کاربرد طرح مرکب مرکزی برای پیش‌بینی تلفات خاک و سرعت رواناب سطحی در حضور سنگریزه‌ی سطحی

اثر پوشش سنگریزه ی سطحی بر فرآیند های فرسایش آبی، از موضوعات مهم و مورد توجه در تحقیقات فرسایش خاک در طول دو دهه ی اخیر محسوب می شود. اثرات گوناگون متغیرهای مربوط به سنگریزه ی سطحی نظیر پوشش، اندازه و موقعیت سنگریزه سبب پیچیدگی مدل سازی نقش آن در فرسایش خاک می گردد. هدف از این مطالعه، مدل سازی کمی اثر توام پوشش سنگریزه ی سطحی، اندازه ی سنگریزه و دبی جریان بر تلفات خاک و سرعت رواناب سطحی با استفاده از روش پاسخ سطح و بر مبنای طرح مرکب مرکزی بود. برای این منظور آزمایش های شبیه سازی رواناب و فرسایش با استفاده از فلومی با ابعاد 0.5×6 متر در دو سری طراحی و اجرا شد. دامنه ی پوشش سنگریزه ی سطحی برابر با 450 درصد، قطر متوسط سنگریزه ها برابر با 93 سانتی متر و دبی جریان برابر با 1.567 سانتی مترمربع بر ثانیه در نظر گرفته شد. آزمایش های سری دوم برای مدل سازی با استفاده از طرح مرکب مرکزی مورد استفاده واقع شده و آزمایش های سری اول نیز برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده از سری دوم به کار برده شدند. نتایج نشان داد که مدل طرح مرکب مرکزی توانایی بالایی در پیش بینی سرعت جریان آب (0.993= r2) و تلفات خاک (0.994= r2) دارد. نتایج اعتبار سنجی مدل بیانگر کارآمدی مدل در پیش بینی سرعت جریان رواناب (0.887= r2) و تلفات خاک (0.851= r2) برای آزمایش های سری دوم بود. پوشش سنگریزه، دبی جریان و قطر سنگریزه ها به ترتیب بیش ترین تاثیر را بر سرعت جریان و تلفات خاک داشته و بین پوشش سنگریزه و دبی جریان اثر متقابل وجود داشت. بین سرعت جریان و تلفات خاک یک رابطه ی خطی و معنی دار (0.504= r2) مشاهده شد.