روش هاى ریاضى ارزیابى گالى

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه اصفهان

2 کارشناس ارشد ژئومرفولوژى، دانشگاه آزاد نجف‏ آباد

3 دکترى ژئومرفولوژى، دانشگاه اصفهان

چکیده

بیش از نیم قرن است که فن‏آورى پیش‏ بینى و مدل ‏سازى فرسایش خاک به عنوان ابزار ارزشمندى در طراحى حفاظتى، طرح‏ هاى مهندسى و توسعه تحقیقات به کار برده مى ‏شود. این فن‏آورى در بردارنده معادلات ریاضى است که تخمین‏ هایى از متغیرهاى وابسته فرسایش (تلفات خاک، تولید و نشست رسوب) را به صورت تابعى از متغیرهاى مستقل (چهار فاکتور اصلى، اقلیم، خاک، توپوگرافى ونوع کاربرى) محاسبه مى‏ کنند. پارامترها در این معادلات مشتمل بر نماها و ضرایبى هستند که مقادیر ارزشى متغیرهاى مستقل را به عنوان بخشى از محاسبات ریاضى تعیین یا اصلاح مى‏ کنند که برخى از آنها مقادیر تجربى هستند که براساس داده‏ هاى پایه تهیه شده ‏اند و برخى دیگر داراى تعاریف فیزیکى مرتبط با فرایندهاى فرسایش مى‏ باشند. نمادهاى ریاضى و توالى منطقى از دیگر ویژگی هاى مدل هاى ریاضى هستند. به طور کلى مدل هاى ریاضى فرسایش شامل  مدل های مشتق از رگرسیون، مدل هاى شاخص ه‏اى و مدل هاى فرایند مى‏ باشند. در مورد فرسایش خندقى علاوه بر روش هاى تجربى، چندین مدل ریاضى نیز ارائه شده است که در همه آنها قانون بقاء جرم یا معادله پیوستگى به عنوان معادله کنترل کننده مى‏ باشد. این مدل ها عبارتند از: مدل دینامیک و استاتیک، مدل weep، مدل GULTEM، مدل EGEM که هر یک مربوط به نوع خاصى از گالى بوده و در شرایط خاصى کاربرد دارد. بى‏ تردید مدل هاى معرفى شده در این مقاله را نمى‏ توان  مدل های جامع و فاقد نارسائى‏ هاى احتمالى دانست. بنابراین پیشنهاد مى ‏شود برحسب ویژگى‏ هاى اقلیمى، زمین ‏شناسى، ژئومورفولوژى و... مدل مناسب براى ارزیابى میزان فرسایش خندقى (گالى) در هر منطقه مشخص شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mathematical Methods of Assessing Gully

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Ramesht 1
  • Leila Gorjii 2
  • Mojgan Entezari 3
1 Associate Professor at the Department of Geography, University of Isfahan
2 Master of Geomorphology, University of Najafabad
3 Ph.D. in Geomorphology, University of Isfahan
چکیده [English]

For more than half a century, soil erosion prediction and modeling technology has been used as a valuable tool in protective design, engineering plans and research development. This technology includes mathematical equations that calculate estimates of the dependent variables of erosion (soil losses, production and sediment) as a function of independent variables (four main factors: climate, soil, topography, and type of use). The parameters in these equations include exponential powers and coefficients that determine or modify the values ​​of the independent variables as part of mathematical calculations, some of which are empirical values ​​prepared according to basic data, while others have physical definitions associated with erosion processes. Mathematical symbols and logical sequence are among other features of mathematical models. In general, erosion mathematical models include regression-derived models, characteristic models, and process models. In addition to empirical methods, several mathematical models are presented concerning erosion, in all of which mass conservation law or the continuity equation are used as the controlling equation. These models include the dynamic and static models, the weep model, GULTEM and EGEM model, each of which is related to a particular type of gully and is applicable in certain conditions. Undoubtedly, the models introduced in this paper can not be considered as comprehensive models without any probable defects. Therefore, it is suggested that according to the climatic, geological, geomorphological, and ... characteristics, a suitable model be determined for assessing the rate of gully erosion in each region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil erosion
  • mathematical modelling
  • Gully erosion
  • water erosion
  • gully assessment
1- احمدى، حسن؛ 1378: ژئومورفولوژى کاربردى، انتشارات دانشگاه تهران.

