پیش بینی سرعت و جهت بادهای فرساینده در ایران

مقدمه
فرسایش بادی یک معضل جدی در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک دنیا و ایران است . توانائی پیش بینی دقیق فرسایش بادی خاک برای بسیاری منظورها ، از جمله برنامه های حفاظتی ، منابع طبیعی ، و کاهش آلودگی هوا ناشی از طوفان ضروری است ( ۳ ) . از آنجایی که نیروی باد در طول سال ، ماه وحتی روز تا حد زیادی تغییر می نماید ، و همچنین قدرت فرسایندگی باد بستگی به توان سوم سرعت باد دارد . به منشور پیش بینی و کنترل فرسایش بادی در هر

منطقه توزیع سرعت باد حائز اهمیت میباشد . همچنین علاوه برسرعت باد ، دانستن چگونگی تغییرات جهت باد در منطقه نیز امری ضروری است . زیرا نسبت جهت باد به جهت اضلاع زمین ، بادشکن ها ، ردیف کاشت گیاهان ، و شخم زمین ، نقش مهمی را در پیش بینی مقدار و جهت فرسایش بادی ایفا می کند ( ۴) . مدل های مختلفی برای نشان دادن توزیع سرعت باد استفاده شده است . بی شک توزیع ویبل یکی از گسترده ترین توزیع هایی است که تا بحال برای

نشان دادن پراکندگی سرعت باد مورد استفاده قرار گرفته است ( ۵ ) . اهداف این پژوهش عبارت بودند از : ۱ ) شبیه سازی ساعتی سرعت و جهت باد به روش استوکاستیک با استفاده از توزیع ویبل ، به منظور استفاده در مدل WEPS ، برای پیش بینی فرسایش بادی در شهرهای مختلف ایران ، ۲) آزمون اعتبار سنجی توزیع ویبل و مدل کامپیوتری windpred ، در پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد ، . ۳) ترسیم نقشه های سرعت و جهت بادهای فرساینده در ایران .

 

مواد و روشها
ابتدا ۳۸ شهر که دارای حداقل ۱۰ سال آمار ساعتی سرعت و جهت باد بودند ، انتخاب گردیدند . در مرحله بعد تعداد سال آماری هر شهری به دو دوره برابر تقسیم گردید ، بطوریکه از دوره اول برای شبیه سازی و از دوره دوم برای آزمون اعتبار سنجی مدل ( با استفاده از معنی دار بودن و نبودن ضرائب همبستگی ) استفاده شد . سپس با استفاده از توزیع ویبل ، شبیه سازی سرعت و جه باد بصورت ساعتی توسط برنامه Windpred ( 2 و ۱ ) انجام گرفت . تابع توزیع تجمعی ویبل F (U) به صورت زیر میباشد :

(۱) [-(u/c)k]F(u)=1-exp
که در این معادله u سرعت باد ( متر بر ثانیه ) ، c، پارامتر مقیاس ( با واحد سرعت ) ، و k پارامتر شکل ( بدون واحد ) ، میباشند ( ۶ ) . در هرمرحله بعد ، دوره های باد آرام حذف و فراوانی باد در هر گروه سرعتی نرمالیزه گردیدند . بنابراین :
(۲) [-(u/c)k]= 1-exp [ (F(u)-F0 ) / (1-F0)] F1(u) =

که در آن F1(u) توزیع تجمعی در حالتی است که دوره های باد آرام حذف شده است ، و F0 فراوانی دوره های باد آرام میباشد . پارامترهای k, c به روش حداقل مربعات و بکارگیری تابع توزیع تجمعی محاسبه شدند ( معادله ۲ ) .

