برآورد ضرایب زبری مانینگ و دارسی-ویسباخ در سطح یک خاک لسی تحت پوشش های متفاوت سنگ ریزه سطحی

مقاومت به جریان سطحی از قبیل ضرایب زبری دارسی-ویسباخ و مانینگ یک ورودی مهم در مدل های فرایندی فرسایش خاک به منظور تخمین میزان فرسایش خاک بوده و همین طور در طراحی و اجرای راه کارهای حفاظت آب و خاک بسیار حائز اهمیت است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی ضرایب زبری مانینگ و دارسی-ویسباخ در سطح یک خاک لسی تحت پوشش های متفاوت سنگ ریزه سطحی بود. بدین منظور، از یک فلوم به طول شش و عرض 5/0 متر با شیب ثابت سه درصد برای اجرای آزمایش استفاده شد. تیمارها شامل پوشش سنگ ریزه (صفر، 10، 20 و 30 درصد) و جریان های سطحی ( 3، 6 و 9 لیتر در دقیقه) بودند. نتایج نشان داد که با افزایش پوشش سنگ ریزه سطحی ضرایب دارسی- ویسباخ و مانینگ به صورت نمایی افزایش یافت. با افزایش پوشش سنگ ریزه سطحی از صفر به 30 درصد، ضریب دارسی- ویسباخ در جریان های سطحی 3، 6 و 9 لیتر در دقیقه، به ترتیب 3/84، 8/83 و 7/85 درصد افزایش و ضریب زبری مانینگ به ترتیب در جریان های سطحی فوق، 9/96، 7/96 و 4/97 درصد افزایش یافت. مقادیر ضرایب زبری با افزایش سرعت جریان سطحی در یک پوشش سنگ ریزه سطحی به صورت نمایی (99/0=R2) کاهش یافت. همچنین، با افزایش غوطه وری نسبی (نسبت عمق جریان به پوشش سنگریزه سطحی) مقدار (8/f)0.5 به صورت لگاریتمی افزایش یافت. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که ضرایب زبری علاوه بر اندازه و شکل ذرات، تحت تاثیر عواملی از قبیل مقدار، عمق و سرعت جریان سطحی و همچنین، مقدار پوشش سنگ ریزه سطحی می باشد.