ارزیابی و بررسی ضرایب فرسایش شیاری در چند مدل فرآیندی فرسایش خاک با استفاده از شبیه سازی رواناب

در سالصهای اخیر، شبیه سازی باران و رواناب به طور وسیعی در بررسی فرسایش خاک و فرآیندهای مربوط به آن مورد استفاده قرار گرفته است. از طرفی با پیشرفت تحقیقات در این زمینه، تفکیک فرسایش بینصشیاری و شیاری از یکدیگر مطرح شده است. در این تحقیق، ارزیابی برخی فرآیندها و مکانیسمصهای فرسایش شیاری تحت تاثیر رواناب متمرکز در شرایط کنترلصشده آزمایشگاهی انجام شد. در این راستا، معادلات و مفاهیم پایه ای دو مدل فرآیندی ‭GUEST ‬و ‭WEPP ‬بررسی گردید. بررسی فرسایش شیاری با ایجاد سه دبی جریان رواناب (،‮‭75 50‬ و ‮‭122‬ میلیصلیتر در ثانیه) در سه شیب (دو، چهار و شش درصد فلوم) به داخل شیارهای دستصساز به طول شش متر در فلوم شبیه-ساز باران و فرسایش پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری انجام شد. در آزمایشصهای مختلف این مرحله، رژیم هیدرولیکی جریان در فاز انتقالی و از حالت زیربحرانی تا فوقصبحرانی نوسان داشت. تغییرات زمانی غلظت رسوب نشان از کاهش آن به ویژه در شیبصهای تندتر داشت که به کاهش نسبی شیب طولی بستر با گذشت زمان و افت قدرت جریان، ارتباط داده شد. افزایش شیب فلوم افزایش غلظت رسوب را باعث شد در حالی که بین دبی جریان ورودی و غلظت رسوب در خروجی شیار، روند خاصی مشاهده نشد. همچنین نقش شیب فلوم در کنترل شدت فرسایش شیاری، مشهودتر از تاثیر دبی جریان ورودی بود. ارزیابی مدلصهای ‭GUEST ‬و ‭WEPP ‬در برآورد فرسایش شیاری نشان داد که هر دو مدل بسته به نوع خاک، ممکن است مقداری کمصبرآورد و بیشصبرآورد داشته باشند. جایگزینی مقادیر ظرفیت حمل رسوب مدل ‭WEPP ‬با مقادیر محاسبهصای، کارایی آن را به طور قابل توجهی افزایش داد. ضریب کارایی مدل ‭GUEST ‬برای ‮‭0/1‬‭F=‬0، ‮‭0/2‬‭F= ‬و مقدار ‭F ‬محاسبهصای، به ترتیب ‮‭12‬/،‮‭0/77 0‬ و ‮‭0/83‬ تعیین شد. همچنین ضریب کارایی مدل ‭WEPP ‬پس از واسنجی پارامتر ‭Tc‬، برابر با ‮‭0/54‬ بدست آمد. هر دو مدل ‭WEPP ‬و ‭GUEST ‬قابلیت محدودی در اعمال تغییرات مکانی داشته و به همین دلیل قادر به توصیف تکامل شیار و نیز کم یصنمودن فرآیندهای ریزش دیواره و ب رش در راس نمیصباشند. این موضوع لزوم در نظر گرفتن تغییرات مکانی را در کنار سایر پارامترها نشان میصدهد. واژهصهای کلیدی: فرسایش شیاری، شبیهصسازی رواناب، مدلصهای ‭GUEST ‬و ‭WEPP