شبیه سازی طول شیب بر شدت فرسایش و توزیع اندازه ذرات رسوب

فرسایش آبی تابعی از برآیند نیروهای وارده بر روی خاک است که با ضربه قطرات باران و رواناب سطحی آغاز شده و به خصوصیات پایداری خاکدانه و فرآیند کنش مرتبط می¬باشد. این پدیده در نتیجه فرآیندهای جدا شدن و انتقال ذرات توسط عوامل فرساینده باران و رواناب و نیز فرآیند رسوبگذاری اتفاق می¬افتد. عامل شیب یکی از عوامل موثر بر شدت فرسایش می¬باشد، که در این زمینه اثر طول شیب حائز اهمیت است.هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات زمانی و مکانی توزیع اندازه ذرات رسوب در طول شیب¬های مختلف در یک خاک رسی است. این پژوهش در آزمایشگاه شبیه¬ساز باران و فرسایش پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری در فلومی به طول 6 متر و عرض 1 متر با شیب ثابت 20 درصد و شدت باران 9/55 میلی¬متر بر ساعت در چهار طول شیب مختلف انجام شد. آزمایش¬های مربوط به دو طول یک و شش مترفقط تحت بارش انجام شد. برای شبیه سازی طول های شش و 12 متری، علاوه بر بارش، مقداری جریان نیز از سامانه رواناب در بالا وارد شد. نمونه¬گیری از رواناب حاوی رسوب در 8 دقیقه ابتدایی هر یک دقیقه یک بار، تا دقیقه 18 هر دو دقیقه یک بار و تا دقیقه 30 هر 3 دقیقه یک بار انجام شد و یک نمونه نیز در انتهای آزمایش تا زمان قطع شدن رواناب برداشت شد. نتایج نشان داد با گذشت زمان دبی جریان با کاهش نفوذپذیری افزایش یافت. غلظت و دبی رسوب با گذشت زمان روند کاهشی داشت. خصوصیات هیدرولیکی جریان نظیر سرعت جریان، عمق جریان، تنش برشی و قدرت جریان با افزایش طول شیب به طور نمایی افزایش یافت. هم¬چنین نتایج نشان داد در زمان-های ابتدایی آزمایش (10 دقیقه اول) ذرات با اندازه 003/0 تا 03/0 میلی¬متر بیش¬ترین میزان را در رسوب خروجی دارند. بنابراین، مشاهده شد با گذشت زمان توزیع اندازه ذرات رسوب درشت¬تر شده و به خاک اصلی نزدیک می¬شود. هم¬چنین دانه¬بندی سطح خاک فرسایش یافته در انتهای آزمایش نشان داد که هر چه طول شیب بیش¬تر می¬شود، دانه¬بندی ریزتر می¬شود. از طرفی نتایج نشان داد ذراتی که در رسوب خروجی فراوان تر هستند، در سطح خاک باقی مانده، حداقل و برعکس، ذراتی که در رسوب خروجی کمتر بودند، در سطح خاک حداکثر می¬باشند.