با استفاده از پارامترهای توزیع ویبل (c,k) فراوانی سرعت باد در هر ماه و در سال بصورت تجمعی و نرمال شده بدست آمد . به منظور شبیه سازی جهت باد ، اعداد بین صفر و یک بصورت تصادفی انتخاب ، و با جدول توزیع تجمعی جهت باد مقایسه گردیدند . برای شبیه سازی سرعت باد براساس جهت باد تعیین شده ، پارامترهای c،k توزیع ویبل برای آن جهت خاص از جدول های تعیین شده قبلی ، بدست امد و از معادله زیر استفاده گردید :
U= c{-1n[1-(F(u)-F0]/(1-F0)}1/k

با استفاده از روش انتخاب عدد تصادفی ، یک عدد بین صفر و یک انتخاب گردید . سپس این مقدار را به جای F(u) قرارداده و در نهایت سرعت باد شبیه سازی شده محاسبه گردید . به دلیل اینکه هدف شبیه سازی سرعت باد بصورت ساعتی بود ، با استفاده از رابطه زیر سرعت باد بصورت ساعتی شبیه سازی شد :
U(1)= Urep+0.5(umax-Umin) Cos[2p(24-hrmax+I)/24]

که در آن ، hrmax ساعتی از روز که سرعت باد حداکثر است ، I شاخص ساعت روز ، Umax سرعت باد حداکثر ، Umin سرعت باد حداقل ، و Urep سرعت شبیه سازی شده حاصل از معادله( ۳ ) میباشد .

در مرحله بعد ، با استفاده از نتایج شبیه سازی شده ، نقشه درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غالب آنها ، و همچنین نقشه حداکثر سرعت باد و جهت غالب باد در هر ایستگاه با استفاده از نرم افزارهای SURFER و CorelDRAW10 برای ماه های مختلف سال تهیه گردید . بعنوان نمونه نقشه درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غال آنها ، برای ماه جولای نشان داده شده است ( شکل ۱ ) لازم به ذکر است که در این نقشه ها ، شهرها به صورت دایره ، اسم شهرها واطلاعات مربوط به سرعت باد شهرها در داخل دایره و جهت باد غالب آنها هم بر روی دایره بشکل حروف و بصورت علامت پیکان ، نمایش داده شده است . همچنین برای نشان دادن سرعت حداکثر و درصد سرعت بادهای فرساینده ، از رنگهای مختلفی نیز استفاده گردید .

 

نتایج و بحث

با استفاده از داده های خام سرعت باد متعلق به نیمه اول هر دوره ، توزیع تجمعی ویبل بصورت ماهانه در تمامی ایستگاه ها ترسیم شد . سپس با استفاده از داده های خام همان دوره در مدل ، مقادیر شبیه سازی سرعت باد بدست آمد در ادامه ، ضریب های همبستگی بین توزیع تجمعی ویبل و سرعت شبیه سازی شده مشخص ، و معنی دار بودن یا نبودن آنها نیز تعیین گردیدند . مقادیر ضریب های همبستگی در تمامی ایستگاه ها و در تمامی ماه های سال بین ۹۳/۰ تا ۰/۱ بوده و در سطح یک درصد معنی دار بودند . بنابراین میتوان ادعا نمود که داده های سرعت باد از توزیع ویبل پیروی نموده ، و استفاده از این توزیع در امر

شبیه سازی سرعت باد یتواند قابل قبول میباشد . در ادامه هم به منظور اعتبار سنجی مدل کامپیوتری Windpred ، مقایسه هایی بین توزیع فراوانی سرعت و جهت باد شبیه سازی شده ( با استفاده از داده های خام دوره اول ) ، و داده های خام دوره دوم صورت گرفت ، و ضریب های همبستگی آنها نیز تعیین گردیدند . مقادیر ضریب های همبستگی در تمامی ایستگاه ها و در تمامی ماه های سال ، برای سرعت باد بین ۹۴/۰ تا ۰/۱ ، و برای جهت باد بین ۴۶/۰ تا ۰/۱ بودند ، که در سطح یک درصد معنی دار می باشند . از اینرو میتوان نتیجه گرفت که همبستگی بسیار قوی بین سرعت و جهت باد شبیه سازی شده و داده های خام وجود دارد . در مرحله بعد درصد سرعت بادهای فرساینده و جهت غالب آنها در شهرهای مختلف ایران در ماه جولای ترسیم شد ( شکل ۱ ) همانطور که

مشاهده میشود ، در ماه جولای ، بیشترین میزان بادهای فرساینده متعلق به شهر زابل ( %۷/۶۱ ) با جهت باد غالب شمال شمال غربی ،و کمترین میزان بادهای فرساینده ، متعلق به شهر تبریز ( %۱/۰ ) با جهت باد غالب شرق میباشند .

