رفتار و خواص رئولوژيك خاك در فرسايش خميري شكل

فرسايش خميري‌شكل يكي از پرخطرترين انواع فرسايش در دنيا مي‌باشد. انتقال مواد حاصل از اين نوع فرسايش از زمين‌هاي بالادست و كوهستان‌ها به دره‌ها و سپس به سمت حوضه‌هاي رسوبي سبب انتقال حجم زيادي از مواد دامنه‌اي به دره‌ها و هم‌چنين مخازن سدها و سبب كاهش ظرفيت آب‌گيري آن‌ها مي‌شود. بنابراين با شناخت عوامل موثر و شرايط ايجاد و گسترش فرسايش مذكور، امكان دستيابي به روش‌هاي جلوگيري از خطرها و خسارت‌ها ناشي از گسترش آن فراهم مي‌شود. در اين پژوهش نيز به‌منظور شناخت عوامل موثر بر فرسايش خميري‌شكل و مدل‌سازي رفتار رئولوژيك خاك در شهرستان رابر استان كرمان، در گام نخست سه خاكرخ به ترتيب در بالاي شيب (با احتمال بيش‌ترين فرسايش خميري‌شكل)، ميانه شيب (با احتمال متوسط فرسايش خميري‌شكل) و پايين شيب (با احتمال كم‌ترين فرسايش خميري‌شكل) شيب‌تپه‌اي كه فرسايش خميري‌شكل در آن رخ داده بود، حفر گرديد. پس از تعيين و تشخيص افق‌هاي خاك، نمونه‌برداري خاك در افق‌هاي گوناگون انجام شد. سپس برخي ويژگي‎هاي فيزيكي و شيميايي خاك نظير بافت، ماده آلي، كربنات‌كلسيم، ظرفيت تبادل كاتيوني و درصد اشباع در سه تكرار اندازه‌گيري شد. هم‌چنين آزمايش‌هاي رئولوژيكي خاك به‌منظور تعيين رفتار جرياني خاك نيز انجام گرديد. نتايج نشان داد كه به‌دليل فرسايش، ميزان ماده آلي خاك از بالا به سمت پايين شيب‌تپه كاهش يافت. نتايج حاصل از بررسي اثر ويژگي‎هاي فيزيكي و شيميايي خاك‌هاي مورد مطالعه بر درصد رطوبت اشباع نشان داد كه ظرفيت تبادل كاتيوني بيش‌ترين هم‌بستگي را با درصد رطوبت اشباع در خاكرخ موجود در پايين شيب‌تپه مطالعاتي داشت (95/0R2=). نتايج حاصل از آزمايش‌هاي رئولوژي خاك نيز نشان داد كه تمامي‌ نمونه‌هاي خاك با افزايش تنش برشي رفتار غيرنيوتوني شبه‌پلاستيك از خود نشان دادند و تمامي نمونه‌هاي خاك رفتار تيكسوتروپيك با افزايش برش داشتند به‌جز خاك‎هاي موجود در عمق‌هاي 85-60 و 120-85 سانتي‌متري خاكرخ بالاي شيب‌تپه كه به‌دليل ميزان رس بالا رفتار رئوپكتيك از خود نشان دادند. مقايسه تيكسوتروپي بين عمق‌ها و پروفيل‎هاي مختلف نشان داد كه خاك موجود در عمق 15-0 سانتي‌متري خاكرخ پايين شيب‌تپه با شاخص n كم‌تر نسبت به بقيه نمونه‌هاي خاك، بيش‌ترين تيكسوتروپي را دارا مي‌باشد. اما بهترين مدل براي پيش‌بيني رفتار جرياني خاك، مدل هرشل‌بالكلي بود كه ضريب تبيين بالا و خطاي استاندارد كم‌تر نسبت به مدل بينگهام داشت. نتايج هم‌چنين نشان دادند كه با افزايش ميزان رس، سيلت، ظرفيت تبادل كاتيوني و درصد رطوبت اشباع، خاصيت تيكسوتروپي در خاك افزايش و تنش تسليم كاهش مي‌يابد كه به‌دنبال آن، ميزان فرسايش خاك نيز افزايش مي‎يابد؛ اما افزايش ميزان شن در خاك باعث كاهش خاصيت تيكسوتروپي و افزايش تنش تسليم مي‌شود

51739

دانشگاه وليعصر رفسنجان

حسين شيراني -كلوديا كارتنيوت

علوم خاك

علي اصغر بسالت پور