PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Scientific Reports· 2026Q1

Nano kilin rüzgar kaynaklı toprak kaybını agregat boyutlarına göre azaltması, rüzgar tüneli deneyleri ve açıklanabilir makine öğrenimi ile incelenmesi

Nano clay mitigation of wind induced soil loss across aggregate sizes through wind tunnel experiments and explainable machine learning

Abdirashid Ali Wehliye, Sema Kaplan

Kısa özet

Nano kil uygulaması, agregat boyutlarında rüzgar kaynaklı toprak kaybını %95,9'a kadar önemli ölçüde azaltmış ve en yüksek koruyucu etki 3,75 g m⁻²'de elde edilmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Nano kil uygulaması, agregat boyutlarında (0,5-2,0 mm) rüzgar kaynaklı toprak kaybını %95,9'a kadar azaltmıştır.
  • En yüksek koruyucu etki 3,75 g m⁻² nano kil oranıyla elde edilmiştir.
  • Koruyucu etkiler yüksek rüzgar hızlarında ve ince agregatlarda daha belirgin olmuştur.
  • Bir XGBoost modeli, toprak kaybını R² = 0,882 ile tahmin etmiş ve nano kil dozunu ana tahminci olarak belirlemiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

This study aimed to investigate, under wind-tunnel conditions, the effects of different nano-clay application rates (0, 0.94, 1.88, and 3.75 g m⁻²) on wind-induced soil loss across different aggregate sizes (0.5, 1.0, and 2.0 mm) and wind speeds (8, 10, and 12 m s⁻¹). In addition, the study aimed to model wind-induced soil loss processes using machine learning and explainable artificial intelligence methods. The wind-tunnel experiments revealed that nano-clay applications significantly reduced soil loss across all aggregate sizes and wind-speed conditions. The highest protective effect was obtained at the 3.75 g m⁻² nano-clay rate; soil loss decreased by 80.8% in the 2 mm aggregates, by 93.2% in the 1 mm aggregates, and by 95.9% in the 0.5 mm aggregates. The protective effect of the nano-clay applications was found to be particularly pronounced at high wind speeds and in fine aggregates. Among the evaluated models, XGBoost showed the strongest development-stage performance under repeated nested group-aware cross-validation (R² = 0.835 ± 0.064, RMSE = 11.896 ± 2.229, MAE = 6.686 ± 0.854) and was selected before independent holdout evaluation. On the group-held-out test set, the selected XGBoost model achieved R² = 0.882, RMSE = 13.298, and MAE = 9.443. The lower performance of the linear baseline suggested that the tree-based models captured predictive structure not adequately represented by a simple linear formulation. SHAP analysis indicated that nano-clay dose made the largest mean absolute contribution to the fitted model predictions, followed by wind speed and aggregate size. Overall, nano-clay substantially reduced wind-induced soil loss within the controlled experimental conditions examined here; broader practical applicability requires validation under field conditions.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Scientific Reports, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Earth-Surface ProcessesEarth and Planetary Sciences