مطالعه حساسیت خاک سطحی اراضی منطقه رودشت اصفهان به فرسایش بادی

مقدمه
بخش وسیعی از کشور ایران را مناطق خشک و نیمه خشک فرا گرفته است . فرسایش بادی از مهمترین عوامل تخریب و هدر رفت خاک در این مناطق به شمار میرود ، لذا یافتن راههایی که بتواند این فرآیند را کنترل و یا به حداقل ممکن کاهش دهد ، امری جدی محسوب میگردد . تعیین فرسایش پذیری اراضی و شناخت عوامل مؤثر بر آن ( براساس اطلاعات واقعی و دقیق در مورد شدت و مقدار فرسایش فعلی منطقه ) می تواند اساس برنامه جامع حفاظت خاک و اولویت بندی

مراحل اجرایی آن قرار گیرد . در حال حاضر روشهای تجربی متنوعی جهت برآورد فرسایش پذیری اراظی ارائه گردیدهاند ( ۱ و ۴ ) که علیرغم اینکه از نظر کاربردی راحت و ساده اند ، در مناطقی با خاکهای فرسایش یافته و یا اراضی کویری به دلیل نقش حفاظتی سنگریزه ها وسله های نمکی از کاربری مناسبی برخوردار نمی باشند ( ۱ ) . نتایج حاصل از تونل باد قابل حمل در صحرا ، دقیق و مطمئن تربوده و تا حد امکان تأثیر کلیه پارامترها و اثرات متقابل آنها به ویژه اثرات بافت و

ساختمان به خوبی دخالت داده میشود ( ۱ ) . فرسایش پذیری خاک سطحی ، مهمترین فاکتور مؤثر در کلیه مدلهای برآورد فرسایش بادی میباشد که متأثر از مرفولوژی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی مانند بافت و ساختمان ( ۲ ) ، مقدار و انرژی ذرات ساینده ( ۵ ) ، دانسیته و پایداری مکانیکی سله سطحی ( ۲ و ۵ ) ، پوشش سطحی خاک با عوامل غیر قابل فرســــایش ( سنگریزه ، کلوخه و بقایای گیاهی ) و زبری سطح ( ۳ ) ، رطوبت خاک سطحی ( ۲ )

و اثرات متقابل آنها میباشد . این تحقیق به منظور مطالعه سرعت آستانه فرسایش و فرسایش پذیری نسبی اراضی منطقه رودشت اصفهان و تأثیر مرفولوژی و خصوصیات خاک سطحی بر آن و نیز مطالعه تأثیر دستکاری نمودن خاک سطحی اراضی منطقه بر تشدید فرسایش پذیری آن و در نهایت ارائه راهکارهای مناسب و کاربردی جهت کاهش تخریب و هدر رفت خاک منطقه انجام گرفت .

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه در شرق اصفهان ، اطراف رودخانه زاینده رود و در محدوده عرض جغرافیایی ’۲۰ ˚۳۲ تا ۳۴ ˚۳۲ شمالی و طول ’۵۲ تا ’۳۴ ˚۵۲ شرقی واقع شده است . ارتفاع متوسط منطقه از سطح دریا ۱۴۵۰ متر و متوسط بارندگی سالیانه در ایستگاه ورزنه ۵/۶۸ میلیمتر است . بادهای غالب منطقهکه ناشی از جریانات مدیترانه ای است ، از سمت غرب و جنوب غرب می وزد جهت نیل به اهداف ، ابتدا با تلفیق نقشه های خاک ، شوری قلیانیت ، زمین شناسی ،

توپوگرافی و مشاهدات صحرایی و نتایج تجزیه آزمایشگاهی خاک سطحی فاز سریهای مختلف ، ۱۵ واحد کاری ( کوچکترین واحدهای همگون از لحاظ مرفولوژی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی ) مشخص شد . سپس در هر واحد مطالعاتی با استفاده از تونل باد قابل حمل صحرایی ، فرسایش پذیری خاک سطحیاراضی در مدت ۳۰ دقیقه وزش باد باسرعت ۱۰ متر بر ثانیه در ارتفاع ۲۰ سانتیمتری و نیز سرعت آستانه فرسایش در دو وضعیت طبیعی و دستخورده

