نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علی‌رضا مسجدی ¹
• منوچهر فتحی‌مقدم ²

¹ استادیار گروه آبیاری، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی

² دانشیار دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

وجود پوشش گیاهی در هر منطقه‌ای باعث کاهش سرعت جریان‌های سطحی و جلوگیری از فرسایش خاک می‌شود، بنابراین پوشش گیاهی تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر کاهش سیلاب‌های مخرب خواهد داشت. یکی از روش‌های حفاظت از فرسایش در حوزه‌های آبخیز سیل‌زا، استفاده از روش زیستی است. وجود پوشش گیاهی در حوزه‌های آبخیز، باعث کاهش سرعت جریان در هنگام سیلابی و جلوگیری از فرسایش خاک می‌شود. اندام‌های بیرونی گیاهان موجب افزایش زبری و کاهش سرعت جریان آب و در نتیجه کاهش انرژی تنش برشی آن می­شود. از عوامل مهمی که مقاومت هیدرولیکی گیاهان با آن بیان می‌شود، ضریب زبری است. اندازه‌گیری ضریب زبری گیاهان و بررسی تاثیر آن‌ها در کاهش سرعت و تنش برشی جریان، از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از گونه‌های مناسب برای تثبیت و حفاظت خاک، گیاه گز است. این گیاه نسبت به شرایط مختلف مقاوم، و به­آسانی در محل مورد نظر استقرار می‌یابد. گز از جمله گیاهانی است که دارای برگ‌های سوزنی بوده، اندام بیرونی آن‌ها به‌دلیل زبری، باعث کاهش سرعت جریان و جلوگیری از فرسایش خاک می‌شود. در این تحقیق، با استفاده از مدل آزمایشگاهی ضریب زبری اندام بیرونی گیاه گز و تاثیر آن در کاهش سرعت جریان بررسی شده است. گز، در شرایط غیر مستغرق و زیر بحرانی در فلوم شیشه‌ای به طول 12.6 متر، عرض 0.5 متر و ارتفاع 0.6 متر با سرعت، دبی و عمق‌های مختلف آزمایش شد. ارتفاع گیاه در این، تحقیق 35 سانتی‌متر و با آرایش طبیعی و تصادفی در بازه‌ای از فلوم به‌طول 2.8 متر در کف فلوم قرار داده شد. 22 نوع آزمایش در این تحقیق صورت گرفت. با توجه به آزمایش‌های انجام شده بر روی مدل فیزیکی و نمودارهای به‌دست آمده، می‌توان نتیجه گرفت ضریب زبری این گیاه، تابعی از شرایط جریان، نظیر سرعت، عمق و شعاع هیدرولیکی و همچنین تابعی از نوع و پوشش گیاهی است؛ همچنین گیاه گز به‌دلیل زبری بالا، گزینه مناسبی برای کاهش سرعت جریان و جلوگیری از فرسایش خاک به‌شمار می‌رود.

کلیدواژه‌ها

• جریان سطحی
• ضریب زبری
• گز
• فلوم
• مقاومت جریان

عنوان مقاله [English]

A laboratory study of vegetation effects on preventing soil erosion ‎in water catchments

نویسندگان [English]

• Ali Reza Masjedi ¹
• Manouchehr Fathi Moghadam ²

¹ Assistant Professor, Department of Irrigation, Ahvaz Unit, Azad Islamic University, Iran

² Associate Professor, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran

چکیده [English]

The existence of vegetation cover in a region can reduce the velocity of surface run-off and prevent soil erosion. This can substantially control the occurrence of destructive floods in the region. One reliable method used in protecting flood-forming catchments is the biological method. Also, one factor that represents the hydraulic resistance in plants is roughness coefficient. Measuring the coefficient and its impact on the flow velocity and shear stress reduction in the plants is of outmost importance. One of the known species used extensively in soil stabilization and protection is Tamarix sricta .This species resists against various climates and is easy to be planted. With its needle leaves and rough external organs, Tamarix sricta reduces the flow velocity and prevents further soil erosion. In this research roughness coefficient of the Tamarix sricta was investigated. The plant studied in non-submerged and sub critical condition flow using a flume with the length of 12.6 m, width of 0.5 m and height of 0.6 m in different velocity, discharge and depths. The height of plants in this is 35 cm with a natural arrangement in trays of 2.8 m in length laid over the bed of the flume. The total number of the experiments is 22.The results of this study show that roughness coefficient of plants is function of velocity, depth, hydraulic radius and plant types. Because of its high roughness, this species is an appropriate alternative to be used in reducing the flow velocity and protecting the soil from any erosion possibility.

کلیدواژه‌ها [English]

• Flume
• roughness coefficient
• Tamarix
• Shear Stress
• surface runoff