไดกลาวถึงการใชสมการการสูญเสียดินสากลวาสามารถใชคาดคะเน หรือประเมินการสูญเสียดินจากพื้นที่เพาะปลูกไดทั้งเปนรายปหรือรอบการเพาะปลูก (annual or rotational field) โอกาสที่จะเกิดขึ้นอีกในรอบป (reture period) และแตละครั้งที่ฝนตก (individual storm) ซึ่งอาจมีความถูกตองลดลงแตก็สามารถประเมินไดถาหากมีคาปจจัยชะลางพังทลายของฝน (EI - index) และคาปจจัยการจัดการพืช (C - factor)ในแตละครั้งที่ฝนตก นอกจากนี้ยังสามารถใชสมการการสูญเสียดินสากลในการวางแผนการอนุรักษดินและวางแผนการจัดการลุมน้ําเพื่อลดการชะลางพังทลายของดิน

มนู ศรีขจร (2529) ไดกลาววา ประเทศไทยไดนําสมการการสูญเสียดินสากลมาใชในการประเมินอยางหยาบ ๆ เพื่อการพิจารณาใหเห็นระดับความรุนแรงของพื้นที่ที่เกิดความเสื่อมโทรมของประเทศวาเปนอยางไรเพื่อเปนแนวทางในการศึกษาขอบกพรองสําหรับปรับปรุงและนําไปประยุกตขอมูลในแตละปจจัยใหเกิดความแมนยําและถูกตองยิ่งขึ้นเพื่อใหมีการตื่นตัวในการอนุรักษทรัพยากรดินและที่ดินมาก สําหรับเปนแนวทางในการรวมมือกันระหวางนักวิชาการสาขาตาง ๆ เพื่อพัฒนาเทคนิคในการศึกษาใหกาวหนา

ในระยะหลังไดมีการนําเอาเทคโนโลยีใหม ๆ มาประยุกตใชรวมกันเพื่อใหมีความถูกตอง รวดเร็วและทันตอเหตุการณ ฉะนั้น Tangtham (1990) ไดนําเอา USLE ไปประยุกตใชในโปรแกรม WSCERO เพื่อใชในการคาดคะเนการสูญเสียดินในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม อีกทั้งมีการนําเอามาประยุกตใชในการศึกษาเพื่อหาคาSediment yield ในพื้นที่ลุมน้ําทางภาคเหนือของประเทศไทย (Trowattana, 1988) นอกจากนี้ ในปจจุบันไดมีการนําเอาสมการนี้ไปพัฒนารวมกับโมเดลตาง ๆ เพื่อปรับใชกับระบบเครื่องสมองกลใหไดผลถูกตองและมีความรวดเร็วยิ่งขึ้น

ความนาเชื่อถือของสมการการสูญเสียดินสากล

ความถูกตองของการใชสมการการสูญเสียดินสากล เพื่อคาดคะเนการสูญเสียดินไดดีในดินที่มีเนื้อดินปานกลาง (medium texture soil) บนพื้นที่ที่มีความลาดเทอยูระหวาง 3 ถึง 18 เปอรเซ็นต มีความยาวของการลาดเทไมเกิน 40 ฟุต ตลอดจนมีการปลูกพืช และมีการจัดการคลายกับแปลงทดลองการสูญเสียดินที่เปนรากฐานในการสรางสมการนี้ดวย อีกประการหนึ่ง สมการนี้ใชคาดคะเนการสูญเสียดินเฉลี่ยระยะยาวมากกวาเปนคาปใดปหนึ่งโดยเฉพาะ นอกจากนี้ความถูกตองในการคํานวณการสูญเสียดินบนพื้นที่ขนาดใหญ ยังขึ้นอยูกับการเลือกคาของปจจัยซึ่งตองมีสภาพทางกายภาพ และการจัดการวาถูกตองมากนอยเพียงไรบนดินที่มีการประเมินคาปจจัยตางๆ สําหรับบริเวณนั้น (สมเจตน จันทวํฒน, 2526) หรือบางครั้ง จําเปนจะตองประเมินคาปจจัยใหมสําหรับปจจัย ดัดแปลงหรือปรับคาใหมสําหรับปจจัยบางตัว เมื่อนํามาประยุกตใชในประเทศอื่น ๆ โดยเฉพาะประเทศในภูมิภาคเขตรอน (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527)

