بررسي مقايسهاي آستانه هاي هيدروليك جريان فرسايش خندقي در كاربري‌هاي مختلف اراضي (مطالعۀ موردي: منطقۀ قصرشيرين، استان كرمانشاه)

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

پيامدهاي فرسايش خندقي در اراضي مارني بهدليل استفادۀ نامناسب از اراضي از جمله آبياري و شخم غيراصولي، چراي دام و تخريب پوشش گياهي قابل توجه است. هدف از اين پژوهش مقايسۀ آستانههاي هيدروليك جريان در سه كاربري كشاورزي، مرتع متوسط و مرتع فقير بود كه در اراضي مارني منطقۀ قصرشيرين در استان كرمانشاه بهعمل آمد. به اين منظور، با استقرار نه پلات صحرايي (فلوم) در كاربريها، ويژگيهاي هيدروليك جريان مؤثر بر آستانههاي فرسايش خندقي شامل دبي، سرعت جريان، اعداد فرود و رينولدز، ضريب دارسي، تنش برشي، پوشش گياهي و ابعاد بالاكند مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين تحقيق نشان داد كه آستانه حداقل دبي براي ايجاد بالاكند در كاربريهاي كشاورزي، مرتع متوسط و مرتع فقير به ترتيب 53/1، 0/12 و 49/4 ليتر در ثانيه بود كه در كاربري مرتع متوسط به دليل داشتن پوشش گياهي متراكمتر بيشتر بود. عدد فرود در كاربري­ها با هم اختلاف معنيدار نداشتد، اما عدد رينولدز به ترتيب كاربري­هاي كشاورزي، مرتع متوسط و فقير 3113، 26092 و 9525 به­دست آمد كه در كاربري مرتع متوسط بيشتر بود. متوسط تنش برشي در آستانۀ فرسايش خندقي براي كاربريهاي كشاورزي، مرتع متوسط و مرتع فقير به ترتيب 12/12، 01/14 و28/9 نيوتن بر متر مربع بود كه در هر سه كاربري با هم تفاوت معنيداري داشتند. بنا بر نتايج اين تحقيق، نوع كاربري اراضي نقش تعيين كنندهاي از طريق تغيير پوشش گياهي در آستانۀ هيدروليك جريان دارد و به همين دليل كاربري مرتع متوسط با پوشش گياهي نسبتاً متراكم نقش كليدي در افزايش آستانههاي فرسايش خندقي داشتند.

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.