Farklı debi ve eğim koşullarının parmak erezyonu ve sediment taşınımı üzerine etkileri

Abstract

ÖZET Doktora Tezi FARKLI DEBİ ve EĞİM KOŞULLARININ PARMAK EROZYONU VE SEDİMENT TAŞINIMI ÜZERİNE ETKİLERİ Mehmet PARLAK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Damşman: Prof. Dr. Mustafa R. ÇANGA Parmak erozyonu, bir kanalcıkta yoğunlaşan akışlar tarafından toprak parçacıklarını kopanlma ve taşınma sürecidir. Parmaklar eğimli arazilerde hem önemli bir sediment kaynağı hem de sediment iletim sistemidir.Çiftlik Serisi (Typic Calciorthid) toprağmda, parmak erozyonu ve sediment taşınımı üzerine farklı debi ve eğim koşullarının etkisini saptamak için, laboratuvar çalışması yapılmıştır. 160 cm uzunluk ve 80 cm genişliğindeki toprak tavasında, denemeler 5, 10 ve 15 1/dk debi ve % 5, 10, 15 ve 20 eğimlerde yürütülmüştür.Debi ve eğimin artışıyla sediment konsantrasyonu artmıştır. 15 1/dk debi ve % 20 eğimde sediment konsantrasyonu 1027.66 g/l ile en yüksek değerde yer alırken, 5 1/dk debi ve % 5 eğimde 212.51 g/l ile en düşük seviyede yer almıştır. Diğer uygulamalar bu iki değer arasında değişim göstermiştir. Toplam 60 dk süreyle yapılan denemelerde, 4 dk arayla toplanan sediment miktarları zamanın ilerlemesiyle azalma göstermiştir.Debinin artmasıyla akış hızı da artmıştır. Parmakların genişliği 6-11 cm olarak ölçülmüştür.Araştırmada belirlenen hidrolik akış parametrelerinden akış hızı (Uf) 0.25-0.40 m s`1, taban kesme basıncı (to) 1.687-6.888 N m`2 ve akış gücü (H) ise 0.662-5.383 kg s`3 aralıklarında saptanmıştır. Sediment konsantrasyonu ve hesaplanan akış parametreleri arasında üç ilişki oluşturulmuştur. Sediment konsantrasyonu ile akış parametreleri arasında yapılan logaritmik doğrusal modeller birim debi ve eğim sediment taşınımının % 92' ini, akış gücü % 85' ini ve kesme basıncı % 80' ini açıklamıştır. 2005, 138 sayfa Anahtar Kelimeler: Parmak erozyonu, yoğun akış, sediment taşmımı, akış parametreleri, toprak erozyonu

ABSTRACT Ph.D. Thesis THE EFFECTS of DIFFERENT DISCHARGE and SLOPE CONDITIONS on RILL EROSION and SEDIMENT TRANSPORT Mehmet PARLAK Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Supervisor: Prof. Dr. Mustafa R. ÇANGA Rill erosion is defined as the process of soil detachment and transport of soil particles by concentrated flow.Therefore, rills are both an important sediment source and sediment delivery system for erosion in upland areas.This research was carried out in a laboratory on Çiftlik Series (Typic Calciorthid) soils to determine the effects of different discharge and slope conditions on rill erosion and sediment transportation. Soil pan with 160 cm length and 80 cm width was prepared to see the effects of different discharge and slopes. The values were 5, 10 and 15 1/min for discharge and 5, 10, 15 and 20 % for slope.With the increment in disharge and slope sediment concentration increased. The highest sediment concentration was 1027.66 g /l at the discharge value of 15 1/min and 20 % slope while the lowest value, 212.51 g/1, was obtained at that of 5 1/min and 5 % slope. The results of other trials changed between these values. Experiments lasted 60 minutes and sediments were collected in 4 minutes intervals. Getting closure to the end of the experiment time the amount of sediment decreased.With the increment in discharge flow velocity increased also. Rills were measured as 6-11 cm in wide.In the experiment, hydraulic parameters were determined as 0.25-0.40 m s`1 for flow velocity, 1.687 - 6.888 Nm `2 for shear stress, 0.662-5.383 kg s`3 for stream power. Three relationships between sediment concentration and calculated flow parameters could be established. The logarithmic-linear models between sediment concentration and flow parameters explain the unit discharge and slope 92 % of sediment transport by rill erosion, 85 % of stream power and 80 % of shear stress. 2005, 138 pages Key Words: Rill erosion, concentrated flow, sediment transport, flow parameters, soil erosion