ปจจัยทั้ง 6 ตัวในสมการการสูญเสียดินสากล ถึงแมวาจะไดมีการประเมินไวแลว สวนใหญถาเปนตัวเลขหรือดัชนีที่คํานวณจากขอมูลในสหรัฐอเมริกา ซึ่งการนํามาประยุกตใชในพื้นที่อื่นที่แตกตางกันออกไป ยอมใหคาที่ผิดพลาดเปนอยางมาก ดังนั้นเพื่อความถูกตองจึงจําเปนตองประเมินคาใหมสําหรับบางปจจัย และดัดแปลงหรือปรับคาใหมสําหรับปจจัยบางตัว และตองเปนปจจัยที่ไดจากการประเมินในระยะเวลานานถึงจะใหผลถูกตอง(นิพนธ ตั้งธรรม, 2527)

ถึงแมวาสมการในการประมาณคาการสูญเสียดิน ทั้งในลักษณะรูปสมการโดด ๆ และสมการที่รวมกันเปนโมเดล จะพัฒนากันมานานพอสมควรแลว ปจจุบันยังไมสามารถยืนยันไดวาสมการและโมเดลที่พัฒนามานั้น จะสามารถใชคํานวณคาการสูญเสียดินไดถูกตองแมนยํา (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527) ซึ่ง Meyer andWischmeier (1969) ไดพบวา สมการนี้เปนความสัมพันธที่เกิดขึ้นในทองที่นั้นๆ เขาดวยกัน และสรางขึ้นเพื่อใชคาดคะเนการสูญเสียดินในชวงเวลายาวเทานั้น ไมมีรายละเอียดทางคณิตศาสตรที่แสดงถึงกลไกของกระบวนการเคลื่อนยายตะกอนจากตําแหนงหนึ่งไปสูอีกตําแหนงหนึ่งบนความลาดเทอันใดอันหนึ่ง ความผันแปรของกลไก และกระบวนการตามเวลาก็มิไดคํานึงถึงแตอยางใด ดังนั้นการใชสมการการสูญเสียดินสากลคํานวณหาการสูญเสียดินณ ที่ใด จึงมักกําหนดคาตาง ๆ ใหคงที่เสมอ โดยมิไดคํานึงถึงเวลาที่เปล่ียนแปลงไปดวย คาที่ไดจากสมการการสูญเสียดนิสากลมักผิดไปจากที่วัดไดจริงอยูมาก (Wischmeier 1966; นิพนธ ตั้งธรรม ,2527)

Osborn et al (1977) ไดทําการศึกษาการสูญเสียดินที่คาดคะเนไดจากการใชสมการการสูญเสียดินสากลจะมีคามากกวาปริมาณการสูญเสียดินที่เกิดขึ้นจริงเมื่อใชขอมูลน้ําฝนในชวง 3 ป และถาใชขอมูลน้ําฝนในชวงระยะเวลานานขึ้นอีกคือ 15 ป คาปริมาณการสูญเสียดินที่ไดจะไมแตกตางกัน และ Evans and Kalkanis(1977) ไดใชสมการนี้ศึกษาในแคลิฟอรเนีย ผลปรากฎวาในพื้นที่ลุมน้ําทั้งดานตะวันตก และดานตะวันออก การสูญเสียดินที่ไดจากสมการการสูญเสียดินสากลจะมากกวาคาที่เกิดขึ้นจริง

ดวงตา โลเจริญรัตน (2528) ไดศึกษาเปรียบเทียบการสูญเสียดินจากแปลงทดลองกับจากการใชสมการการสูญเสียดินสากล ในพื้นที่ลุมน้ํากาแล จ. ระยอง ปริมาณการสูญเสียดินสากลที่ไดจากการคํานวณโดยใชสมการจะใหคามากกวาปริมาณการสูญเสียดินที่ไดจากการตรวจวัดจริง และคาที่ไดจากการตรวจวัดมีคาเปน

