بررسی اثر بار رسوب‌ و بافت خاک بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در فرسایش شیاری شبیه‌سازی شده

نویسندگان

1 استاد گروه علوم خاک دانشگاه زنجان، زنجان

2 دانشجوی دکتری گروه علوم خاک دانشگاه زنجان، زنجان

3 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز، تبریز

doi
چکیده

شیارها به­عنوان منبع و محل تولید و انتقال رواناب و رسوب روی دامنه­ها می­باشند. خصوصیات جریان در شیارها می­تواند تحت­تأثیر نوع و میزان مواد همراه باشد. آگاهی از فرآیند توسعه شیار­ها مستلزم شناخت خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها می­باشد. این پژوهش به­منظور بررسی اثرات بار رسوب بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیارها انجام گرفت. آزمایش در فلومی به ابعاد 3/0× 4/0 ×4 متر در شیب10درصد در خاک­های با بافت­ لوم، شن لومی  و لوم رس شنی  تحت بارش با شدت 90 میلی­متر بر ساعت در چهار تکرار انجام شد. عدد رینولدز، عدد فرود، ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ، عمق جریان، تنش برشی و قدرت جریان طی فرآیند فرسایش شیاری مشخص شدند. نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک دارسی-ویسباخ با افزایش باررسوب افزایش یافت. عدد فرود با افزایش بار رسوب به‌دلیل کاهش چشمگیر سرعت جریان کاهش یافت. تنش و قدرت برشی و عمق جریان نیز با افزایش بار رسوب افزایش داشتند. عمق جریان با افزایش بار رسوب بیشتر شد و در خاک لوم از 041/0 تا 1 میلی­متر و در خاک شن لومی از 07/0 تا 3/1 میلی­متر و در خاک لوم رس شنی از 06/0 تا 7/0 میلی­متر بود. ضریب تبیین بین بار رسوب و تمام خصوصیات هیدرولیکی برای دو خاک لوم و شن لومی بالاتر از 90 درصد  ارزیابی شد ولی برای خاک لوم رس شنی حدود 60 درصد بود. به طور کلی این پژوهش نشان داد که برهم­کنشی معنی­دار بین بار رسوب و خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیار­ها برقرار است.