بررسی اثر قدرت جریان و نوع خاک بر اهمیت نسبی فرآیندهای فرسایشی ناشی از رواناب

درک فرآیندهای فرسایش و توسعه دقیق مدل های فرسایش خاک نیاز به درک و فهم جداسازی، ته نشینی و انتقال ذرات در شیارها دارد. حداقل دو فرآیند متفاوت در انتقال ذرات توسط جریان موثر است که اهمیت نسبی آن ها به خصوصیات جریان به ویژه قدرت جریان و نوع خاک وابسته است. این مطالعه با هدف بررسی نقش نوع خاک و قدرت جریان اهمیت نسبی فرآیندهای ناشی از رواناب و هم چنین تاثیر آن ها بر مرز بین دو فرآیند از نظر اندازه ذرات انتقالی در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. به این منظور اثر شش قدرت جریان در شیب 5/0 تا 2 درصد، بر روی پنج نمونه خاک مختلف بررسی گردید. نمونه ها در بستر فرسایشی با ابعاد 05/0×05/0×5/2 متر ریخته شد، قبل از انجام هر آزمایش، خاک با یک جریان آرام غیر فرساینده به مدت حداقل 12 ساعت اشباع گردید. هر آزمایش به مدت چهل دقیقه ادامه یافت، در فواصل زمانی مختلف از خروجی فلوم، نمونه های غلظت رسوب و توزیع اندازه ذرات تهیه شد. بررسی تغییر غلظت رسوب با زمان و قدرت جریان نشان داد که با افزایش قدرت جریان میزان غلظت رسوب به ویژه در ابتدا افزایش یافته، اما با گذشت زمان غلظت رسوب کاهش یافته و در نهایت به یک حالت پایدار می رسد. در برخی از نمونه ها در قدرت جریان-های بالاتر، غلظت رسوب تعادلی برابر یا حتی کم تر از غلظت رسوب در قدرت جریان های پایین تر است. بنابراین مدل-هایی که میزان فرسایش را از روی غلظت رسوب تعادلی برآورد می کنند، ممکن است دارای خطای بیش تر و کارایی کم-تری باشند. هم چنین نتایج این مطالعه موید وجود یک الگوی انتخابی در انتقال ذرات خاک وابسته به شرایط هیدرولیکی جریان و انتقال ذرات با اندازه های متفاوت توسط مکانیسم های مختلف انتقال از جمله جهش- تعلیق و چرخش است. نتایج این مطالعه هم چنین نشان داد که نقطه ی حداقل شدت انتقال، مرز بین جهش-تعلیق و چرخش، در خاک های مختلف با توزیع اندازه ی ذرات متفاوت، منحصر به همان خاک است و با افزایش قدرت جریان تغییر نمی یابد. با تغییر قدرت جریان تنها اهمیت نسبی دو مکانیسم انتقال دهنده تغییر می کند.