تعیین آستانه های هیدرولیک جریان برای شروع فرسایش خندقی با استفاده از شبیه سازی جریان

خندق ها، اشکال پیشرفته فرسایش تشدید شونده می باشند که دراثر عوامل مختلف ایجاد می شوند. از طرف دیگر فرسایش خندقی یک پدیده ژئومرفیک آستانه ای است و توسط دامنه وسیعی از عوامل محیطی کنترل می شود. بیشتر محققین در زمینه هیدرولیک جریان اقدام به استفاده از معیارهای مختلف اعم از: عدد فرود بحرانی، سرعت برشی و تنش برشی بحرانی نموده اند. در تحقیق جاری با استفاده از شبیه سازی فیزیکی جریان در یک پلات فرسایش (به ابعاد 15 × 4/0 و ارتفاع 5/0 متر) و در سه کاربری دیمزار، مرتع و دیمزار رهاشده (با شرایط خاک مشابه)، تاثیر وضعیت سطح زمین و نوع پوشش بر آستانه فرسایش و شروع فرسایش خندقی از طریق اندازه تنش برشی بحرانی بررسی شد.نتایج این آزمایش نشان می دهد که تنش برشی بحرانی برای شروع فرسایش در اراضی مرتعی، دیمزار و متروکه برابر 83، 11 و 74 دین بر سانتی متر مربع است. در دبی های متوسط و بالا در فلوم مقدار تلاطم در اراضی مرتعی کمتر از اراضی دیمزار و متروک بود. متوسط تنش برشی لازم برای برای ایجاد بالاکند دراراضی مرتعی، متروکه و دیمزاربه ترتیب 192، 43 و 174 دین بر سانتی متر مربع محاسبه گردید. تفاوت قابل ملاحظه (4-3 برابر) بین کاربری دیمزار با کاربری های مرتع و اراضی رها شده وجود داشته و علت اصلی آن به وضعیت پوشش حفاظتی سطح خاک مرتبط می باشد. تغییرات ناگهانی در پارامترهای هیدرولیک محاسبه شده اراضی دیمزار نسبت به سایر اراضی نشان دهنده اثر عملیات خاک ورزی در کاهش مقاومت خاک دانه ها و ساختمان خاک است. با توجه به اینکه در بیشتر مدل های فیزیکی- پایه فرسایش و رسوب مقدار تنش برشی بحرانی برابر 35 دین بر سانتی متر مربع در نظر گرفته می شود برای فرسایش و کنش سطحی خاک این مقدار در بیشتر مواقع تناسب داشته اما برای مطالعات فرسایش خندقی و آبراهه ای برآورد غیر واقعی خواهد داشت.