نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مهدی بشری ¹
• حمیدرضا مرادی ²
• میرمسعود خیرخواه ³
• مجید جعفری خالدی ⁴

¹ دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

² دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

³ استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

⁴ استادیار، دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

خاک­های دارای قطعات سنگی بخش مهمی از سطوح اراضی را تشکیل می­دهند. حضور بخش­های سنگی، تعیین کننده­ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است و بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فرسایشی نیز اثر می­گذارد. تاکنون مطالعات فراوانی خاطرنشان کرده­اند که اثر قطعات سنگی سطحی در فرسایش خاک و تولید رواناب و رسوب پیچیده و مبهم است، لذا لازم است این اثرات بیشتر مورد توجه قرار گیرند. در این راستا، پژوهش حاضر با استفاده از کرت­‌های فرسایشی و شبیه­ساز باران به مطالعه عکس­‌العمل­‌های فرسایشی خاک نسبت به سطوح مختلف نفوذ­ناپذیر سنگی با مقادیر صفر، پنج، 10، 15، 20 و 25 درصد پرداخت. نتایج حاصل از نمونه­برداری رسوب و حجم­سنجی رواناب طی رگباری 30 دقیقه­ای و با شدت 70 میلی­متر بر ساعت مورد تجزیه واریانس قرار گرفت. تحلیل­های آماری نشان داد که به­طور کلی افزایش درصد سطوح سنگی اثر چندانی بر افزایش رواناب ندارد. اما مقادیر غلظت رسوب با حضور بخش‌های سنگی به‌طور معنی­داری (0.05>p) نسبت به خاک فاقد سطوح سنگی افزایش نشان می­دهد، گرچه همگام با افزایش درصد سطوح سنگی مقادیر رسوب حاصله افزایشی خطی نشان نمی­دهند. در مقادیر 10 و 20 درصد از سطوح سنگی، حجم رواناب و غلظت رسوب بالاترین میزان را در مقایسه با سایر تیمارها دارا می­باشند. نهایتاً با افزایش سطوح سنگی به 25 درصد، مقادیر رواناب و رسوب کاهش معنی­داری می­یابد. نتایج پژوهش، وجود مقادیر آستانه در سطوح سنگی برای افزایش رواناب و رسوب و نیز عملکرد متفاوت سطوح سنگی بسته به میزان آن را تایید می­کند.

کلیدواژه‌ها

• سطوح سنگی
• شبیه‌ساز باران
• فرسایش خاک
• کرت فرسایشی
• نفوذپذیری

عنوان مقاله [English]

Simulation of the effect of soil surface rock fragments on runoff and sediment yield

نویسندگان [English]

• Mehdi Bashari ¹
• Hamid Reza Moradi ²
• Mir Masuod Kheirkhah ³
• Majid Jafari Khaledi ⁴

¹ Ph.D. Student, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran,

² Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran

³ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran

⁴ Assistant Professor, Faculty of Mathematical Sciences, Tarbiat Modares University, Iran

چکیده [English]

Soils containing rock fragments are covering major parts of land surfaces. Physical and chemical properties of soil are affected by rock fragments as they also affect on the hydrological and erosional processes. So far, many studies have shown the effect of surface rock fragments on soil erosion and runoff. Sediment production is a complex and ambiguous process and a notice to these effects is necessity. Hence this study examines the soil erosion reactions in different impermeable coverage of rocks with erosion plots and rainfall simulator. For this purpose, plots were covered with 0, 5, 10, 15, 20 and 25 percent of rocks, respectively. The results of sediment sampling and measuring the volume of runoff during 30 minutes of rainfall with an intensity of 70 mm/h were analyzed and the results showed that increasing of rock fragment coverage had no effect on runoff volume. But, the amount of sediment increased significantly (p<0/05) in soils containing rock fragments compared to soils without rock fragments. Although, results did not show a linear relationship between sediment values and rock fragment coverage percentage. The highest value of runoff and sediment concentrations observed in soils containing 10 and 20 percent of rock fragment coverage in comparison to other treatments. Finally, by increasing of surface rock fragments to 25 percent, the value of runoff and sediment decreased significantly. The results of this study confirmed the threshold levels in surface rock fragments to increase runoff and sediment values and also their dual roles at different levels.

کلیدواژه‌ها [English]

• Erosion plot
• infiltration
• rainfall simulator
• soil erosion
• Surface rock fragments