0.38 เทาของการสูญเสียดินที่ไดจากการคํานวณมีความสัมพันธกันไปในทางเดียวกันในรูปแบบสมการ Y = 3.76 +0.31 X โดยมีคาสัมประสิทธิ์สหสัมพันธเทากับ 0.92 และถามีการศึกษาในเวลาที่ยาวนาน อาจจะนําเอาความสัมพันธมาหาคาสัมประสิทธิ์หรือคาคงที่ ที่จะนํามาประยุกตใชในสมการเพื่อให การคํานวณไดใกลเคียงกับคาที่วัดไดจริง ซึ่งผลการทดลองนี้มีลักษณะเชนเดียวกับ สมศักดิ์ เหลืองสะอาด (2530) ที่ไดทําการทดลองบนพื้นที่เดียวกัน พบวา การสูญเสียดินที่ไดจากการคํานวณโดยใชสมการการสูญเสียดินสากลมีคามากกวาการสูญเสียดินที่ไดจากแปลงทดลอง เนื่องจากดัชนีของฝน คือ EI30 อาจใชไมไดในพื้นที่นี้ ซึ่ง นิพนธ ตั้งธรรม (2527) กลาววาคาการสูญเสียดินที่ไดจากการคํานวณในสมการนี้ ใชเฉพาะคา EI30 ไมไดคํานึงถึงน้ําไหลบาหนาดินซึ่งเปนเปนเรื่องสําคัญ เพราะน้ําไหลบาหนาดินมีผลตอการเคลื่อนยายตะกอนเปนอยางมากการใชสมการการสูญเสียดินสากลในการประมาณคาการสูญเสียดินไดถูกตองแมนยํานั้นจะตองเพิ่มปจจัยตาง ๆ อีกหลายอยางเขาไป เชน พลังพังทลายของน้ําไหลบาหนาดิน ทําใหสมการที่คํานวณคาไดถูกตองเมื่อประมาณน้ําไหลบาหนาดินอันเกิดจากฝนตกหนักเบาตางกันดีกวาจะใชน้ําฝนเพียงอยางเดียว

ปจจัยตาง ๆ ที่ใชในสมการการสูญเสียดินสากล

1. ปจจัยชะลางพังทลายของฝน (rainfall erosivity factor, R)

น้ําฝนนับวาเปนปจจัยหลักที่สําคัญในการเกิดการชะลางพังทลายของดิน ซึ่งความมากนอยของการเกิดการพังทลายของดินจะขึ้นอยูกับขนาดของเม็ดฝน การกระจายของฝน ความเร็วของเม็ดฝนที่ตกรวมทั้งมวลของเม็ดฝน และพลังงานจลนที่เกิดจากแรงตกกระทบของเม็ดฝน (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527)

ตัวการที่สําคัญที่สุดในปจจัยเกี่ยวกับสภาวะอากาศก็คือ ฝน ซึ่ง Osborn (1955) ไดกลาวถึงความสามารถในการกัดกรอนของน้ําฝนวาเปนผลรวมของลักษณะ 2 อยาง คือ ความหนักเบาของฝนที่ตก (intensity)ขนาดเสนผาศูนยกลางของเม็ดฝน และความเร็วของเม็ดฝนที่ตกกระทบผิวดิน Ferrell et al (1974) และ Kinnell(1974) ไดทดลองโดยใช Spash-cup ก็ไดผลออกมาเชนเดียวกัน การประเมินคาปจจัยชะลางพังทลายของฝนจากขอมูลที่ฝนตก โดยใชเปนคาดัชนีตาง ๆ และดัชนีของฝนที่นํามาใชในการวิเคราะหคาการสูญเสียดินในสมการการสูญเสียดินสากลมีการศึกษาในหลายรูปแบบซึ่ง Bergsma (1978) ไดรวบรวมไวมีดัชนี EI30 KE>1 AIm

