بررسی ارتباط بین بعد فراکتال ذرات خاک با اشکال مختلف فرسایش و مواد مادری مختلف

فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که قدرت باروری خاک و کیفیت آب را کاهش می دهد. ارزیابی مناسب عوامل موثر بر فرسایش، اولین مرحله در انتخاب راهکارهای کنترل و مدیریت این پدیده مخرب است. از پارامترهای مهم و قابل مطالعه در این بحث بافت خاک، اندازه، کیفیت خاکدانه ها و جنس سنگ بستراست که می تواند عامل فرسایش پذیری خاک را تحت تاثیر قرار دهد. بعد فراکتال توزیع اندازه ذرات خاک و خاکدانه ها به عنوان ابزار مناسبی جهت تخمین خصوصیات مرتبط با خاک با حداقل تعداد مولفه های موردنیاز معرفی شده است. هدف از این تحقیق بررسی ارتباط بعد فراکتال با اشکال مختلف فرسایش ازجمله فرسایش سطحی، شیاری و بدلند و هم چنین بررسی بعد فراکتال جنس سنگ های مختلف، شامل؛ آهک، افیولیت، گرانیت، شیل و مارن و بررسی شاخص های میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، درصد پایداری خاکدانه ها (AS) و درصد تخریب خاکدانه ها (PAD) بود. در این راستا بعد فراکتال به کمک رابطه یانگ و کرافورد با استفاده از داده های آزمایشات توزیع اندازه ذرات به روش الک تر و الک خشک و توزیع اندازه خاکدانهها به روش الک مستغرق و هم چنین محاسبه وزن مخصوص به روش وزنی و سطح ویژه به روش اتیلن گلیکول مونو اتیل اتر، برای اشکال فرسایشی و جنس سنگ های مختلف تعیین شد. نتایج آزمون های آماری نشان می دهد که اشکال فرسایشی و جنس سنگ های مختلف با بعد فراکتال در ارتباط است. به نحوی که با کاهش استحکام سنگ ها و پیشرفت شکل فرسایش بعد فراکتال افزایش می یابد. درنتیجه جنس سنگ مارن با شکل فرسایش بدلند بیش ترین مقدار بعد فراکتال و فرسایش سطحی کم ترین مقدار بعد فراکتال را به خود اختصاص می دهد. علاوه بر این بعد فراکتال با شاخص MWD و AS همبستگی مثبت و با PAD همبستگی منفی داشت. درنهایت می توان نتیجه گرفت که با توجه به سهولت محاسبه بعد فراکتال خاک و رابطه مناسب آن با فرسایش از این شاخص می توان در ارزیابی کمی و کیفی فرسایش خاک استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

اندازه خاک دانه ، اندازه ذرات ، انواع فرسایش ، پایداری خاکدانه ، جنس سنگ