تعیین گردید . از خصوصیات فیزیکی خاک سطحی ، توزیع اندازه خاکدانه ها به دو روش الک خشک و مرطوب ، بافت خاک به روش پیپت و درصد رطوبت وزنی و از خصوصیات شیمیایی ph,EC و غلظت آنیونها و کاتیونهای محلول در عصاره گل اشباع ، میزان آهک و ماده آلی و از خصوصیات مرفولوژی سطح خاک ، درصد سنگریزه سطحی و قطر متوسط آن ، ضخامت سله و میزان زبری سطح خاک اندازه گیری شد .

نتایج و بحث
نتایج و تجزیه واریانس داده ها نشان می دهد که اثر واحدهای مختلف بر فرسایش پذیری و سرعت آستانه در سطح احتمال ۱ درصد معنی دار است . مقایسه میانگین اختلاف فرسایش پذیری و سرعت آستانه در دو وضعیت طبیعی و دستخورده در واحدهای مطالعاتی نشان داد ، اختلاف فرسایش پذیری در کلیه واحدها در سطح احتمال ۱ معنی دار است در حالیکه اختلاف سرعت آستانه در واحدهای ۲ ، ۶ ،۱۱ و ۱۵ در سطح احتمال ۵ درصد معنی دار نمیباشد که علت آن ، وجود ذرات فرسایش پذیر لس بر روی سطح این واحدها میباشد .

خاک سطحی واحدهای ۶ ، ۸ و ۱۳ حاوی کریستالهای گچ و آهک بوده و نسبت به فرسایش بادی ، حساس میباشند ولی پوشش سنگریزه ای سطح این اراضی ، به خوبی از خاک زیرین محافظت می نماید . فرسایش پذیری نسبی این واحدها در حالت طبیعی جزیی تا کم است ، که تا حدی مربوط به رسوبات بادی است که از اراضی مجاور برخاسته و بین سنگریزه ها بدام افتاده است . در صورت دستکاری خاک سطحی در این واحدها ، فرسایش پذیری آنها زیاد تا

خیلی زیاد میشود که بیانگر نقش بسیار مؤثر پوشش سنگریزه ای در کاهش فرسایش پذیری این اراضی میباشد . اراضی واحد ۶ بعنوان معدن شن مورد بهره برداری قرار میگیرد که علاوه بر تشدید فرسایش بادی منطقه، باعث انتقال رسوبات بادی شور به اراضی کشاورزی مجاور میگردد ، توصیه میشود از بهره برداری این معادن بدون عملیات حفاظتی مناسب ، جلوگیری بعمل آید . خاک سطحی اراضی ۱ ، ۲ ، ۱۲ و ۱۵ شور قلیا با ساختمان تکدانه ای و بسیار حساس به

فرسایش بادی میباشد سطح واحدهای ۱ و ۲ توسط سله نمکی به ضخامت ۳ تا ۴ میلیمتر پوشیده شده است که سطح خاک در واحد ۱ صاف و فاقد ذرات لس ، در حالیکه در واحد ۲ ، حالت پف کرده و دارای ذرات فرسایش پذیر لس میباشد سطح واحدهای ۱۲ و ۱۵ با لایه بسیار نازک سیل پوشیده شده است شدت فرسایش پذیری این واحدها ، زیاد تا خیلی زیاد میشود که نشان دهنده اهمیت بسیار زیاد سیل و سله سطحی در کاهش حساسیت اراضی به فرسایش بادی میباشد . لذا توصیه میشود در این اراضی از هرگونه عملیاتی که باعث تخریب سله سطحی میشود اجتناب گردد.

