Rüzgarlı yağış koşullarında eğim yönünün yüzey akış sediment taşınımı üzerine etkisi

Abstract

Rüzgarın yağışa eşlik etmesiyle, yağmur damlasının hız vektöründe ve yağmurdamlasının sayısında, eğim yönüne bağlı olarak değişiklikler meydana gelmektedir. Budeğişimler, farklı yönlerde farklı erozyon oranlarının meydan gelmesine nedenolmaktadır. Bu çalışmanın amacı, rüzgarlı yağış koşullarında, arazinin eğim yönününhem yağmur damlası vuruş hızı, sayısı ve açısı hem de yüzey akışla taşınan sedimentmiktarı üzerine etkisini araştırmaktır. Bu çalışma, Belçika Ghent Üniversitesi yapayyağmurlama ünitesinde yürütülmüştür. Lös ana materyali üzerinde oluşmuş iki tarımtoprağı, Nukerke ve Kemmel, 1,00-2,75, 2,75-4,80 ve 4,80-5,00 mm' lik eleklerdengeçirildikten sonra, agregat büyüklüğüne göre ağırlıkça karışım oranları sırasıyla %28,32 ve 40 olacak şekilde kullanılmıştır. Agregatlar üniform bir şekilde karıştırıldıktansonra 5 kg lık toprak örneği, 55 cm uzunluğunda ve 20 cm genişliğindeki topraktavalarına yerleştirilmiştir. Rüzgarsız yağışlar ve 6, 10, 12 m s-1 lik rüzgarlı yağışlar,rüzgara karşı ve rüzgarla aynı yönlerdeki %7, 15, 20 lik eğimler üzerine yerleştirilentoprak tavaları üzerine uygulanmıştır. Her toprak ve eğim yönü için iki tekrar yapılarak,toplam 96 tane yapay yağmurlama uygulanmıştır. Sonuç olarak yatay rüzgar hızlarınındamla vuruş parametrelerinden vuruş sayısı, vuruş açısı ve vuruş hızı üzerinde önemlietkileri olduğu belirlenmiştir; bu etkiler, rüzgarın geliş yönüne bağlı olarak rüzgara karşıve rüzgarla aynı yönlerde değişiklik göstermiştir. ARAZİDEKİ Farklı eğim yönlerindedamla vuruş parametrelerindeki değişimler farklı sediment taşınmasına sebep olmuştur.Elde edilen sediment miktarları, damla vuruş parametreleri ve yüzey akış parametrelerikullanılarak, logaritmik doğrusal regresyon modeli ile istatistiksel olarak incelenmiştir.Model faktörleri, yağış enerji akışının yatay düşey bileşenleri ve yüzey akışların taşımagücü, rüzgarlı koşullar altında yağmur damlası destekli sığ yüzey akışlar ile sedimenttaşınmasında olan değişimleri istatistiksel olarak en az 0,84 ve en fazla 0,96 oranındaaçıklamıştır.2006, 69 sayfaAnahtar Kelimeler: rüzgarlı yağış koşulu, eğim yönü, sığ yüzey akış ile taşınım, damlavuruş parametreleri, akış parametrelerii

Since the wind comes with the rain, changes occur in raindrop velocity vector andraindrop frequency depending on the slope aspect. These changes can cause differenterosion rates in different aspects. The aim of this study is to examine the effect of slopeaspect both on the velocity, frequency and angle of raindrop and on sediment transportby shallow overland flow in wind-driven rains. The study was conducted in a windtunnel rainfall Simulator in faculty of Ghent University, Belgium. Two loess-derivedagricultural soils, Kemmel sandy loam and Nukerke silt loam, were used after sievedinto three aggregate fractions: 1.00-2.75, 2.75-4.80 and 4.80-8.00 mm, and weighingfactors assigned to each fraction were 28, 32 and 40%, respectively. A 5 kg soil samplewas then packed into a 55 cm-long and 20 cm-wide pan after three fractions ofaggregates were evenly mixed. Windless rains and the rains driven by velocities of 6,10, 12 m s-1 were applied to soil pan placed at both windward and leeward slopes of 7,15, and 20%. For each soil and slope aspect, there were two replicates with a total of 96rainfall simulations. The results were statistically tested by a log-linear regressionmodel using rain and overland flow parameters. In wind-driven rains, different erosionrates were observed in different slope aspects not only due to the effects of wind onvelocity, frequency, and angle of impacting raindrops but also due to the effects of windon the shallow flow hydraulics. Model factors, the horizontal and vertical componentsof the rain energy flow and the transport capacity of overland flow, explaineddifferences in the sediment transport by raindrop-impacted shallow flow under windyconditions with the R2 values changing from 0,84 to 0,962006, 69 pagesKey Words: wind-driven rain, slope aspect, shallow flow transport, raindrop impactparameters, flow parametersii