ดัชนี EI30 เปนผลคูณของพลังงานของฝนที่ตกในครั้งนั้น กับความหนักเบา 30 นาทีสูงสุดที่เกิดขึ้นในฝนครั้งนั้น ซึ่ง Wischmeier and Smith (1958) ไดพัฒนาขึ้นโดยการตรวจสอบลักษณะของฝนหลายลักษณะ พบวา ลักษณะเดนชัดที่มีอิทธิพลตอการชะลางพังทลายของดิน คือ ผลคูณของพลังงานของฝนที่ตกในครั้งนั้นๆ กับความหนักเบา 30 นาทีสูงสุดที่เกิดขึ้นในฝนครั้งนั้น นั่นคือ ดัชนี EI30 สําหรับปจจัยชะลางพังทลายของฝน (rainfall erosivity factor, R) ที่ใชประเมินการสูญเสียดินจากพื้นที่ในสมการสูญเสียดินสากล เปนคาที่ไดจากผลการทดลองรวมรายปหรือรายฤดูของพลังงานฝนแตละครั้ง (Individual storm rainfall factor) ที่วิเคราะหดวย

ดัชนี EI30 เนื่องจากคา R ที่ใชนี้มีผลตอการการพังทลายของดินอันเนื่องมาจากฝนตกครั้งหนึ่ง ๆ เปนอยางสูง และคานี้เปนที่ยอมรับอยางเปนสากลตอการที่จะนําไปใชสมการการสูญเสียดินสากล เพื่อประเมินปริมาณดินที่สูญเสียจากพื้นที่ (Wischmeier and Smith ,1958)

2. ปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดิน (soil erodibility factor, K)

ความแตกตางของลักษณะเนื้อดินโครงสรางของดิน ความแนนของดิน การยอมใหน้ําซึมไดและความสามารถในการซึมน้ําของผิวดินแตละชนิด จะเปนตัวกําหนดอัตราความคงทนของดินตอการชะลางพังทลายที่แตกตางกันไป แมวาจะมีการชะลางและเคลื่อนยายแรงปะทะของน้ําฝนและน้ําไหลบาหนาดินในอัตราแเดียวกันบนความลาดชัน และสภาพการปกคลุมดินของพืชพรรณใกลเคียงกัน

Wischmeier et al (1958) ไดแสดงถึงคาความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดินซึ่งเปนอัตราการชะลางพังทลายของดินตอหนวยพื้นที่ที่ไดจากแปลงทดลองในพื้นที่จริงและคุณสมบัติของดินประการนี้จะแตกตางกันตามชนิดของดิน คานี้เปนคาที่บอกถึงความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายไดดีเพราะเปนคาที่บอกถึงทั้งความยากงายตอการกัดชะ และการถูกเคลื่อนยายและสามารถนําไปประเมินการสูญเสียดินได แตการนําคาดัชนีความยากงายในการพังทลายของดินโดยใชแปลงทดลองนั้น จําเปนตองใชเวลาและการลงทุนสูง

Wischmeier and smith (1978) กลาววา ความคงทนตอการชะลางพังทลายของดิน (soilerodibility) แตกตางไปจากคําวา "การชะลางพังทลายของดิน" และจะมีคามากนอยเพียงใด อาจขึ้นอยูกับความลาดเทของพื้นที่ พลังชะลางของฝน ลักษณะและปริมาณพืชคลุมดิน และการจัดการพื้นที่มากกวาที่จะขึ้นอยูกับสมบัติดั้งเดิมของดินเอง อยางไรก็ตามสามารถกลาวไดวา ในสภาพที่คลายคลึงกันดินชนิดหนึ่งอาจถูกชะลางพังทลายไดงายกวาดินอีกชนิดหนึ่ง ความแตกตางของการถูกชะลางพังทลายนี้เปนผลเนื่องจากสมบัติเฉพาะตัวของดินเองเปนสําคัญ คุณสมบัติดังกลาวนี้ เรียกวา ความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดินเอง สมบัติดังกลาวนี้ไดมีนักอนุรักษดินหลายทานในยุคแรก ๆ เชน Browning et al (1947), Lillard et al (1941), Middleton et al(1932-1934) และ Peele et al (1945) ไดพยายามที่จะกําหนดมาตรการในการจําแนกความคงทนของดิน แตก็ไดแตจัดอันดับความทนทานของดินเปรียบเทียบกันระหวางชนิดของดินเทานั้น