 

واحدهای دیگر منطقه ، اراضی کشاورزی بوده و بسته به نوع بافت و ساختمان و مدیریت زراعی دارای فرسایش پذیری کم تا زیاد هستند . واحد ۵ با بافت لومی شنی و ساختمان تکدانه ای نسبت به فرسایش بادی بسیار حساس میباشد ، در حالیکه واحد ۹ بعلت داشتن بافت ریزتر و میزان بقایای گیاهی بیشتر بر روی سطح خاک ، از حساسیت کمی نسبت به فرسایش بادی برخوردار است ( نمودار ۱ ) توصیه میشود در اراضی کشاورزی ، پس از برداشت محصول ، بقایای گیاهی بر روی سطح خاک باقی گذارده شود و یا اینکه عمود برجهت باد غالب ، شخم زده شوند تا زبری ناشی از کلوخه های سطح خاک باعث کاهش سرعت باد در نزدیکی سطح و بدام افتادن ذرات فرسایش یافته در بین کلوخه ها گردد.

روشهای اندازه گیری زبری سطح خاک (Soil surface roughness ) و کاربرد آن در فرسایش بادی

مقدمه
ناهمواریهایی که در اثر وجود کلوخه ها در سطح زمین ، یا جوی و پشته هایی که توسط شخم ایجا میشود را زبری سطح خاک گویند . زبری سطح خاک تأثیرات معنی داری بر روی فرسایش آبی و بادی دارد ( ۹ ) اثراث زبری سطح خاک بر روی فرسایش بادی به خوبی مشخص شده است ( ۴ ) انواع زیری مؤثر در

فرسایش بادی شامل زبری تصادفی (Random Roughness 0 و زبری جهت دار شده (Oriented Roughness ) است زبری تصادفی ، ناشی از خاکدانه ها و کلوخه هاست و زبری جهت دار ، بوسیله ابزار شخم زدن و مسیرهای چرخ وسایل شخم بوجود می آید ( ۳ ) کمی کردن داده های زبری شامل دو مرحله جمع آوری

داده های ارتفاعی سطح خاک و تجزیه و تحلیل داده ها براساس شاخص های توصیف کننده زبری میباشد.موارد یاد شده در مدلهایی نظیرEQ ( Wind erosion Equation ) و (WindWEPS ( Erosion prediction system به کار برده میشوند ( ۱۲ ) . بنابراین اولین مرحله از کار ، جمع آوری داده های ارتفاعی سطح خاک میباشد ، که در اینجا روشهای متداول اندازه گیری زبری سطح خاک در فرسایش بادی ، بیان و سپس مورد بررسی قرار میگیرند .

مواد و روشها
روشهای اندازه گیری زبری سطح خاک را به دو روش کلی تقسیم بندی می کند . زوش تماسی (contact ) ، مانندPin meter و chain method و روش غیر تماسی ( noncontact ) مانند روشهای اولتراسونیک ( ۷ ) و اپتیکال یا تصویری نظیر روش لیزری ( ۲ ) . از میان روشهای مختلف اندازه گیری زیری سطح خاک که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، روشهای لیزری Pin meter و chain method متداول میباشند . دقت دستگاه لیزری ۲۵/۰ میلیمتر است ، و با تغییرات شیب سطح زمین ، دقت آن کاهش می یابد (۸) این دستگاه به دو نفر برای برپا کردن آن که حدود ۲ ساعت طول می کشد ، نیاز دارد و۲۲ ترانسکت را در مدت یک

ساعت میتواند اندازه گیری کند . هر چند پیشرفت های خوبی در این زمینه شده است ( ۲ ) ، اما سیستم لیزری ، گران و با تکنولوژی بالاست و تهیه ، آموزش و نگهداری آن مشکل میباشد . لذا این وسیله همانگونه که هم اکنون نیز معمول است بیشتر در آزمایشگاهها استفاده میشود یکی از آسانترین و از اولین وسایل اندازه گیری تغییرات نیمرخ سطح خاک Pin meter است ( ۶ ) ، سیر تکاملی ثبت کردن داده های این وسیله شامل ثبت دستی ( که وقت گیر و همراه با خطای بسیار است ) و ثبت الکترونیکی ، ثبت دیجیتالی ( ثبت با استفاده از عکس و برنامه کامپیوتری PMP (Pin Meter Program ) میباشد ( ۱۳) . مطالعاتی که

بوسیله صالح (۹) به منظور بوجود آوردن یک روش ساده ، ارزان و سریع براساس تعاریف موجود ( ۵ ) و (۱) و برای تعیین زبری خاک انجام شد منجر به ابداع روش Chain method گردید . در این روش ، یک زنجیر به طول L1 وقتی که بر روی یک سطح زبر قرار می گیرد ، دارای فاصله افقی کوتاهتری (L2), نسبت به طول L1 خواهد شد . اختلاف بین L1 و L2 ، رابطه ای با درجه زبری خواهد داشت .

