بررسی صحرایی آستانه فرسایش کانالی، در طرح‌های پخش سیلاب

Abstract

یکی از نیازهای ا‌ساسی در طراحی طرح‌های پخش سیلاب، بررسی پدیده فرسایش و رسوب و ارائه دستورالعمل تعیین فاصله کانال‌های پخش، در شرایط محیطی مختلف است. نقش این کانال‌ها کاهش قدرت کنشی جریان سطحی بوده و فاصله بین آن‌ها باید به‌گونه­ای طراحی شود که پارامترهای هیدرولیکی جریان، قبل از رسیدن به آستانه فرسایش توسط خاک‌ریز پائین‌دست کاهش یابد. از طرف دیگر در طرح‌های پخش سیلاب پارامترهای محیطی مختلفی نظیر شیب اراضی، بافت خاک، پوشش گیاهی و مقاومت برشی سطح خاک بر هیدرولیک جریان و فرسایش مؤثر بوده و لازم است با مراجعه به طبیعت و شبیه­سازی جریان سطحی، تاثیر پارامترهای محیطی را به‌طور واقعی بررسی کرد. هدف از این تحقیق بررسی پدیده فرسایش و رسوب به‌منظور تعیین محل تشکیل آستانه فرسایش کانالی، در شرایط محیطی پخش سیلاب در گربایگان فسا بوده است. در این تحقیق از یک دستگاه فلوم صحرایی از جنس آهن سیاه به‌طول 120 متر و عرض و ارتفاع 40 و 25 سانتی‌متر استفاده شد و با شبیه‌سازی جریان سطحی به ارتفاع 10 سانتی‌متر، پارامترهای شدت جریان جاری در فلوم و عمق متوسط جریان در مقاطع عرضی متوالی، به‌طور مستقیم اندازه‌گیری شده و سایر پارامترها از جمله سرعت متوسط جریان و تنش برشی جریان با استفاده از معادلات موجود محاسبه شده‌اند. همچنین به‌منظور بررسی پدیده فرسایش و رسوب در طول بستر فلوم، اطلاعات رقومی بستر در مقاطع عرضی متوالی که به فاصله یک‌متر از یک‌دیگر قرار داشتند، در دو مرحله قبل و بعد از هر آزمایش اندازه­گیری شده تا از طریق مقایسه و محاسبه عمق فرسایش و یا رسوب در طول بستر فلوم، محل تشکیل سرکانال مشخص گردد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد پدیده فرسایش و رسوب، متناسب با تغییرات تنش برشی جریان به‌طور پراکنده در طول بستر فلوم انجام می­شود. در همین رابطه پارامتر تنش برشی جریان هم در طول بستر فلوم، متناسب با شیب و ضریب زبری بستر، متغیر بوده و مقدار آن در فاصله 75 متری از ابتدای فلوم به بیشینه می‌رسد. از طرف دیگر بر‌اساس اطلاعات رقومی بستر فلوم در مقاطع عرضی متوالی، در مراحل قبل و بعد از هر آزمایش بیشینه عمق فرسایش 3 سانتی‌متر در فاصله 75 متری از ابتدای فلوم تشکیل شده است. بنابراین اگر عمق 3 سانتی‌متری فرسایش را به‌عنوان سرکانال فرض کنیم، فاصله آستانه فرسایش کانالی از ابتدای فلوم در این تحقیق 75 متر بوده و می­توان آن‌را به‌عنوان فاصله مناسب بین کانال­های پخش، در ایستگاه کوثر توصیه نمود.