2- پرویزى، یحیى؛ حصادى، همایون؛ 1383: مبانى ریاضى مدل‏ سازى فرسایش خاک، مطالعه موردى فناورى wepp، کنفرانس سراسرى آبخیزدارى و منابع آب و خاک.

3- رفاهى، حسینقلى؛ 1375: فرسایش آبى و کنترل آن، انتشارات دانشگاه تهران.

4- صوفى، مجید؛ 1383: فرسایش آبکندى در استان فارس، کنفرانس سراسرى آبخیزدارى و منابع آب و خاک.

5- Chaplot, V; G, Giborie; P, Marchand and C, Valentin. 2005. Dynamic modeling for linear erosion intiation and development under climate and land-use changes in northen Laos. Catena, In press.

6- Derose, R.C; B. Gomez; M. Marden and N.A. Trustrum 1998. Gully erosion in Mangatu Forest, New Zealand, estimated from digital elevation models. Earth Surface processes and landforms 23 :1045-1053.

7- Dotter weich, Markus, 2005. High resolution reconstruction of a 1300 year old gully system in northern Bararian, The Holocene, 15,7:997-1005.

8- Evans, R, Morgan, R.P.C, 1974, Water erosion farable land. Area 6(3),221-225.

9- Leopold, L.B., Wolman, M.G., Miller, J.P., 1964. Fluvial Processes in Geomorphology. Freeman, San Francisco, CA

10- Nachtergaele.J.,J.Poesen., L.vandekerckhov., D.Oostwoud wijdenes and M.Roxo.2001. Testing the Ephemeral Gully Erosion Modle (EGEM) in Mediterranean Environments; 10the International soil conservation organization, May 24-29

11- Poesen, J. and G. Govers, 1990. Gully erosion in the loam belt of Belgium: typology and control measures. pp.513-530. In: Boardman, J.,I.D.L., Foster, and J.A., Dearing, (ed.) Soil Erosion on Agricultural Land. Wiley, Chichester.

12- Poesen, J.W., B. van wesemael, G. Govers, J. Martinez- Fernandez, P. Desmet, K. Vandaele, T. Quine and G. Degraer, 1997. Patterns of rock fragment cover generated by tillage erosion Geomorphology 18:183-197.

13- Rescher, N. 1962. The Stochastic revolution and the nature of scientific explanation synthese. 14.200-215.

14- Saynor, M.J,W,D.Erskine; K,G,Evans and I.Eliot.2004. Gully ignition and implication for management of scour holes in the vicinity of the jabiluka mine, Australia. Geografiska Annaler86:19-201.

15- Sidorchuk Aleksey, and Anna Sidorchuk. 1998. The Model for estimating of the Gully morphology. p.333-344. In Modelling Soil Erosion, Sediment Transport and Closely Related Hydrological Processes. IAHS Publ.249.

16- Vanwalleghem, T.H,R.Bork., J,poesen.,G, Schmidtchen., M, Dotterweich., J,Nachterg aele. 2005. Rapid development and infilling of aburied gully under cropland, central Belgium. Catena. In press.

17- Woodward, D.E.1999. Method to predict cropland ephemeral 20 - Sidorchuk, A.Yu.1995. Erosion - sedimentation processes on the Russian Plain and the problem of aggradation in the small rivers.p.74-83.(In Russian). In R.S.Chalov (ed). Water Resources Management and Problems of Fluvial Science. Izd AVN., Moscow.

18- Wu, Y and H Chang. 2005. Moitoring of gully erosion on the loess plateau of China using a global positioning system. Catena. In press.