بحث و نتیجه گیری
نقدهائی در زمینه روشهای ذکر شده به خصوص روش اخیر از سوی دانشمندان صورت گرفته است که میتوان به نقد آقای اسکیدمور (۱۱) اشاره نمود . البته در جواب ایشان صالح ( ۱۰ ) توضیحاتی ارائه داده است که با دقت و تأمل در آن میتوان به نکاتی دست یافت . با نگاهی اجمالی به مبانی نظری روش chain method و بررسی معادلات مربوطه ، میتوان دریافت که در استفاده از این روش باید محتاطانه عمل نمود . با توجه به محدودیت های دستگاه لیزری ، از قبیل نگهداری ، تعمیر، آمورش افراد مجرب ، و نیز مشکل استفاده آن در صحرا ، بنظر میرسد که این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه و تحقیقات خاص میتواند مورد استفاده قرار گیرد ، حال آنکه از دستگاه Pin mete میتوان به سهولت و با دقت کافی جهت مطالعات صحرایی استفاده گردد .

کمی نمودن رسوبات فریاشی یافته بادی در منطقه شرق اصفهان
فرسایش خاک به وسیله باد اساساٌ یک فرآیند جریان و سیر مواد میباشد که در طی این فرآیند خاک از سطح قابل فرسایش برداشت و به حالتهای گوناگون ( تعلیق ، جهش و خزش سطحی ) در پاسخ به تنش برشی باد و بمباران ذرات خاکی که قبلاً در جریان باد وارد شده اند حمل میشوند و به دنبال آن ته نشینی مجدد رسوبات حمل شده توسط باد صورت میگیرد ( ۳) . مقادیر مواد حمل شده به وسیله روشهای حمل به سرعت باد ، چگالی ذره و بافت سطحی خاک بستگی دارد . برای مطالعه فرسایش بادی منطقه و طرح و ارریابی فن آوریهای کنترل فرسایش بادی به مشاهده های جزیی تر حمل رسوبات ناشی از وزش باد د آن منطقه نیاز است . حمل ذرات ناشی از وزش باد در منطقه معمولاٌ به وسیله تله های رسوب گیر نمونه برداری میشوند . ( ۲ و ۴ ) .

اگر چه تله های رسوب گیری تشریح شده در منابع از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند ، ولی عموماً شامل یک آزایش عمودی از تله های رسوب گیر میباشند . هر تله در طول مدت یک واقعه فرسایش بادی مواد در حال حرکت در ارتفاع معینی را جمع آوری می کند . از وزن مواد به دام افتاده و مدت وزش طوفان ، دبی

جرم ذرات به صورت افقی اندازه گیری میشوند . نرخ حمل ذرات در نقطه مورد مشاهده به وسیله جمع کردن نیمرخ دبی جرم ذرات افقی در طول ارتفاع بدست می آید . هدف از این مطالعه کمی کردن حمل ذرات ناشی از وزش باد در طول دوره های معین در منطقه شرق اصفهان و کاربرد چندین مدل جهت محاسبه نرخ حمل ذرات میباشد . علاوه براین ارتباط بین توزیع عمودی رسوبات فرسایش یافته بادی و ارتفاع رسوب به وسیله نمونه بردار BSNE تعیین گردید .