(1) การประเมินคาปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดินจาก แผนภาพโนโมกราฟ

สําหรับคาปจจัยนี้ที่ประเมินไดภายใตสภาพที่ควบคุมตามกฎเกณฑมาตรฐาน และแยกสมบัติของดินบางประการออกมาวิเคราะหนั้น เปนวิธีการที่ตองใชเวลาและทุนมาก ดังนั้น Wischmeier et al. (1971)จึงไดคิดคนวิธีการหาคา K ที่สะดวกและไมซับซอนขึ้น ดวยการใชสมบัติของดินที่สําคัญ 5 ชนิด คือ 1) ผลรวมเปอรเซ็นตทรายแปง (silt) กับทรายละเอียดมาก (very fine sand) 2) เปอรเซ็นตดินทราย (sand)

3) เปอรเซ็นตอินทรียวัตถุในดิน (organic matter) 4) โครงสรางดิน (soil structure) 5) การซาบซึมน้ําในดิน ( soil permeability)

ซึ่งสมบัติดังกลาวนี้ เปนสมบัติของดินที่มีความสัมพันธรวมกันอยางมีนัยสําคัญกับคา Kจึงถูกนํามาสรางเปนแผนภาพที่เรียกวาโนโมกราฟ (nomograph) ทําใหงายและสะดวกเมื่อทราบสมบัติของดินดังกลาว ก็สามารถหาคา K ไดจากแผนภาพนี้ และสามารถนําไปใชหาคา K ไดในทุกสภาพทองที่ ซึ่งไดคาใกลเคียงกับที่ไดจากแปลงทดลองใน พื้นที่นั้น ๆ

(2.) การประเมิน K-factor จากการวัดปริมาณการสูญเสียดินจากแปลงทดลองปลอยทิ้งดินไววางเปลาแลวไถพรวนขึ้นลงตลอดเวลา

ปจจัยความคงทนตอการชะลางพังทลายของดิน (K-factor) ในความหมายของการประเมินคาการสูญเสียดินจากสมการดังกลาว Wischmeier and Smith (1978) ไดรายงานวา จะตองอยูในรูปปริมาณที่มีหนวยจากผลการทดลองเฉพาะดินชนิดใดชนิดหนึ่ง สําหรับคาของอัตราการสูญเสียดินตอดัชนีการชะลางพังทลาย (erosion index units) ในหนวยของแปลงทดลอง ซึ่งมีขนาดมาตรฐานที่มีความลาดเท 9 % อยางสม่ําเสมอ และมีความยาว 72.6 ฟุต โดยมีการไถพรวนขึ้นลงตามแนวลาดเทอยางตอเนื่องตลอดเวลา เพื่อปองกันมิใหมีพืชขึ้น และการอัดแนนของผิวดินเปนเวลาไมนอยกวา 2 ป ในชวงเวลาที่ทําการวัดปริมาณการสูญเสียดิน แปลงทดลองจะไดรับการไถพรวนและยกรองในลักษณะคลายปลูกขาวโพดทุกฤดูใบไมผลิและไถพรวนตามความตองการ ในสมการเชนนี้ คา L, S, C และ P จะมีคาเปน 1 และคาความคงทนตอการชะลางพังทลายของดิน จะมีคา K = A หรือ A EI R Roose (1977) ไดกลาววา พื้นที่เกษตรกรรมแถบอัฟริกาบนพื้นที่ลาดชัน 9 % เปนตัวแทนที่ไมเหมาะสมเพราะหาไดยาก จึงไดดัดแปลงไปเลือกพื้นที่ในความลาดชันอื่น ๆ และไดปรับปรุงสูตรในการคิดคํานวนJantawat (1977) ไดทําการศึกษาเปรียบเทียบคาดัชนีความยากงายในการเกิดการพังทลายของดินบางชนิดในรัฐมิชิแกน พบวา คา K ที่ไดจากแผนภาพโนโมกราฟ จะใหคาสูงกวา K-factor ที่วัดไดจากแปลงทดลองและจากการเปรียบเทียบปจจัยความคงทนตอการถูกชะลางพังทลายของดิน 3 วิธี พบวาคาจากวิธีการของกระทรวงเกษตรสหรัฐอเมริกา ใหคาสูงกวาคาจากแผนภาพโนโมกราฟและคาจากการวัดปริมาณตะกอนจริงในสภาพไรนาคา K-factor จากโนโมกราฟสูงกวาคาที่ไดจากการวัดปริมาณตะกอนจริงในสภาพไรนา อีกทั้ง จากการศึกษาคาความยากงายในการพังทลายของดิน บริเวณปาดิบเขาดอยปุย เชียงใหม โดย วีระชาติ เทพพิพิธ (2524) พบวา คาดังกลาวนี้ไดจากแปลงทดลองโดยอาศัยสมบัติของดิน มีคาใกลเคียงกับคาที่ไดจากแผนภาพโนโมกราฟ ซึ่งตรงกันขามกับ ดวงตา โลเจริญรัตน (2528) ที่ไดพบวาคาที่ไดจากแผนภาพโนโมกราฟมีคามากกวาที่ไดจากการวัดปริมาณตะกอนจริงในชุดดินมาบบอน ลุมน้ํากาแล

