اثر خاک پوش های زیستی بر مقاومت برشی کانال های خاکی تحت شبیه سازی باران و فرسایش خاک

پژوهش حاضر با هدف تعیین نوع و مناسب ترین سطح از خاک پوش های زیستی و اثر آن ها بر متغیرهای مقاومت فرسایشی خاک دیواره جانبی کانال های زهکش دشت اراضی خوزستان در آزمایشگاه شبیه ساز بارندگی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری انجام شد. به طوری که با استفاده از چهار نوع خاک پوش زیستی پایه آب، در سه سطح حداقل (C۱)، متوسط (C۲) و حداکثر (C۳) آزمایش هایی روی نمونه خاک منطقه مورد پژوهش انجام شد. هر یک از تیمار های آزمایشی روی فلومی با شیب جانبی ۱ به ۲۵/۱ مشابه شیب جانبی کانال ها در طبیعت، در دو شدت بارندگی ۳۰ و ۸۰ میلی متر بر ساعت، در سه نوبت تکرار و شبیه سازی شدند. در هر آزمایش مقاومت برشی تیمارها اندازه گیری شد. آزمایش ها در طرح بلوک های کاملا تصادفی در قالب کرت های خرد شده اجرا و داده ها با به کارگیری نرم افزار SAS تجزیه و میانگین ها با استفاده از آزمون چنددامنه SNK مقایسه شدند. در نهایت با استفاده از مدل های ریاضی با بهینه سازی و کمینه سازی مقادیر رسوب و هزینه های اقتصادی، مناسب ترین تیمار تثبیت کننده جداره جانبی زهکش ها تعیین شد. نتایج مشخص نمود که تنها خاک پوش های زیستی ۲ و ۴ بر مقاومت برشی تاثیر مثبت داشته اند. هم چنین، بر هم کنش دو متغیر شدت بارندگی با نوع تیمار بر میزان مقاومت برشی معنی دار و بر هم کنش متغیرهای شدت بارندگی با سطح خاک پوشش غیرمعنا دار در سطح ۵ درصد ارزیابی شد. ضمنا بر هم کنش نوع تیمار با سطح مواد نیز معنا دار شد. پس از تحلیل مهندسی سیستم و بهینه سازی مقادیر رسوب و هزینه های اقتصادی مشخص شد که خاک پوش ۲ در سطح C۳ بهترین کارایی در افزایش مقاومت برشی را دارد. لذا برهم کنش پارامترهای شدت بارش با سطح خاک پوش مورد استفاده در سطح ۵ درصد معنا دار نبود. ضمنا برهم کنش نوع تیمار با سطح مواد مورد استفاده نیز معنا دار شد. با توجه به نتایج تجزیه واریانس در بررسی نقش شدت بارش بر تیمارهای خاک پوش زیستی، مشخص شد که شدت بارش بر میزان مقاومت برشی اثر داشته است. نتایج پس از انجام مهندسی سیستم و تحلیل های مربوط به بهینه سازی مقادیر رسوب و هزینه های اقتصادی مشخص نمود که خاک پوش ۲ در سطح C۳ بهترین کارایی در افزایش مقاومت برشی را دارد.

Keywords:

بهینه سازی , شبیه سازی بارندگی , فرسایش , کانال خاکی , خاک پوش زیستی , مقاومت برشی