اثر میزان رس، ارتفاع آبشار و سرعت جریان در خاک‌های چسبنده بر فرسایش پس‌رونده
محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری
معصومه عاشوریان
1
(دانشجوی دکتری؛ گروه علوم و مهندسی آب؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ تهران؛ ایران)
محمود شفاعی بجستان
2
(استاد؛ دانشکده مهندسی علوم آب؛ دانشگاه شهید چمران؛ اهواز؛ ایران)
حسین بابازاده
3
(دانشیار؛ گروه علوم و مهندسی آب؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ تهران؛ ایران)
کلید واژه: آبکند‌ها, ترک‌های کششی, رسوب, زاویه شیب پرتگاه,
چکیده مقاله :
فرسایش پس‌رونده یک تغییر ناگهانی در ارتفاع یا شیب است که آبکند‌ها و دره‌هایی را ایجاد می‌کند و بسته به عوامل مختلف می‌تواند در محدوده‌ی ارتفاعی کم‌تر از چند سانتی‌متر تا چند متر تغییر نماید و به سمت بالادست حرکت کند. این پدیده یکی از مشخصترین انواع فرسایش در تلفات خاک و از مهم‌ترین منابع تولید رسوب است. از این رو شناخت این پدیده، میزان مهاجرت و میزان تولید رسوب آن حائز اهمیت است. در تحقیق حاضر تعداد هفت نمونه خاک چسبنده، با ترکیب متفاوت رس و سیلت تحت شرایط مختلف ارتفاع پیشانی آبشار و سرعت جریان مورد آزمایش قرار گرفت و در نهایت میزان تغییرات مهاجرت و رسوب تولید شده بررسی شد. آزمایش‌ها تا ثابت شدن میزان مهاجرت ادامه داشت. یکی از پدیده‌های تاثیرگذار در آزمایش‌ها، تشکیل ترک‌های کششی در سطح خاک می‌باشد. اندازه و تعداد ترک‌ها رابطه‌ی عکس با درصد رس دارد. هرچه چسبندگی رسوب بیش‌تر باشد، مهاجرت آبشار به سمت بالادست با زاویه‌ی قائم‌تری می‌باشد. زاویه شیب آبشار در شرایط رس خالص 6/34 درجه بود، اما در خاک با 50 درصد رس، به 40 درجه افزایش یافت. با کاهش 50 درصدی رس، میزان پس‌روی و سرعت متوسط آن، 3 برابر حالتی بود که در آن رس 10 درصد کاهش داشت. همچنین کاهش تراز پیشانی 5/3 برابر، سرعت متوسط آن 5/4 برابر و دبی متوسط رسوب 3 برابر افزایش داشت.
Headcut erosion is a sudden change in height or slope, which creates gullies and valleys and depending on different factors, it may vary from a height range of less than one inch to some feet and move upstream. This is one of the most significant types of erosions in soil losses and the major sources of sediment yield. Therefore, knowing this phenomenon, migration rate and sediment yield are important. In this study, seven samples of cohesive soils with different compositions of clay and silt, tested under different circumstances of waterfall height and flow velocity, and discussed migration rate and sediment yield. Tests were continued to reach a constant migration rate. One of the effective phenomenons in all tests was tensional cracks on soil surface. The size and number of these cracks have inverse relation with clay percent. The higher is the adhesion of sediment, the more vertical is the angle of waterfall migration upward. Waterfall slope angle under pure clay conditions was 34.6 degrees, but it increased to 40 degrees in the soil with 50 percent clay. With the 50 percent clay reduction, headcut movement and its average velocity were 3 times more than the one with 10 percent reduction of clay. Moreover, waterfall decline, its mean velocity, and average flow rate of sediment increased by 3.5, 4.5, and 3 times, respectively.