3. ปจจัยการจัดการพืช (cropping management factor, C )

พืชและสิ่งปกคลุมดิน นับวาเปนปจจัยที่สําคัญในการปองกันการชะลางพังทลายของดินเนื่องจากชวยดูดซับและลดแรงปะทะของเม็ดฝน ชะลอการไหลของน้ําไหลบาหนาดินใหชาลง เปนการลดแรงที่มากระทบทําใหเกิดการชะลางพังทลายของดิน ทั้งชวยทําใหดินจับกันเปนกอนดีขึ้นเพิ่มปริมาณชองวางในดินทําใหมีโอกาสไหลลงไปไดมากขึ้น ตลอดจนชวยทําใหกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดินมีมากขึ้น (Frevert et al. ;1955) เชนเดียวกับ Baver(1965) ที่ศึกษาไววา พืชพรรณเปนปจจัยสําคัญในการปองกันการชะลางพังทลายของดิน เพราะชวยลดความรุนแรงอันเนื่องจากพลังงานของเม็ดฝน และลดความเร็วของน้ําไหลบาหนาดิน ในขณะเดียวกันยังเพิ่มสมบัติในการซึมน้ําของดิน และสอดคลองกับ Wooldridge (1964) ที่กลาววา สภาพของพืชและสิ่งปกคลุมดินที่เกี่ยวของกับการชะลางพังทลายของดิน คือ ความหนาแนนและลักษณะที่ปกคลุมติดตอกันใหเพียงพอ ที่จะลดแรงปะทะจากเม็ดฝนและหนวงเหนี่ยวใหน้ําไหลบาหนาดินไหลชาลง

Schulz (1981) ใหคํานิยามของ C-factor ไววา เปนอัตราสวนระหวางปริมาณดินที่สูญเสียจากพื้นที่ที่มีการปกคลุมพืชพรรณและสิ่งคลุมดินตาง ๆ กับปริมาณดินที่สูญเสียจากพื้นที่ที่ปราศจากพืชหรือส่ิงคลุมดินและมีการไถพรวนดินเปนแนวยาวตลอดตามแนวความลาดชันในเมื่อพื้นที่นั้นมีระดับของความลาดชันและความยาวของความลาดชันอันเดียวกัน Dangler and El-Swaify (1976) เสนอการประมาณคาปจจัยพืชคลุมดินและการจัดการพืช (C-factor) ไวในสมการนี้คือ C = 0.00774 A EKLSP เมื่อ A = น้ําหนักแหงของตะกอนที่ไดจากแปลงทดลอง, (ft-ton/acre) E = เปนคา Erosivity factor ที่คํานวณไดจากสมการ (ft-ton/acae) K = ปจจัยความยากงายในการเกิดการพังทลายของดิน (K-Factor) L = ปจจัยความลาดชัน S = ปจจัยความยาวความลาดเท P = ปจจัยการปฎิบัติการอนุรักษดินและน้ํา