مواد و روشها
مطالعه تحت شرایط منطقه و آزمایشگاه انجام گردید . مجموعه ای از نمونه بردارهای از نوع BSNE1 در اواسط اسفند ماه ۱۳۷۷ در قسمت شرقی پایگاه شهید بابایی اصفهان در منطقه ای هموار ، پوشیده از رسوبات بادی به ضخامت ۵ تا ۳۰ سانتیمتر و تقریباٌ عاری از پوشش گیاهی نصب گردید که به دور از موانع جهت مزاحمت از وزش باد میباشد . نمونه های مواد خاکی از خاک فرسایش یافته در طی ۱۰ دوره نمونه برداری از ۱۷/۱۲/۱۳۷۷ تا ۳/۵/۱۳۷۹ در ارتفاعات ۲۴/۰ ، ۶/۰ ، ۰۸/۱ ، ۶۰/۱ ، ۲،۳ و ۴ متر از سطح زمین با استفاده از نمونه بردار BSNE جمع آوری گردید . خاکهای منطقه عموماً در فامیل فاین – لومی ، جیپسک هاپلو

سالیدز ، با ۳۱ درصد شن ، ۴۱ درصد لای ، ۲۸ درصد رس ، ۵/۱۶ درصد کربنات کلسیم و ۱/۳۳ درصد گچ قرار می گیرند . قبل از استفاده از نمونه بردار BSNE در صحرا با استفاده از یک تونل بادی مدار باز راندمان تله اندازی ( p ) آن تعیین و نمونه بردار واسنجی گردید از رسوبات منطقه مورد مطالعه جهت آزمایش واسنجی استفاده گردید . متوسط راندمان تله اندازی نمونه بردار با بادهایی با سرعت ۲/۵ تا /۷ متر بر ثانیه ۵۱/۰ بدست آمد ( ۱) . ارتباط بین مقدار مواد انتقال یافته به

وسیله باد و ارتفاع نمونه بردار با استفاده از مدلهای مختلف ( توانی ، معکوس ، لگاریتمی و نمایی و …. ) به وسیله برنامه spss مورد آزمون قرار گرفت . مقدار کل مواد انتقال یافته به وسیله باد ( عرض Q,g/cm) به ازای یک سانتیمتر عرض دهانه نمونه بردار در ارتفاع ۲۴/۰ تا ۴ متر ی از سطح زمین جمع آوری میگردد به وسیله انتگرال گیری معادلات رگرسیون برازش شده در محدوده ارتفاع ۲۴/۰ تا ۴ متر محاسبه گردید . جهت محاسبه مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض

Qt.) محدوده ارتفاع ۲۴/۰ تا ۴ متر محاسبه گردید . جهت محاسبه مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض Qt.g/cm ) در نقطه نمونه برداری بایستی مقدار Q محاسبه شده به وسیله راندمان تله اندازی نمونه بردار تصحیح گردد . (n=Q/Qt) نرخ نقل و انتقال کل جرم ذرات ( روز و عرض mt,g/cm ) به وسیله تقسیم مقدار Qt به تعداد روز نمونه برداری بدست می آید . این مقدار بیانگر جرم کل رسوبات ناشی از وزش باد در ارتفاع ۴ متری است که از نواری با پهنای یک سانتیمتر به طور عمودی در متوسط جهت باد به ازای ک روز عبور می کند . البته فرض براین است که قدار سهم رسوبی که در ارتفاع بالاتر از ۴ متر منتقل میشود نسبت به جرم کل حمل شده می تواند در نظر گرفته نشود .

نتایج و بحث

رسوبات سطحی منطقه مورد مطالعه ریز ( متوسط اندازه ذرات(zm) 2تا ۳ فی یت ۱۲۵ تا ۲۵۰ میکرون ) با جور شدگی متوسط تا نسبتاً خوب ( انحراف معیار ترسیمی جامع فولک( Id ) 68/0 تا ۹۳/۰ فی ) و کج شدگی زیاد به سمت ذرات دانه ریز ( کج شدگی ترسیمی جامع فولک SKI ، ۳۴/۰ – تا ۱۳/۰ – ) میباشد . در هر دوره نمونه برداری ، مقدار درصد ذرات بزرگتر از ۳ فی (۱۲۵> میکرون ) و مقادیر SKI با افزایش ارتفاع نمونه بردار زیاد و مقادیر z m (m m) وId با افزایش

