بررسی آزمایشگاهی فرسایش آبکندی خاک چسبنده در شرایط تحکیم و لایه ماسه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری سازه‌های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 استاد، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.

3 دانشیار؛ دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی؛ گروه علوم و مهندسی آب؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ تهران؛ ایران

4 دکتری سازه‌های آبی، مدیر بخش مهندسی رودخانه و سواحل شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران.

چکیده

 فرسایش آبکندی باعث پایین افتادگی بستر، عریض شدن آبراهه و انتقال حجم زیادی از رسوب به پائین‌دست می‌گردد. شناخت عوامل مختلفی هم‌چون میزان تحکیم و نیز قرارگیری لایه ماسه‌ای در میزان انتقال رسوب از اهداف این تحقیق است. در تحقیق حاضر تعداد پنج نمونه خاک چسبنده، با ترکیب متفاوت رس و سیلت و با تحکیم بلند‌مدت و کوتاه‌مدت در شرایط طبیعی، مورد آزمایش قرارگرفت. علاوه بر این، در یکی از آزمایش‌ها از یک لایه ماسه‌ای در بستر آبکند استفاده شده، تا تاثیر این لایه نیز بررسی شود. نتایج نشان داد که با افزایش درصد رس، مهاجرت طولی آبکند به سمت بالادست با زاویه‌ی قائم‌تری صورت می‌گیرد. کاهش یکسان مقدار رس در تحکیم بلندمدت و کوتاه‌مدت، باعث شد که مقدار کل مهاجرت طولی و کل حجم رسوب تولید شده تقریباً 5/2 برابر در تحکیم بلندمدت نسبت به کوتاه‌مدت افزایش یابد. تاثیر کاهش میزان درصد رس در نمونه تحکیم بلندمدت مشهودتر بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Gully Erosion in Cohesive Soil with Consolidation and Sandy Layer

نویسندگان [English]

  • Masoomeh Ashourian 1
  • Mahmood Shafai-Bejestan 2
  • Hesam Fouladfar 4
1 PhD of Hydraulic Structure, Department of Water Sci. and Eng., Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran..
2 Professor, College of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran.
4 PhD of Hydraulic Structures, Head of River and Coastal Eng., Iran Water and Power Development Company, IWPCO.
چکیده [English]

Gully erosion causes a drop in the channel bed, widening the channel and transporting a large amount of sediment downstream. Understanding the effects of various factors such as soil consolidation and the placement of the sandy layer on sediment transport rate are the goals of this research. Therefore, five samples of cohesive soils with various percent of clay and silt with short- and long-term consolidation were tested under natural conditions. Moreover, in one test, a sandy layer was laid on the gully bed to study the effects of this layer. Results indicated gully migration to upstream occurred at angles closer to 90 degrees when the percent of clay was raised. The same reduction in clay amount in long- and short-term consolidation caused the total gully migration and amounts of sediment to increase 2.5 times in long-term compared to short-term consolidation. The effect of clay reduction was more pronounced in the sample with long-term consolidation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Headcut Movement
  • Sediment
  • Clay Content
  • Mokarian, , Hosseini, S.H., Saneie, S.M. and Hosseini, M., 2015. Experimental study of the effect of the clay found in the riverbank materials on the river bank erosion. Journal of Watershed Engineering and Management, 7(1), pp.77-84. (In Persian).

 

  • Papanicolaou, T., Wilson, C., Dermisis, D., Elhakeem, M. and Thomas, J., 2008. The effects of headcut and knickpoint propagation on  bridges in Iowa. Final Rep. IIHR - Hydroscience & Engineering.

 

  • Poesen, J., Nachtergaele, J., Vertsraeten, G. and Valentin, C., 2003. Gully erosion and environmental change: importance and research needs. Catena, 50(2-4), pp. 91–133.

 

  • Poesen, J., Vanwalleghem, T., Vente, J., ,Knapen, A., Verstraeten, G. and Martinez-Casasnovas, J.A., Gully erosion in Europe.

 

  • Robinson, M.K. and Hanson, J.G., 2001. Headcut erosion research. Proceedings of the 7th Federal Interagency sedimentation Conference.

 

  • Soleimanpour, S.M.,Soufi, M. and Ahmadi, H., 2008. Effect of different land uses on initiation of gully erosion in Fars province. Iranian Journal of  Watershed Management Science and Engineering, 2(3), pp.66-68. (In Persian).

 

  • Soleimanpour, S.M., Soufi, M. and Ahmadi, H., 2009. Determining Effective Factors on Gully Development in Konartakhte Region, Fars Province. Journal of  Water and Soil, 23(1), pp. 131-141. (In Persian).

 

  • Wilcox, J., Benoit, T. and Mink, L., 2001. Evaluation of geomorphic restoration techniques applied to fluvial systems. Feather River Coordinated Resource Management Group.

 

  • Zhu, Y., Xie, Y., Guo, X. and Zhao, G., 2013. Experimental observations of headcut erosion during embankment breaching. IAHR World Congress.