بررسي آزمايشگاهي تاثير خصوصيات بارش و شيب دامنه بر تنش برشي جريان و تشكيل شيار در سازند مارن (مطالعه موردي: حوزه آبخيز طالقان)

The Assessment of experimental affect rainfall characteristic’s and hill slope on Shear Stress and Rill formation on marl Formation (Case Study: Taleghan Basin)

ذرات خاك در نتيجه وارد شدن نيروي تنش برشي جريان ناشي از باران، شروع به حركت نموده، بطوريكه با تداوم آن، رخساره شياري در دامنه ها توسعه پيدا مي كند. بررسي چگونگي تشكيل رخساره شياري در فواصل زماني و مكاني روي دامنه ها و نيز شرايط آستانه اي حاكم در شكل گيري آن، در درك بهتر فرايندهاي فرسايش خاك و نيز تبيين و توسعه مدلهاي بومي فرسايش خاك، سودمند است. اين مطالعه با استفاده از شبيه ساز باران به بررسي آزمايشگاهي تغييرات تنش برشي و بررسي آستانه هاي زماني و مكاني تشكيل شيار بر روي سازند Gy1 (مارن گچي و نمكي) در شدت بارندگي هاي معرف حوضه طالقان و در شيبهاي معرف سازند مذكور مي پردازد. در نهايت متوسط تنش برشي جريان از حدود 21/0 تا 38/1 پاسكال برآورد گرديد. از نظر آماري تاثير عوامل شيب و شدت بارندگي، همچنين تاثير متقابل هر دو عامل بر مقدار تنش برشي و هدررفت خاك در سطح معني داري بالا (P < 0/01) بود. ضمنا فاصله از بالاي شيب تا نقطه شروع شيار با افزايش شيب و شدت بارندگي بصورت رابطه تواني كاهش يافت. متوسط هدررفت خاك براي باران با شدت هاي10ميلي متربرساعت45/0، شدت هاي 55 ميلي متر برساعت3/7 وبراي شدت هاي110 ميليمتربرساعت 6/25 كيلوگرم برآورد گرديد. براين اساس مشخص شد كه در سازند زمين شناسي Gy1 (مارن گچي- نمكي) با افزايش شدت بارندگي هدررفت خاك افزايش مي يابد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت هر دو عامل به طور مجزا و متقابل بر مقادير تنش برشي و در نهايت هدررفت خاك دامنه تاثير دارند.

Generally, the particles start moving caused by force of surface water flow stress which driven by the rainfall. Rills start to appear when the erosivity of the overland flow surpasses the resistance of the soil to detachment, expanding of them will depend on to parameters such as, water shear force (flow shear stress) and soil resistance. Furthermore shear stress requirement for detachment is function of runoff rate, slope steepness, and hydraulic characteristics of the surface. The aim to carry out this research was better intelligence of process rill formation, so that assessment of affect rainfall and hillslope varieties on flow shears stress and soil loss on Gy1 Marl Formation of Taleghan Basin. This research carries out in two different slopes and three rainfall intensities of critical, in the Institute of Soil Conservation and Watershed Management. Finally flow shear stress was determined from 0.21 to 1.38 Pa. Also statistically, effect of slope, rainfall intensity factors and interaction effect of them in shear stress and soil loss values, were significant to 0.01 levels. The distance from the top of the slope to the point of rills formation have exponent related and decreases with increase in slope and rainfall intensity. Finally is estimated soil loss average of rainfall intensities 10, 55 and 110 (mm/h), amount of 0.45, 7.3 and 25.6 Kg, respectively. Thus, similarly both factors, on the values of shear stress and soil loss, separately and combined have interactions.