تغییرپذیری غلظت و توزیع اندازه موثر ذرات رسوب در مراحل ابتدایی و تکاملی تولید رواناب از شیب‌ها و شدت‌های مختلف بارندگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، مازندران، نور

2 استاد، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، مازندران، نور

3 دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان

چکیده

فرسایش آبی خاک دارای فرایندهای مختلف جدایش، ورود به جریان، انتقال و رسوب‌گذاری است. رسوبات خروجی از حوزه آبخیز ترکیبی از ذرات با اندازه‌های مختلف می‌باشد. توزیع اندازه ذرات در حال انتقال عاملی بسیار تاثیرگذار در فرایند انتقال و رسوب‌گذاری می‌باشد. حال آن‌که تغییرپذیری مولفه‌های توزیع اندازه ذرات طی شرایط مختلف جریان کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بر همین اساس پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرپذیری برخی مولفه‌‌های توزیع اندازه موثر ذرات رسوب با استفاده از دانه‌بندی لیزری در شرایط جریان ناپایدار ابتدایی و پایدار تکاملی در یک نوع خاک تهیه شده از منطقه کدیر در استان مازندران در مقیاس پلات‌های آزمایشگاهی برنامه‌ریزی شد. به این منظور شبیه‌سازی بارندگی در پلات‌های 1×6 متر در شیب‌های پنج، 15 و 25 درصد و در شدت‌های 30، 60 و 90 میلی‌متر بر ساعت و در سه تکرار به‌وسیله شبیه‌ساز باران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق بیان‌گر تبعیت بیشتر غلظت رسوب از شیب نسبت به شدت بارندگی در شرایط مختلف جریان بود. همچنین، مقایسه مقادیر درصد ذرات کوچک‌تر از دو میکرون و مولفه‌ D10 در شیب‌های مختلف بیان‌گر اختلاف معنی‌دار آن‎ها در شیب پنج درصد در شدت بارندگی 60 و 90 میلی‌متر بر ساعت در سطح اطمینان 95 درصد در شرایط مختلف جریان بود. در صورتی که ذرات بزرگ‌تر از دو میکرون در شرایط جریان ناپایدار و پایدار فقط در شیب پنج درصد در شدت بارندگی 30 میلی‌متر بر ساعت اختلاف معنی‌دار در سطح اطمینان 95 درصد داشتند. در همین راستا مولفه‌ D50 رفتار بسیار پیچیده‌ای در شیب‌ها و شدت‌های مختلف داشت، ولی مولفه‌ D90 از هیچ‌کدام از شیب‌ها و شدت‌ها در مراحل ابتدایی و تکاملی جریان در سطح اطمینان 90 درصد به‌دلیل عدم توان جریان در انتقال ذرات بزرگ‌تر از 63 میکرون و مخصوصا مولفه‌ D90 تاثیر نپذیرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Changeability of concentration and particle size distribution of effective sediment in initial and mature flow generation conditions under different slops and rainfall intensities

نویسندگان [English]

  • Mahbobeh Kiani Harchegani 1
  • Seyed Hamidreza Sadeghi 2
  • Hossein Asadi 3
1 PhD Student, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran
2 Professor, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran
3 Associate Professor, Faculty of Soil Science, University of Guilan
چکیده [English]

Water erosion comprises major processes of the detachment, entrainment, transport and deposition. Sediment washed out from the watershed is composed of different particle sizes. The particle size distribution of sediment is a significant factor influencing detachment and transport processes. However, the changeability variables of particle size distribution under different flow conditions have been less considered. Accordingly present study was therefore planned to evaluate the changes in particle size distribution of effective sediments by laser diffraction in initial unsteady and mature steady flow conditions in laboratory scale for a type of soil that was collected from Koudir region in Mazandaran Province. Towards this attempt, rainfall simulation experiments with intensities of 30, 60, and 90 mm h-1were conducted in a set of 1 × 6 m plot with varying slopes of 5, 15 and 25% based on governing condition in the north region of the a soil type and in three replications. The results showed that the sediment concentration is influenced by the slope more than by the rainfall intensity in runoff different conditions. In addition, the results explained significant levels of (p<0.05) for particle of 10 in slope of 5% and in rainfall intensities of 60 and 90 mm h-1 in steady and unsteady flow conditions. While particle of >2 micron had a significant different (p<0.05) in slope of 5% and in rainfall intensity of 30 mm h-1. In this regard, variable of D50 had very complex behavior in slopes and different rainfall intensities but D90 was not influenced by slopes and rainfall intensities in confidence level of 90% in steady and unsteady flow conditions because of inability flow in moving particles of >63 micron and especially variable of D90.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Erosion plot
  • Laser diffraction
  • linear model
  • Rainfall Simulation