ارتفاع کاهش می یابد . بنابراین با افزایش ارتفاع بات توجه به کاهش شدید مقدار رسوب بدام افتاده درصد نسبی ذرات ریز افزایش و توزیع اندازه ذرات به سمت ذرات ریزدانه تر متمایل می گردد به طوریکه درصد نسبی ذرات کمتر از ۶۳ میکرون ار ارتفاع ۲۴/۰ تا ۴ متری از سطح زمین از ۸/۸ به ۱/۷۰ درصد افزایش می یابد ( شکل ۱ ) این تغییر شاید به دلیل چگونگی حمل ذرات باشد بطوریکه ذرات کمتر از ۱۰۰ میکرون به صورت تعلیق جابجا می شوند ( ۴ ) . و ذرات بزرگتر از ۱۰۰

میکرون با افزایش ارتفاع کاهش می یابد که مبین حمل این ذرات به صورت جهش میباشد ( شکل ۱ ) در هر دوره نمونه برداری درصد رطوبت اشباع ، ظرفیت تبادل کاتیونی و مقدار کربنات کلسیم با افزایش ارتفاع زیاد میشوند به طوریکه با افزایش ارتفاع از ۲۴/۰ تا ۶۰/۱ متر به ترتیب مقادیر فوق از ۳/۴۹ به ۵/۵۳% ، ۶/۲۰ به ۲/۳۱m/S ، ۹/۳ به ۱/۶ خاک meq/100 gr و از ۴/۱۶ به ۱/۲۶ درصد افزایش می یابد .

شکل ۱- هیستوگرام درصد فراوانی توزیع اندازه ذرات رسوبات بادی بدام افـتاده در نمونه بردار BSNE در ۷ ارتفاع در طی زمان ۲۳/۱/۷۸ – ۱۷/۱۲/۱۳۷۷

از طرفی مقدار وزن مخصوص ظاهری رسوبات جمع آوری شده از ۱۲/۱ به ۰۲/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب کاهش می یابد . این به این دلیل است که درصد نسبی ذرات ریز در رسوبات جمع آوری شده در سطوح بالاتر بیشتر میباشد . همچنین به دلیل چگالی کم ، نمکها می توانند به صورت تعلییق تا ارتفاعات زیاد حمل شوند. مقدار مواد ناشی از وزش باد ( عرض kg/100 m )برابر با ۴۴/۲۰۶ ، ۸۸/۵۵ ، ۳۹/۳ ، ۹۱/۸۵ ، ۵۵/۴۲ ، ۲۹/۲۳ ، ۵۰/۳۹ ، ۳۷/۶ ، ۶۸/۲۲ ، ۹۲/۵۲ به ترتیب در طی ۳۶ ، ۱۳ ، ۱۵ ، ۲۰ ، ۵۵ ، ۴۳ ، ۶۸ ، ۵۸ ، ۶۱ و ۹۰ روز نمونه برداری می باشد ومتوسط نرخ حمل مواد ۸/۱۶۱ ( روز× عرض g/100 m K)

است همچنین مقدار مواد ناشی ازوزش باد با افزایش ارتفاع کاهش می یابد( شکل ۲ ) بیشترین مقدار در طی دوره های نمونه برداری از ۵/۱۲/۷۸ الی ۵/۲/۷۹ و ۱۷/۱۲/۷۷ الی ۲۳/۱/۷۸ تعیین ردید. این با ساعتهایی که سرعت باد بیشتراز۳/۵ متربرثانیــه (سرعت آستانه ) در ماههای اسفند و فروردین مطابقت دارد .

کمترین مقدار نرخ حمل ذرات در طی دو دوره مشخص اتفاق می افتد . در طی فصل مرطوب ( آذر و دی ) که سطح خاک مرطوب و سرعت باد کم میباشد و اوایل فصل مرطوب ( شهریور و مهر ) که متوسط سرعت باد غالب ۲/۳ تا ۱/۴ متر بر ثانیه می باشد که از سرعت آستانه جهت حرکت ذرات کمتر است . مدل توانی بهترین مدل جهت توصیف ارتباط بین مقدار مواد فرسایش یافته و ارتفاع نمونه بردار تعیین گردید . این مدل بخش معلق جریان را توصیف می کند ، اما برای ذراتی که به صورت جهشی و خزشی سطحی در ارتفاع کمتر از ۶/۰ متر حمل میشوند رضایت بخش نمی باشد و محاسبه مقدار حمل ذرات در سطوح پایین تر معمولاٌ سبب تخمین زیادتر مواد ناشی از وزش باد میشود .