آزمايشگاه شبيهساز باران و فرسايش پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري معرفي ويژگيها، قابليتها و كاربردها

Rainfall and Erosion Simulation Laboratory Soil Conservation and Watershed Management Research Institute:Characteristics, Capabilities and Applications

شبيهسازي باران بطور وسيعي براي شناخت فرسايش خاك و فرآيندهاي مربوط به آن مورد استفاده قرار ميگيرد. اخيراً در پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري، آزمايشگاهي براي شبيهسازي باران و فرسايش ساخته است كه از بسياري جنبهها، متفاوت از ساير انواع موجود در كشور ميباشد. اين شبيهساز از قسمتهاي مختلفي شامل: سامانه آبرساني، صفحه بارش، فلوم شيبپذير، سامانه جمعآوري و ذخيره آب مازاد، اتاق كنترل و آزمايشگاه جانبي تشكيل شده است. صفحه بارش داراي 6 عدد 7 متر از سطح فلوم، مخروطي از بارش با دامنهاي از اندازه قطرات مختلف / 4 ميليمتر است كه از ارتفاع 75 / نازل با قطر روزنه 5 ايجاد ميكند. در اين شبيهساز، شدت بارندگي از طريق تنظيم فشار آب و تعداد نازلهاي فعال، فاصله و چيدمان آنها كنترل ميشود. فلوم موجود در اين آزمايشگاه به ابعاد يك در شش متر بوده كه داراي سامانه توليد رواناب با دبي مشخص، سيستم زهكش، جك و پاورپك براي كنترل شيب تا 60 درصد و قيف جمعآوري نمونه رواناب و زهكش در انتهاي فلوم است. قطر و توزيع اندازه قطرات به روش گلوله آرد، يكنواختي شدت با استفاده از ضريب كريستينسن و نيز سرعت و انرژي جنبشي باران بر اساس دو سناريوي مختلف تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه شدتهاي بين 35 تا 125 ميليمتر در ساعت با ضريب 2/ 1 تا 15 / يكنواختي بيش از 90 درصد قابل شبيهسازي است. ميانه قطر قطرات توليد شده در شدتهاي مختلف، بين 64 22 ژول بر متر / 16 تا 97 / 6 متر بر ثانيه نوسان دارد. همچنين، انرژي جنبشي بين 24 / 5 تا 78 / ميليمتر و سرعت حد آنها از 70 مربع در ميليمتر باران متغير است. سيستم يادشده قابليت شبيهسازي باران و رواناب به طور مجزا و يا همزمان را دارد. از اين روست كه بررسي فرسايش ناشي از باران و يا رواناب را در شرايط كنترلشده آزمايشگاهي ميس?ر ميسازد.

Rainfall simulation is frequently employed in soil erosion and related processes studies. A rainfall simulator was constructed in Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), which is superior to other existing simulators in country. This simulator consists of some parts such as; water supply, rainfall boom, tilting flume, runoff collection and storage system, control keyboard and laboratory. Rainfall boom has 6 nozzles which introduce a distribution of drop sizes from height of 7.75 m. Tilting flume consists of flow generation section, drainage part, slope control facility adjusting to 60%, and runoff collection system. Rain Intensity can be controlled by water pressure, number of active nozzles, their distance and pattern, so different intensities ranges 35 to 125 mm h-1 are simulated with coefficient of uniformity more than 90%. Depending on rain intensity, mean drops diameter varies from 1.64 to 2.15 mm and terminal velocity ranges 5.70 to 6.78 m s-1. Besides, the kinetic energy of falling drops varies from 16.24 to 22.97 J m-2 s-1. This simulator can generate rainfall and or runoff separately or simultaneously. So, it is possible to study raindriven and or flow- driven processes under laboratory conditions.