Wischmeier (1975) ไดประเมินคา C-factor สําหรับพื้นที่ปาซึ่งนาจะเหมาะกับพื้นที่ปาปลูก หรือปาที่ผานการทําไมมาแลวมากกวาปาธรรมชาติ คาที่ประเมินไดแสดงไวในภาคผนวกที่8 ก. ซึ่งเมื่อพิจารณาโดยทั่วไปแลวการประเมินใหคาของปาที่จัดการดีที่สุด และสภาพปาสมบูรณที่สุด มีคา C-factor เพียง 0.001 นั้นอาจยังสูงเกินไปสําหรับปาในแถบรอน ซึ่งพื้นที่ปามีอินทรียวัตถุสูงและการปกคลุมของพื้นชั้นลางหนาแนนและหลากหลายมากกวาในปาเขตอบอุน

4. ปจจัยความยาวของความลาดเทและความลาดเท (slope ength and slopegradient factor, LS)

ลักษณะภูมิประเทศ เปนอีกปจจัยหนึ่งที่มีผลกระทบตอการพังทลายของดิน เนื่องจากเปนตัวชวยสงเสริมทําใหแรงดึงดูดของโลกมีบทบาทขึ้นในการทําใหดินเกิดการพังทลาย ลักษณะสําคัญสองประการของภูมิประเทศ ไดแก ความชันและความยาวของความลาดเท พื้นที่ที่มีความชันมากและความยาวความลาดเทมากจะทวีความรุนแรงของน้ําที่ไหลบายอมกอใหเกิดการกัดกรอนไดมากกวา (นิวัติ เรืองพานิช, 2517) สําหรับคา LSเปนของอัตราสวนของการสูญเสียดินตอหนวยพื้นที่ระหวาง ปริมาณดินที่สูญเสียบนพื้นที่ลาดเทในไรนากับปริมาณดินที่สูญเสียจากแปลงมาตรฐาน คือ แปลงยาว 72.2 ฟุต ความลาดเทสม่ําเสมอ 9 เปอรเซ็นต ขนาดกวาง เทากับ 6 ฟุต และดินทั้งสองแปลงนี้อยูภายใตสภาพที่เหมือนกัน อัตราสวนของการสูญเสียดินที่เกิดจากพื้นที่ซึ่งมีความยาวของความลาดเท และมีความชันตาง ๆ กันและสม่ําเสมอ สามารถหาคาที่ไดจากแผนภาพผลของความลาดเท (Slope effect chart)

Wischmeier and Smith (1958) กลาววาในการหาคา LS นอกจากจะใชแผนภาพความลาดเทดังกลาวแลว ก็สามารถที่จะคํานวณไดจากสมการ LS เพราะคาที่ไดไมแตกตางกัน ในตอมา Wischmeier andSmith (1965) ไดทําการหาคา L และ S ตามสมการดังนี้ S = (0.43 + 0.30 s + 0.04 s2)/6.617 L = ( /22.1)m ในเมื่อ s = ความลาดเท (%) = ความยาวของความลาดเท (เมตร) m = 0.5, ในกรณีความลาดเท > 5 % 0.4, ในกรณีความลาดเทอยูระหวาง 3.5-4.5 % 0.3, ในกรณีความลาดเทอยูระหวาง 1-3 % 0.2, ในกรณีความลาดเทอยูระหวาง < 5 %

5. ปจจัยการปฎิบัติการควบคุมการพังทลายของดิน (conservation practice factor,P) การวิเคราะหปจจัยการปฎิบัติการควบคุมการพังทลายของดินตามคําจํากัดความของ Wischmeier(1978) ที่กลาวไววาคา P คือ สัดสวนระหวางปริมาณการสูญเสียดินที่ไดจากแปลงทดลองที่มีการใชวิธีอนุรักษประเภทใดประเภทหนึ่งกับปริมาณการสูญเสียดินจากแปลงทดลองในสภาพพื้นที่ซึ่งทําการไถพรวนขึ้นลงตามความลาดชัน ในสภาพการณอยางอื่นที่เหมือนกันแมวาสมบัติอยางอื่นๆในแปลงทดลอง เชน ระบบการปรับปรุงบํารุงดินการทิ้งเศษซากพืชไวในแปลงจะมีสวนชวยในการควบคุมการสูญเสียดินอยูดวย แตสมบัติดังกลาวที่หลังนี้จะจัดรวมอยูในคาของดัชนี (นิพนธ ตั้งธรรม, 2527)

