تحقیقات کاربردی خاک

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

مدل سازی نقش پوشش و اندازه سنگریزه سطحی بر تولید رسوب با استفاده از روش پاسخ سطح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه (مکاتبه کننده)

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه

3 دانشیار گروه علوم خاک، دانشگاه ارومیه

چکیده

سنگریزه
سطحی عاملی مهم در کنترل مقدار فرسایش خاک به­ویژه در اراضی شیب­دار مناطق خشک و
نیمه­خشک است که مدل­سازی نقش آن در فرسایش خاک، پیچیدگی­های فراوانی دارد. هدف از
این مطالعه مدل­سازی تاثیر همزمان دبی جریان سطحی، پوشش و همچنین ابعاد سنگریزه­های
سطحی بر غلظت رسوب با استفاده از روش پاسخ سطح و بر مبنای طرح مرکب مرکزی بود.
آزمایش­ها در دو سری مجزا و در شیب ثابت 5 درصد انجام شد. مدل بر اساس نتایج سری
اول آزمایش­ها ایجاد و با استفاده از نتایج آزمایش­های سری دوم، اعتبارسنجی شد. یافته­ها
بیانگر کارآمدی بالای ( gl-1­6/1= RSME و 943/0= R2) مدل طرح مرکب مرکزی در برآورد غلظت رسوب
مشاهده­ای از آزمایش­های سری اول بود. اعتبارسنجی مدل نیز بیانگر کارایی بالای مدل
( gl-1­6/3= RSME و 895/0=
R2) برای دامنه تغییرات وسیعی از ویژگی­های
اولیه بود. بر مبنای نتایج آزمایش­ها، افزایش درصد سنگریزه سطحی در محدوده­ی صفر
تا 45 درصد سبب کاهش غلظت رسوب شد با این حال اثر سنگریزه­های ریزتر در کاهش غلظت
رسوب در مقایسه با سنگریزه­های درشت­تر بیشتر بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling of the effect of rock fragment cover and sizes on the sediment concentration using response surface method

نویسندگان [English]

  • Farrokh Asadzadeh 1
  • Mohiaddin Fegh-Hassan-Agha 2
  • Habib Khodaverdiloo 3

1 Assistant Professor, Department of Soil Science, Urmia University, Iran

2 M.Sc. Student, Department of Soil Science, Urmia University, Iran

3 Associate Professor, Department of Soil Science, Urmia University, Iran

چکیده [English]

