واسنجی، توزیع مکانی و خصوصیات بارش های شبیه سازی شده / مطالعه موردی: شبیه ساز باران مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری

در سال های اخیر، شبیه سازی باران به طور وسیعی در شناخت فرسایش خاک و فرآیندهای مربوط به آن مورد استفاده قرار گرفته است. اخیرا مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، یک واحد آزمایشگاه شبیه سازی باران و فرسایش تاسیس نموده که از بسیاری لحاظ از سایر شبیه ساز های موجود در کشور متفاوت می باشد. در تحقیق حاضر با معرفی سامانه مذکور، روشی برای واسنجی، یکنواختی بارش و توزیع اندازه قطرات باران شبیه سازی شده در سه فشار 01/0، 05/0 و 15/0 مگاپاسکال، مورد استفاده قرار گرفته است. اندازه گیری توزیع مکانی شدت بارش برای تک تک نازل ها به طور جداگانه روی قاعده مخروط بارش و نیز برای ترکیب های مختلف آنها در سطح فلوم در دو گام محاسبه ای و مشاهده ای انجام شد. به منظور تعیین توزیع اندازه قطرات از روش گلوله آردی استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که توزیع بارش تمام شش نازل تقریبا مشابه است. با ایجاد ترکیب های مختلفی از نازل های فعال و با تغییر فشار آب، فاصله بین نازل ها و نحوه چیدمان آنها، شدت های متفاوتی از 35 تا 125 میلی متر در ساعت شبیه سازی گردید. برای بارش های منتخب، ضریب یکنواختی بیش از 90% بدست آمد. الگوی بارش در گام مشاهده ای نسبت به گام محاسبه ای دارای شدت و ضریب تغییرات بیشتری بود. میانه حجمی قطر قطرات باران شبیه سازی شده بین 64/1 تا 15/2 میلی متر اندازه گیری شد. افزایش تعداد نازل های فعال در یک فشار ثابت، افزایش میانه قطر قطرات را به دنبال داشت. با افزایش فشار آب در یک ترکیب مشخص از چیدمان نازل ها، شدت بارش افزایش یافت در حالیکه میانه قطر قطرات و همچنین سرعت و انرژی جنبشی برآوردی کاهش نشان داد. با فرض رسیدن قطرات به سرعت حد، سرعت نهایی و انرژی جنبشی باران شبیه سازی برای شدت های مختلف، به ترتیب بین70/5 تا 78/6 متر بر ثانیه و 24/16 تا 97/22 ژول بر متر مربع در میلی متر باران برآورد گردید.