بررسی مقایسه‏ای آستانه های هیدرولیک جریان فرسایش خندقی در کاربری‌های مختلف اراضی (مطالعۀ موردی: منطقۀ قصرشیرین، استان کرمانشاه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهشی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، ایران.

2 استاد دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

3 دانشیار دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

4 دانشیار پژوهشی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، ایران.

چکیده

پیامدهای فرسایش خندقی در اراضی مارنی به‏دلیل استفادۀ نامناسب از اراضی از جمله آبیاری و شخم غیراصولی، چرای دام و تخریب پوشش گیاهی قابل توجه است. هدف از این پژوهش مقایسۀ آستانه‏های هیدرولیک جریان در سه کاربری کشاورزی، مرتع متوسط و مرتع فقیر بود که در اراضی مارنی منطقۀ قصرشیرین در استان کرمانشاه به‏عمل آمد. به این منظور، با استقرار نه پلات صحرایی (فلوم) در کاربری‏ها، ویژگی‏های هیدرولیک جریان مؤثر بر آستانه‏های فرسایش خندقی شامل دبی، سرعت جریان، اعداد فرود و رینولدز، ضریب دارسی، تنش برشی، پوشش گیاهی و ابعاد بالاکند مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که آستانه حداقل دبی برای ایجاد بالاکند در کاربری‏های کشاورزی، مرتع متوسط و مرتع فقیر به ترتیب 53/1، 0/12 و 49/4 لیتر در ثانیه بود که در کاربری مرتع متوسط به دلیل داشتن پوشش گیاهی متراکم‏تر بیشتر بود. عدد فرود در کاربری­ها با هم اختلاف معنی‏دار نداشتد، اما عدد رینولدز به ترتیب کاربری­های کشاورزی، مرتع متوسط و فقیر 3113، 26092 و 9525  به­دست آمد که در کاربری مرتع متوسط بیشتر بود. متوسط تنش برشی در آستانۀ فرسایش خندقی برای کاربری‏های کشاورزی، مرتع متوسط و مرتع فقیر به ترتیب 12/12،  01/14 و28/9 نیوتن بر متر مربع بود که در هر سه کاربری با هم تفاوت معنی‏داری داشتند. بنا بر نتایج این تحقیق، نوع کاربری اراضی نقش تعیین کننده‏ای از طریق تغییر پوشش گیاهی در آستانۀ هیدرولیک جریان دارد و به همین دلیل کاربری مرتع متوسط با پوشش گیاهی نسبتاً متراکم‏ نقش کلیدی در افزایش آستانه‏های فرسایش خندقی داشتند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparative Study of the Hydraulic Thresholds of Gully Erosion Flow in Different Land Uses (Case Study: Ghasreshirin, Kermanshah, Iran)

نویسندگان [English]

  • Khosro Shahbazi 1
  • ali salajagheh 2
  • mohammad jafari 2
  • hassan ahmadi 2
  • ali akbar nazari samani 3
  • mohammad khosro shahi 4
1 Assistant Professor, Forests and Rangelands Research Institute of Iran, ARREO
2 Professor, Faculty of Natural Resources, University of Tehran
3 Associate Professor, Faculty of Natural Resources, University of Tehran
4 Associate Professor, Forests and Rangelands Research Institute of Iran, AREEO.
چکیده [English]

Negative impacts of gully erosion in marl areas are severe due to improper landuse practices such as irrigation, tillage, overgrazing and degradation of vegetation cover.  The objective of this research was to evaluate hydraulic flow thresholds of gully erosion in the agriculture (AG), fair rangeland (FR) and poor rangeland (PR) areas in the Qasre-shirin, Kermanshah, Iran. Nine flumes were performed in the field to determine the critical values of hydraulic parameters including flow discharge, velocity, Froude and Reynolds numbers, Darsi resistance coefficient, shear tension, head-cut dimensions as well as vegetation cover. Results showed that respective critical value of discharge as the gulling thresholds for AG,FR and PR was 1.53, 12.0 and 4.49 li/s indicating significantly higher (p<0.05%) in the FR due to  higher vegetation cover. In addition, there were no significant differences for flow disturbance based on Froude number, while the respective value of Rinuldze number in the AG, FR and WR were obtained 3113, 26092 and 9525 significantly higher in the FR. Furthermore, the critical level of shear tension for gully formation in the AG, FR and WR were found 12.12, 14.01 and 9.28 Nm-2, respectively showing significant differences among them. Finally, it is concluded that hydraulic flow parameters as the gully triggering are strongly affected by vegetation cover through landue practices so that higher plant cover in the FR was the key factor resulting in significant enhancement of gully.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gully thresholds
  • Gasreshirin Region
  • hydraulic flow
  • Landuse
  • shear tension
دوره 69، شماره 4
اسفند 1395
صفحه 931-947
  • تاریخ دریافت: 02 خرداد 1395
  • تاریخ بازنگری: 16 اسفند 1395
  • تاریخ پذیرش: 07 فروردین 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 07 فروردین 1396