بررسي آزمايشگاهي اثر پوشش گياهي در جلوگيري از فرسايش خاك در حوزه‌هاي آبخيز

A laboratory study of vegetation effects on preventing soil erosion in water catchments

وجود پوشش گياهي در هر منطقه‌اي باعث كاهش سرعت جريان‌هاي سطحي و جلوگيري از فرسايش خاك مي‌شود، بنابراين پوشش گياهي تاثير قابل ملاحظه‌اي بر كاهش سيلاب‌هاي مخرب خواهد داشت. يكي از روش‌هاي حفاظت از فرسايش در حوزه‌هاي آبخيز سيل‌زا، استفاده از روش زيستي است. وجود پوشش گياهي در حوزه‌هاي آبخيز، باعث كاهش سرعت جريان در هنگام سيلابي و جلوگيري از فرسايش خاك مي‌شود. اندام‌هاي بيروني گياهان موجب افزايش زبري و كاهش سرعت جريان آب و در نتيجه كاهش انرژي تنش برشي آن مي­شود. از عوامل مهمي كه مقاومت هيدروليكي گياهان با آن بيان مي‌شود، ضريب زبري است. اندازه‌گيري ضريب زبري گياهان و بررسي تاثير آن‌ها در كاهش سرعت و تنش برشي جريان، از اهميت خاصي برخوردار است. يكي از گونه‌هاي مناسب براي تثبيت و حفاظت خاك، گياه گز است. اين گياه نسبت به شرايط مختلف مقاوم، و به­آساني در محل مورد نظر استقرار مي‌يابد. گز از جمله گياهاني است كه داراي برگ‌هاي سوزني بوده، اندام بيروني آن‌ها به‌دليل زبري، باعث كاهش سرعت جريان و جلوگيري از فرسايش خاك مي‌شود. در اين تحقيق، با استفاده از مدل آزمايشگاهي ضريب زبري اندام بيروني گياه گز و تاثير آن در كاهش سرعت جريان بررسي شده است. گز، در شرايط غير مستغرق و زير بحراني در فلوم شيشه‌اي به طول 12.6 متر، عرض 0.5 متر و ارتفاع 0.6 متر با سرعت، دبي و عمق‌هاي مختلف آزمايش شد. ارتفاع گياه در اين، تحقيق 35 سانتي‌متر و با آرايش طبيعي و تصادفي در بازه‌اي از فلوم به‌طول 2.8 متر در كف فلوم قرار داده شد. 22 نوع آزمايش در اين تحقيق صورت گرفت. با توجه به آزمايش‌هاي انجام شده بر روي مدل فيزيكي و نمودارهاي به‌دست آمده، مي‌توان نتيجه گرفت ضريب زبري اين گياه، تابعي از شرايط جريان، نظير سرعت، عمق و شعاع هيدروليكي و همچنين تابعي از نوع و پوشش گياهي است؛ همچنين گياه گز به‌دليل زبري بالا، گزينه مناسبي براي كاهش سرعت جريان و جلوگيري از فرسايش خاك به‌شمار مي‌رود.

The existence of vegetation cover in a region can reduce the velocity of surface run-off and prevent soil erosion. This can substantially control the occurrence of destructive floods in the region. One reliable method used in protecting flood-forming catchments is the biological method. Also, one factor that represents the hydraulic resistance in plants is roughness coefficient. Measuring the coefficient and its impact on the flow velocity and shear stress reduction in the plants is of outmost importance. One of the known species used extensively in soil stabilization and protection is Tamarix sricta .This species resists against various climates and is easy to be planted. With its needle leaves and rough external organs, Tamarix sricta reduces the flow velocity and prevents further soil erosion. In this research roughness coefficient of the Tamarix sricta was investigated. The plant studied in non-submerged and sub critical condition flow using a flume with the length of 12.6 m, width of 0.5 m and height of 0.6 m in different velocity, discharge and depths. The height of plants in this is 35 cm with a natural arrangement in trays of 2.8 m in length laid over the bed of the flume. The total number of the experiments is 22.The results of this study show that roughness coefficient of plants is function of velocity, depth, hydraulic radius and plant types. Because of its high roughness, this species is an appropriate alternative to be used in reducing the flow velocity and protecting the soil from any erosion possibility.