Wischmeier and Smith (1978) บรรยายวา ดินปาไมที่ปกคลุมดวยอินทรียNวัตถุปริมาณสูง คาอิทธิพลมาตรการที่ใชในการอนุรักษดินมีคา 0.7 และ Arnoldus (1977) บอกวาพื้นที่ที่ไมมีระบบอนุรักษใด ๆ ในทุกระดับความลาดชันจะมีคา P เทากับ 1

สภาพพื้นที่ศึกษา

สถานีวิจัยเพื่อรักษาตนน้ํานาน ตั้งอยูบริเวณเสนรุงที่ 18o 13/ เหนือ เสนแวงที่ 101o30/ตะวันออก อยูบริเวณปาสงวนแหงชาติน้ําสา-แมสาครฝงซาย หวยนาตอง หมูบานปางมอญ ตําบลอาวนาไลยอําเภอเวียงสา จังหวัดนาน อยูหางจากจังหวัดนานไปตามถนนยันตรกิจโกศล 58 กิโลเมตร มีขอบเขตพื้นที่ลุมน้ํานาตอง 10.899 ตารางกิโลเมตร (6,811 ไร) และอยูหางจากถนนยันตรกิจโกศล 500 เมตร ทศิเหนือ ติดตอกับอําเภอเวียงสา ทิศใต ติดตอกับอําเภอรองกวาง (ภาพที่ 1.)

สภาพทั่วไปเปนเนินเขาและภูเขาสูง ซึ่งทิวเขาตางทอดตัวตามแนวทิศเหนือ-ใต ความสูงจากระดับน้ําทะเลเฉลี่ย 515 เมตร จัดอยูในโครงสรางธรณีแบบ central highland ประกอบไปดวยทิวเขาตาง ๆ ทอดตัวไปตามแนวทิศเหนือ-ใต มีลักษณะภูมิประเทศประกอบดวยภูเขา peneplain, terrace และ alluvial valley

ลักษณะทางกายภาพลุมน้ําทดลองของสถานีวิจัยเพื่อรักษาตนน้ํานาน มีลําหวยยอยพอจะแบงเปนsubwatershed ได คือ หวยตนเปอย-วังไฮ หวยเลียงตาย หวยวังถ้ํา หวยวังปอ และหวยนาตอง รูปรางของลุมน้ําเปนแบบ Fan-shaped basin ซึ่งมีแนวแกน (axis) อยูในแนวทิศตะวันออกเฉียงใต สัมประสิทธิ์ของการแนนตัว(compactness coefficient) ของลุมน้ํามีคา 1.2927 ความลาดชันของลุมน้ํา โดยเฉลี่ยประมาณ 38.43 เปอรเซ็นตและมีทิศทางลาดทั้งลุมน้ําทางทิศตะวันออกเฉียงใต

ลักษณะการระบายน้ําของลุมน้ําสวนมากเปนแบบ dendritic pattern คิดเปนความหนาแนนของการระบายน้ํา (drainage density) ได 3.138 กม./ตร.กม. ความลาดเอียงของลําธาร (stream profile) ประมาณ 6.4เปอรเซ็นต คา relief ratio 115.12 ม./กม. ความหนาแนนของลําธาร (stream density) 3.76 ลําหวย/ตร.กม.

1. ลักษณะทางปฐพีวิทยา

บริเวณสถานีวิจัยเพื่อรักษาตนน้ํานาน จ.นาน สวนใหญมีสภาพพื้นที่เปนที่ลาดชันเชิงซอน(slope complex) ซึ่งสภาพพื้นที่มักมีดินที่เกิดจากวัตถุตกคาง (residium) เกิดจากการสลายตัวอยูกับที่ของหินพื้น(bedrock) หรือ เกิดจากการสลายตัวของหินดินดานเชิงเขา (colluvium) พวกหินทราย (sandstone) หินดินดาน

(shale) หินฟลไลต (phyllite) หินแอนดีไซค (andesite) ดินที่