دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها626
تعداد مقالات6,517
تعداد مشاهده مقاله8,746,462
تعداد دریافت فایل اصل مقاله8,317,291
محمودآبادی, مجید, رجب پور, هدی. (1396). بررسی تأثیر رطوبت اولیه خاک بر شدت فرسایش بادی با استفاده از تونل باد آزمایشگاهی. , 24(2), 167-183. doi: 10.22069/jwfst.2017.10419.2485
مجید محمودآبادی; هدی رجب پور. "بررسی تأثیر رطوبت اولیه خاک بر شدت فرسایش بادی با استفاده از تونل باد آزمایشگاهی". , 24, 2, 1396, 167-183. doi: 10.22069/jwfst.2017.10419.2485
محمودآبادی, مجید, رجب پور, هدی. (1396). 'بررسی تأثیر رطوبت اولیه خاک بر شدت فرسایش بادی با استفاده از تونل باد آزمایشگاهی', , 24(2), pp. 167-183. doi: 10.22069/jwfst.2017.10419.2485
محمودآبادی, مجید, رجب پور, هدی. بررسی تأثیر رطوبت اولیه خاک بر شدت فرسایش بادی با استفاده از تونل باد آزمایشگاهی. , 1396; 24(2): 167-183. doi: 10.22069/jwfst.2017.10419.2485

بررسی تأثیر رطوبت اولیه خاک بر شدت فرسایش بادی با استفاده از تونل باد آزمایشگاهی

مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
مقاله 9، دوره 24، شماره 2، خرداد 1396، صفحه 167-183    اصل مقاله (580.3 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.10419.2485
نویسندگان
مجید محمودآبادی* 1؛ هدی رجب پور2
1گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
2دانشجوی کارشناسی ارشد
چکیده
سابقه و هدف: فرسایش بادی یکی از جنبه‌های تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان محسوب می‌شود. رطوبت خاک از طریق کنترل سرعت آستانه و نیز فرسایش‌پذیری خاک، بر شدت فرسایش تاثیرگذار است. پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش مقادیر مختلف رطوبت اولیه و سرعت باد بر شدت فرسایش بادی و نیز سرعت آستانه فرسایش بادی در دو خاک با کلاس بافت متفاوت با استفاده از تونل باد در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی انجام شد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش طی دو آزمایش جداگانه بر روی دو خاک با کلاس بافت متفاوت هر یک به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. در هر خاک دو فاکتور شامل سرعت باد و رطوبت اولیه هر یک در سه سطح و سه تکرار اعمال شد. به این منظور، دو خاک با کلاس‌های بافت لوم شنی و شنی انتخاب و در هر یک سطوح مختلف رطوبت اولیه ایجاد و سپس در معرض سرعت‌های مختلف باد قرار گرفت. با توجه به تفاوت در کلاس بافت و آستانه وقوع فرسایش در دو خاک، در خاک لوم شنی سه سطح رطوبت اولیه شامل 5/1، 5/6 و 5/11 درصد و در خاک شنی سه سطح رطوبت 1، 5/2 و 5/4 درصد (جرمی) اعمال شد. بعد از آماده‌سازی نمونه‌ها و انتقال به تونل باد، سرعتهای 5، 5/7 و 10 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 سانتیمتری ایجاد و در نهایت تولید رسوب ناشی از فرسایش بادی اندازه‌گیری شد. علاوه بر این، سرعت آستانه فرسایش بادی به روش مشاهده‌ای تعیین گردید. همچنین، مقدار آستانه رطوبت اولیه برای هر خاک بر مبنای حداقل رطوبتی که در آن کاهش معنی‌دار شدت فرسایش مشاهده شد، تعیین گردید.