Surface rock fragment is one of the most important factors controlling soil erosion especially in hillslopes of arid and semiarid regions where, modeling of its effects on soil erosion has a great complexity. This study aims to model the interactive effects of surface runoff, rock fragment cover and rock fragments size on the sediment concentration using the response surface method according to the central composite design. Two sets of experiments were carried out on a fixed bed slope of 5 percent. The first set of experiments used to develop the predictive model based on central composite design and the second set of the experiments were applied to validate the model. The results of first data set indicated the high efficiency (R2= 0.934 and RMSE=1.6 gl-1) of the predictive model of sediment concentration. The model validation with the second set of data also indicated a good agreement (R2= 0.895 and RMSE=3.6 gl-1) between the predicted values of sediment concentration and the experimental values with a wide range of independent variables. From the modeling approach and experimental data it could be concluded that the sediment concentration decreases as the rock fragment cover at the soil surface increases in the range of 0 to 45 percent. However the efficiency of the small rock fragments in decreasing the sediment concentration is higher than the coarse rock fragments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sediment concentration
  • Surface rock fragment
  • Run-on simulation
  • Central composite design
مراجع
Abrahams, A. D., & Parsons, A. J. (1991). Relation between infiltration and stone cover on a semiarid hillslope, southern Arizona. Journal of Hydrology, 122(1), 49-59.
Abrahams, A. D., Li, G., Krishnan, C., & Atkinson, J. F. (2001). A sediment transport equation for interrill overland flow on rough surfaces. Earth Surface Processes and Landforms, 26(13), 1443-1459.
Aghaeinejad-Meybodi, A., Ebadi, A., Shafiei, S., Khataee, A., & Rostampour, M. (2015). Degradation of antidepressant drug fluoxetine in aqueous media by ozone/H2O2 system: process optimization using central composite design. Environmental technology, 36(12), 1477-1488.
Amanpour, J., Salari, D., Niaei, A., Mousavi, S. M., & Panahi, P. N. (2013). Optimization of Cu/activated carbon catalyst in low temperature selective catalytic reduction of NO process using response surface methodology. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 48(8), 879-886.
Amin, S., & Ahmadi, S. H. (2006). Incorporating rock fragments in soil erosion models: a case study, the ANSWERS model. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Engineering, 30(B4).
Bashari, M., Moradi, H. R., Kheirkhah, M. M., & jafari Khaledi, M. ( 2013). Simulation of the effect of soil surface rock fragments on runoff and sediment yield. Watershed Engineering and Management, 5(2): 104-114.
Bunte, K., & Poesen, J. (1994). Effects of rock fragment size and cover on overland flow hydraulics, local turbulence and sediment yield on an erodible soil surface. Earth Surface Processes and Landforms, 19(2), 115-135.
Chen, H., Liu, J., Wang, K., & Zhang, W. (2011). Spatial distribution of rock fragments on steep hillslopes in karst region of northwest Guangxi, China. Catena, 84(1), 21-28.
de Figueiredo, T., & Poesen, J. (1998). Effects of surface rock fragment characteristics on interrill runoff and erosion of a silty loam soil. Soil and Tillage Research, 46(1), 81-95.
Guo, T., Wang, Q., Li, D., & Zhuang, J. (2010). Effect of surface stone cover on sediment and solute transport on the slope of fallow land in the semi-arid loess region of northwestern China. Journal of Soils and Sediments, 10(6), 1200-1208.
JAVADI, P., Rouhipour, H., & Mahboubi, A. A. (2005). Effect of rock fragments cover on erosion and overland flow using flume and rainfall simulator.
Jomaa, S., Barry, D. A., Heng, B. C. P., Brovelli, A., Sander, G. C., & Parlange, J. Y. (2013). Effect of antecedent conditions and fixed rock fragment coverage on soil erosion dynamics through multiple rainfall events. Journal of Hydrology, 484, 115-127.
Mandal, U. K., Rao, K. V., Mishra, P. K., Vittal, K. P. R., Sharma, K. L., Narsimlu, B., & Venkanna, K. (2005). Soil infiltration, runoff and sediment yield from a shallow soil with varied stone cover and intensity of rain. European Journal of Soil Science, 56(4), 435-443.
Martínez‐Zavala, L., & Jordán, A. (2008). Effect of rock fragment cover on interrill soil erosion from bare soils in Western Andalusia, Spain. Soil Use and Management, 24(1), 108-117.
Mirzaei, S., Gorji, M., & JAFARI, A. A. (2012). Effect of surface rock fragment cover on soil erosion and sediment using simulated runoff.
Mousavi, S. M., Niaei, A., Salari, D., Panahi, P. N., & Samandari, M. (2013). Modelling and optimization of Mn/activate carbon nanocatalysts for NO reduction: comparison of RSM and ANN techniques. Environmental technology, 34(11), 1377-1384.
Myers, R. H., & Montgomery, D. C. (2002). Response Surface Methodology, John Wiley&Sons. Inc., USA.
Nearing, M. A., Norton, L. D., Bulgakov, D. A., Larionov, G. A., West, L. T., & Dontsova, K. M. (1997). Hydraulics and erosion in eroding rills. Water Resources Research, 33(4), 865-876.
Poesen, J., & Lavee, H. (1994). Rock fragments in top soils: significance and processes. Catena, 23(1), 1-28.
Rieke‐Zapp, D., Poesen, J., & Nearing, M. A. (2007). Effects of rock fragments incorporated in the soil matrix on concentrated flow hydraulics and erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 32(7), 1063-1076.
Sheydaei, M., Aber, S., & Khataee, A. (2014). Degradation of amoxicillin in aqueous solution using nanolepidocrocite chips/H 2 O 2/UV: optimization and kinetics studies. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(4), 1772-1778.
Tetegan, M., Nicoullaud, B., Baize, D., Bouthier, A., & Cousin, I. (2011). The contribution of rock fragments to the available water content of stony soils: Proposition of new pedotransfer functions. Geoderma, 165(1), 40-49.
Valentin, C., & Casenave, A. (1992). Infiltration into sealed soils as influenced by gravel cover. Soil Science Society of America Journal, 56(6), 1667-1673.
تحقیقات کاربردی خاک
دوره 3، شماره 1 - شماره پیاپی 1
تیر 1394
صفحه 25-38
فایل ها
سابقه مقاله
  • تاریخ دریافت: 30 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش: 30 تیر 1395
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار