بررسی تأثیر سرعت باد و توزیع اندازه ذرات خاک بر‎ ‎فرآیندهای حمل رسوب ناشی از فرسایش بادی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

فرسایش بادی یکی از مهم­‌ترین جنبه‌های تخریب اراضی است که مشکلات قابل توجهی را به­‌ویژه در مناطق خشک و نیمه­‌خشک به­ وجود آورده است. شناخت توزیع اندازه ذرات رسوب و همچنین فرآیندهای حمل ذرات، اهمیت زیادی در مدل­‌سازی فرسایش بادی دارد. پژوهش حاضر به بررسی این موضوع بر روی دو نوع خاک با توزیع اندازه ذرات متفاوت که از اراضی زراعی و تپه ماسه­‌ای نمونه­‌برداری شده، با استفاده از آزمایش تونل باد، ­پرداخته است. نتایج حاصل، نشان داد اندازه ذرات رسوب بادرفت در مقایسه با اندازه ذرات خاک­‌های مورد مطالعه، در همه سرعت­‌های باد مورد بررسی، دارای اندازه ریزتری است.این موضوع نشان از یک حالت انتخاب­‌پذیری در فرسایش ذرات ریز از سطح این خاک­‌ها دارد. همچنین، مشخص شد در خاک زراعی، با افزایش سرعت باد از دو به 18 متر بر ثانیه در ارتفاع 20 سانتی­‌متری، توزیع اندازه ذرات رسوب به‌سمت خاک اصلی میل می­‌کند. این روند در خاک ماسه­‌ای برعکس بود و با افزایش سرعت باد، فراوانی ذرات ریز در مقایسه با خاک اصلی افزایش یافت.همچنین، نتایج بررسی فرآیندهای حمل ذرات نشان داد که در هر دو نوع خاک، خزش اهمیت کمتری نسبت به دو فرآیند جهش و تعلیق در انتقال ذرات دارد. سهم این فرآیند در انتقال ذرات خاک­‌های زراعی و ماسه­‌ای، به­‌ترتیب کمتر از 10 و یک درصد تعیین شد. در خاک زراعی در سرعت دو متر بر ثانیه، انتقال ذرات به­‌صورت تعلیق اهمیت بیشتری داشت و بسته به توزیع اندازه ذرات خاک، 61.6 تا 68.5 درصد ذرات به­‌صورت تعلیق منتقل شد. این درحالی بود که با افزایش سرعت باد به 18 متر بر ثانیه، جهش با 50.4 تا 53.8 درصد، فرآیند غالب حمل ذرات این خاک معرفی شد. در خاک ماسه­‌ای در سرعت کم باد، عمده ذرات (59.3 درصد) به­‌صورت جهش منتقل شد، ولی با افزایش سرعت، اهمیت تعلیق بیشتر شد و 55.3 درصد ذرات از این طریق منتقل شد. نتایج پژوهش حاضر نشان از اهمیت توزیع اندازه ذرات خاک بر توزیع اندازه رسوب و همچنین، فرآیندهای حمل آن دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of wind speed and soil particle size distribution on sediment ‎transport mechanisms due to wind erosion

نویسندگان [English]

  • Majid Mahmoudabadi 1
  • Samira Zamani 2
1 Assistant Professor, Agricultural Faculty, Shahid Bahonar University, Iran‎
2 MSc Student, Agricultural Faculty, Shahid Bahonar University, Iran‎
چکیده [English]

Wind erosion is one of the aspects of land degradation resulting in some problems especially for arid and semi-arid regions. Recognition of Sediment size Distribution (PSD) as well as transport mechanisms is important in modelling of wind erosion. In the present study, this topic was investigated on two soils taken from cropland and sand dune with different PSD, using wind tunnel. Results showed that compared to the original soil, the collected sediment had finer sizes, indicating a selective mechanism in transporting detachable particles. It was found that for cropland soil, increasing wind speed from 2 to 18 m/s at the height of 20 cm, the PSD of sediment approached to the original soil. This trend was reverse for sandy soil so that, for higher wind velocities, the frequency of fine particles was more than the original soil. The result of transport mechanisms indicated that compared to saltation as well as suspension, creeping was the least important mechanism. The contributing percentage of creeping for cropland and sandy soils was determined less than 10 and 1 %, respectively. For the cropland soil at wind speed of 2 m/s, suspension was the most important mechanism of transport and depends on soil's PSD, 61.1- 68.5 % of particles were transported. Increasing wind speed up to 18 m/s, saltation with 50.4- 53.8 % was found as the main transport mechanism. Reversely, in the sandy soil at low wind speed, most of sediment (59.3 %) was transported through saltation, whereas increasing the speed, suspension with 55.3 % became the dominant mechanism. The finding of this study brings up the important of soil PSD on the PSD of sediment as well as transport mechanisms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arid and semi-arid regions
  • Sediment
  • Soil erodibility
  • Wind tunnel
  • wind speed