یافته‌ها: یافته‌های این پژوهش نشان داد که در هر دو خاک با افزایش سرعت باد و رطوبت اولیه، شدت فرسایش بادی به‌ترتیب افزایش و کاهش مییابد. شدت فرسایش در دو خاک لوم شنی و شنی بسته به میزان رطوبت اولیه و سرعت باد، به‌ترتیب بین 015/0 تا 768/0 و 086/0 تا 088/14 گرم بر متر مربع در دقیقه متغیر بود که دلیل این تفاوت در شدت فرسایش، به تفاوت در توزیع اندازه ذرات اولیه و ثانویه مرتبط دانسته شد. با افزایش رطوبت اولیه، سرعت آستانه فرسایش بادی در هر دو خاک، بصورت تابع توانی افزایش یافت. مقدار آستانه رطوبت اولیه در دو خاک لوم شنی و شنی به‌ترتیب برابر با 5/6 و 5/4 درصد جرمی تعیین شد. با افزایش رطوبت اولیه در خاک لوم شنی از 5/1 به 5/6 درصد، شدت فرسایش در سرعت‌های 5، 5/7 و 10 متر بر ثانیه، به‌ترتیب 6/64، 7/80 و 9/62 درصد و با افزایش رطوبت از 5/1 به 5/11 درصد، شدت فرسایش به‌ترتیب 3/82، 8/90 و 5/77 درصد کاهش یافت. افزایش رطوبت اولیه از 1 به 5/2 درصد در خاک شنی، شدت فرسایش بادی در سرعتهای یادشده را به‌ترتیب 7/27، 8/32 و 3/71 درصد کاهش داد در حالی که افزایش رطوبت از 1 به 5/4 درصد، کاهش شدت فرسایش به‌ترتیب به‌میزان 2/92، 6/86 و 9/93 درصد را در این خاک در پی داشت.
نتیجه‌گیری: یافته‌های این پژوهش اهمیت حفظ و یا افزایش سطح رطوبت خاک را در مهار فرسایش بادی نشان داد به‌طوری که با افزایش رطوبت اولیه می‌توان شدت فرسایش بادی تا حدود 90 درصد کاهش داد. همچنین مشخص گردید که مقدار آستانه رطوبت اولیه در خاک‌های مختلف، متفاوت است. این آستانه رطوبت در خاک شنی با مقدار 5/4 درصد کمتر از خاک لوم شنی (5/6 درصد) بود. در صورت کاهش سرعت باد به سمت مقادیر کمتر از سرعت آستانه در کنار راهکارهای مدیریت خاک برای حفظ و افزایش رطوبت، می‌توان فرسایش بادی را بطور قابل توجهی مهار نمود.
کلیدواژه‌ها
تونل باد؛ رطوبت خاک؛ سرعت باد؛ مناطق خشک
مراجع
-1.Belly, P.Y. 1964. Sand Movement by Wind. Technical Memorandum 1. U.S. Army Corps of
Engineers, Coastal Engineering Research Center, Washington DC. 80p.
2.Bisal, F., and Hsieh, J. 1966. Influence of soil moisture on erodibility of soil by wind.
Soil Science. 102: 143-146.
3.Chepil, W.S., and Woodruff, N.P. 1963. The physics of wind erosion and its control.
Advances in Agronomy. 15: 211-302.
4.Colazo, J.C., and Buschiazzo, D.E. 2010. Soil dry aggregate stability and wind erodible
fraction in a semiarid environment of Argentina. Geoderma. 159: 228-236.
5.Cornelis, W.M., Gabriels, D., and Hartmann, R. 2004. A parameterization for the threshold
shear velocity to initiate deflation of dry and wet sediment. Geomorphology. 59: 43-51.
6.Jain, R., Jain, P.K., and Bhadauria, S.S. 2010. Computational approach to predict soil shear
strength. Engineering Science and Technology. 2: 3874-3885.
7.Jilili, A., Liu, D.W., and Wu, G.Y. 2010. Saline dust storms and their ecological impacts in
arid regions. J. Arid Land. 2: 2. 144-150.
8.Lal, R., and Stewart, B.A. 1990. Soil degradation: a global threat. Advances in Soil Science.
11: 12-16.
9.Leuven, M.L. 1982. Influence of roughness elements and soil moisture on the resistance of
sand to wind erosion. P 161-173, In: D.H. Yaalon (Ed.), Aridic Soils and Geomorphic
Processes. Catena Supplement 1. Braunschweig Catena Verlag. 219p.
10.Leys, J.F., and Raupach, M.R. 1991. Soil flux measurements using a portable wind erosion
tunnel. Austr. J. Soil Res. 29: 4. 533-552.
11.Liu, L.Y., Li, X.Y., Shi, P.J., Gao, S.Y., Wang, J.H., Ta, W.Q., Song, Y., Liu, M.X., Wang,
Z., and Xia, B.L. 2007. Wind erodibility of major soils in the farming-pastoral ecotone of
China. J. Arid Environ. 68: 611-623.
12.Mahmoodabadi, M., and Ahmadbeygi, B. 2011. Effect of some physical and chemical
properties of soil on aggregate stability in some cultivation systems. J. Soil Manage. Sust.
