بررسی مکانیسم های حمل ذرات رسوب در‎ ‎فرسایش ورقه‎ای با استفاده از آزمایش فلوم

فرسایش خاک فرآیندی پویاست که توزیع اندازه ذرات رسوب حاصل از آن تغییرات زیادی دارد. شناخت دینامیکی توزیع اندازه ذرات رسوب، مبنای مدل­ سازی فرسایش­پذیری خاک، انتقال عناصر غذایی، آلاینده‎ها و ذرات ریز در­ اثر فرسایش می‎باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی فرآیندها و مکانیزم‎های انتقال ذرات ناشی از فرسایش ورقه‎ای بر روی دو خاک (زراعی و ماسه­ ای) با توزیع اندازه ذرات متفاوت و با استفاده از فلوم آزمایشگاهی اجرا شد. آزمایش­ ها از طریق ایجاد ترکیب های مختلف شیب (۱.۵ و دو درصد) و دبی جریان (۷۵، ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۵۰، ۱۷۵ و ۲۰۰ میلی­ لیتر در ثانیه) انجام شد. نتایج نشان داد که شرایط هیدرولیکی جریان و هم­ چنین خاک، نقش مهمی در انتقال انتخابی ذرات رسوب ایفا می‎کند،به‎نحوی‎ که در خاک زراعی، دو نقطه پیک در توزیع اندازه ذرات رسوب مشاهده شد. در پیک اول (ذرات ریز با اندازه ۰.۰۴۲ میلی­ متر)، مکانیسم غالب حمل ذرات، بار معلق-جهشی بود و در پیک دوم (ذرات درشت با قطر ۱.۵ میلی­ متر)، مکانیزم حمل بار بستر غالب بود. از­ سویی، با افزایش قدرت جریان ناشی از افزایش شیب و یا شدت جریان، شرایط به‎تدریج از حالت انتخابی برای ذرات ریز خارج شد و ذرات ریز و ذرات درشت هر دو منتقل شدند. در خاک ماسه‎ای، تنها یک پیک برای ذرات با دامنه اندازه ۰.۱۰۹ تا ۰.۱۷۵ میلی­متر مشاهده شد. در­این خاک، مکانیزم حمل به ­صورت جهشی، بیش‎ترین نقش را در انتقال ذرات رسوب داشت. به­علاوه،  در طبقه‎های اندازه کوچک­تر از ۰.۱۵۰ میلی­ متربا افزایش شدت جریان، درصد ذرات ریز در رسوب کاهش نشان داد. در مقابل، با افزایش شدت جریان، درصد ذرات در طبقه‎های اندازه بزرگ‎تر از ۰.۲۱۸ میلی مترافزایش یافت. با افزایش قدرت جریان در هر دو خاک، اهمیت نسبی انتقال به­صورت بار معلق و بار بستر به ­ترتیب کاهش و افزایش پیدا کرد.یافته­ های این تحقیق نشان داد که توزیع اندازه ذرات رسوب و در نتیجه مکانیزم حمل ذرات، به شرایط هیدرولیکی جریان نظیر شیب و شدت جریان و در­نتیجه قدرت جریان بستگی دارد.

Keywords:

توزیع اندازه رسوب , رواناب , شبیه‎سازی , فرسایش خاک , قدرت جریان