مطالعه تأثیر زبری آئرودینامیکی بر شدت فرسایش خاک در آزمایشهای تونل باد
Abstract
فرسایش بادی یکی از پدیده های مخربی است که که باعث بیابانزایی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک میشود. کنترل فرسایش بادی زمانی موثرتر خواهد بود که از عوامل موثر بر آن و فرآیندها و مکانیسم ها اطلاعات کافی در دسترس باشد. یکی از مهم ترین عوامل موثر بر شدت فرسایش بادی، زبری سطحی است که در اثر وجود خاکدانه، کلوخه و ناهمواری های حاصل از شخم ایجاد می شود. در این تحقیق به بررسی اثر زبری به صورت تصادفی (شبیه سازی اندازه ذرات) و جهت دار (شبیه سازی اثر شخم) بر شدت فرسایش بادی پرداخته شد. با توجه به محدودیت های اندازه گیری فرسایش در شرایط صحرایی، آزمایش ها با استفاده از آزمایش تونل باد انجام شد. بدین منظور دو نمونه خاک از مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان با دو بافت متفاوت یکی خاک ماسه ای (بافت شنی) و دیگری خاک زراعی (بافت لوم شنی) آورده شد. برای بررسی زبری تصادفی خاک زراعی را از الک-های 2، 5 و 15 میلیمتر عبور داده شدند و بدین ترتیب از یک نوع خاک سه زیر نمونه با توزیع اندازه ذرات متفاوت ایجاد گردید. خاک ماسه ای نیز از الک 2 میلیمتر عبور داده شد. تا در مجموع 4 زیر نمونه تهیه گردد. سپس هر یک از نمونه ها را جداگانه در سینی تونل باد ریخته و سرعت های 2، 9، 15 و 18 متر بر ثانیه در ارتفاع 20 سانتیمتر به مدت 5 دقیقه برای خاک زراعی ایجاد گردید. به منظور بررسی نقش زبری جهت دار، با استفاده از قالب هایی با ارتفاع 2 و 15 سانتیمتر ناهمواری هایی بر سطح خاک ایجاد شد و سرعت های بالا ایجاد گردید. همچنین پروفیل طولی قبل و بعد از هر آزمایش و دانه بندی رسوب نیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که زبری تصادفی و جهت دار اثرات ژرفی بر کنترل فرسایش بادی دارند. همچنین مشخص گردید که با افزایش سرعت باد، توزیع اندازه ذرات رسوب، به توزیع اندازه ذرات خاک اولیه نزدیک می شود. یافته های این تحقیق اهمیت پرداختن بیشتر به تقابل سرعت، زبری به ویژه در مورد زبری تصادفی را بیش از پیش روشن ساخت.