Prod. 1: 2. 61-79. (In Persian)
13.Mahmoodabadi, M., and Ahmadbeygi, B. 2013. Dry and water-stable aggregates in different
cultivation systems of arid region soils. Arab. J. Geosci. 6: 2997-3002.
14.Mahmoodabadi, M., Dehghani, F., and Azimzadeh, H.R. 2011. Effect of soil particle size
distribution on wind erosion rate. J. Soil Manage. Sust. Prod. 1: 1. 81-98. (In Persian)
15.Mahmoodabadi, M., and Zamani, S. 2012. Effect of wind speed and soil particle size
distribution on sediment transport mechanisms due to wind erosion. J. Water. Engin.
Manage. 4: 3. 141-151. (In Persian)
16.Maleki, S., Karimi, A., and Hashemi, H. 2011. Wind erosion and its control in Gonabad. The
2nd International Conference on Wind Erosion and Dust. University of Yazd. (In Persian)
17.McKenna, N.C., and Nickling, W.G. 1989. A theoretical and wind tunnel investigation of the
effect of capillary water on the entrainment of sediment by wind. Can. J. Soil Sci. 69: 79-96.
18.Qing, H., Yang, X., Mamtimin, A., and Tang, Sh. 2011. Impact factors of soil wind erosion
in the center of desert. J. Arid Land. 3: 9-12.
19.Ravi, S., D’Odorico, P., Over, T.M., and Zobeck, T.M. 2004. On the effect of air humidity
on soil susceptibility to wind erosion: The case of air-dry soils. Geophysical Research Letter.
31: Lo9501, doi: 10.1029/2004GL019485.
20.Ravi, S., Zobeck, T.M., Over, T.M., Okin, G.S., and Odorico, P. 2006. On the effect of
moisture bonding forces in air-dry soils on threshold friction velocity of wind erosion.
Sedimentology. 53: 3. 597-609.
21.Rafahi, H.Gh. 2007. Water Erosion and its Control. The Fifth Edition. Tehran University
Press, 671p. (In Persian)
22.Sharratt, B.S., and Vaddella, V.K. 2012. Threshold friction velocity of soils within the
Columbia plateau. Aeolian Research. 6: 13-20.
23.Stout, J.E., and Zobeck, T.M. 1996. Establishing the threshold condition for soil movement
in wind eroding fields. Proceeding of the International Conference on Air Pollution from
Agricultural Operations, Midwest Plan Service. Kansas. Pp: 65-71.
24.Su, Y.Z., and Zhao, H.L. 2003. Losses of soil organic carbon and nitrogen and their
mechanisms in the desertification process of farmlands in Horqin sandy land. Agriculture
Sciences in China. 2: 8. 890-897.
25.Toy, T.J., Foster, G.R., and Renard, K.G. 2002. Soil Erosion, Processes, Predication,
Measurement, and Control. New York: John Wiley and Sons, 338p.
26.Visser, S.M., Sterk, G., and Ribolzi, O. 2004. Techniques for simultaneous quantification of
wind and water erosion in semi-arid regions. J. Arid Environ. 59: 699-717.
27.Wang, D., Fu, B., Zhao, W., Hu, H., and Wang, Y. 2008. Multifractal characteristics of soil
particle size distribution under different land-use types on the loess plateau, China. Catena.
72: 1. 29-36.
28.Wang, T. 2000. Land use and sandy desertification in north China. J. Des. Res. 20: 103-113.
29.Wiggs, G.F.S., Baird, A.J., and Atherton, R.J. 2004. The dynamic effects of moisture on the
entrainment and transport of sand by wind. Geomorphology. 59: 13-30.
30.Zamani, S., and Mahmoodabadi, M. 2013. Effect of particle-size distribution on wind
erosion rate and soil erodibility. Archives of Agronomy and Soil Science. 59: 12. 1743-1753.
31.Zhang, C.L., Zou, X.Y., Gong, G.R., Liu, L.Y., and Liu, Y.Z. 2004. Aerodynamic roughness
of cultivated soil and its influences on soil erosion by wind in a wind tunnel. Soil and Tillage
Research. 75: 53-59.
32.Zobeck, T.M., and Fryrear, D.W. 1986. Chemical and physical characteristics of windblown
sediment quantities and physical characteristics. Transactions of the ASAE. 29: 1032-1035.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,143
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,324


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب