تغییرات رواناب و رسوب در خاک‌های با مقادیر رس متفاوت طی دو بارش متوالی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

4 استادیار، دانشکده علوم ریاضی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

بررسی فرسایش خاک، بدون ساده­‌سازی شرایط آزمایش، مشکل و گاهی غیرممکن است. محتوی رس خاک با پایداری خاک‌دانه­‌ها و نفوذ، ارتباط معنی­‌داری دارد که در مقادیر مختلف رس به‌صورت معکوس یا مستقیم نمایان می‌شود. خصوصیات خاک­ نیز طی رگبارهای متوالی تغییر یافته و در نتیجه بر میزان تولید رواناب و رسوب اثر می­گذارند. از این‌رو پژوهش حاضر تلاش نمود با استفاده از شبیه­‌ساز باران و کرت­‌های فرسایشی تولید رواناب و رسوب طی رگبارهای متوالی در خاک­‌های با محتوی رس مختلف را بررسی نموده و اثر سایر عوامل متداخل را حذف کند. در این راستا کرت­های 1.5 مترمربعی با ترکیب صفر، 10، 20، 30 ، 40 و 50 درصدی از خاک رس در خاک فاقد رس، هر کدام در سه تکرار (مجموعاً 18 کرت) به‌مدت نیم ساعت تحت دو آزمون متوالی بارش به شدت 70 میلی­متر در ساعت و با فاصله زمانی 24 ساعته قرار گرفتند. نمونه­‌برداری و حجم­سنجی رواناب طی رگبارها در هر 2.5 دقیقه انجام گرفت. با توجه به مقادیر مشاهده­ای­، غلظت رسوب در آزمون دوم 1.5 تا 2 برابر بالاتر از آزمون اول بود (میانگین کل برای آزمون­های اول و دوم به‌ترتیب 9.2 و 15 گرم در لیتر)، اما حجم رواناب تولیدی از ترکیب صفر و 10 درصدی خاک رس، در آزمون اول بالاتر (به‌ترتیب مقادیر 2613 و 2045 میلی­لیتر) و در سایر ترکیب­ها، حجم رواناب در آزمون دوم بالاتر بود (مقادیر 2694، 2677، 2315 و 2752 میلی­لیتر به‌ترتیب برای ترکیب­های 20، 30، 40 و 50 درصد رس). نهایتاً تحلیل­های آماری نیز نشان داد که در تمامی درصدهای ذکر شده از ترکیب رس، اختلاف مقادیر رواناب و رسوب بین آزمون­های بارش اول و دوم معنی­دار (0.01>p) است. نتایج موید تغییرات معنی­دار در ویژگی­های عرصه پژوهش طی زمان و نیز اثر بالای محتوی رس خاک در کمیت و کیفیت پدیده فرسایش است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Variations of runoff and sediment in soils containing different clay contents under two successive events

نویسندگان [English]

  • Mehdi Bashari 1
  • Hamid Reza Moradi 2
  • Mir Masoud Kheirkhah3 3
  • Majid Jafari Khaledi 4
1 PhD Student, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran,
2 Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran,
3 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of Mathematical Sciences, Tarbiat Modares University, Iran
چکیده [English]

Study of soil erosion without simplification of experimental conditions is difficult and sometimes impossible. Soil clay content has significant relationships with soil aggregates stability and infiltration, that these relationships in various clay contents may be positive or negative. Many properties of soil in successive rainfalls can be changed and also affect on runoff and sediment production. Hence, this study attempted to investigate the effect of soil clay content on runoff and sediment production during successive rainfalls under rainfall simulator using erosion plots and eliminates the effects of the overlapping factors. To achieve these aims, 1.5 m2 erosion plots containing soil without clay, combined with 0, 10, 20, 30, 40 and 50 percent of clay soil in three replications, respectively (totally 18 plots) and then were subjected to two successive runs under 70 mmh-1 rainfall intensity for 30 minutes and 24-hours intervals. Sampling and measuring the volume of runoff during rainfall was done each 2.5 minutes. Based on observed data, the amounts of observed sediment in the second runs were 1.5 to 2 times higher than those found in first runs (with a total average of 9/2 and 15/0 grams per liter, respectively for first and second runs), but amounts of runoff in 0 and 10 percent of clay soil mixtures were higher in first runs (2613 and 2045 volumes in milliliters, respectively), whereas for the other mixtures, runoff volume in second runs were higher (2694, 2677, 2315 and 2752 volumes in milliliters for 20, 30, 40 and 50 percent of clay mixtures, respectively). Finally, the statistical analysis showed that in both successive runs in all mentioned soils containing various clay soil mixtures, runoff and sediment values were different significantly (p<0.01). The results showed that there are significant temporal variations within soil properties and also soil clay content has great effects on the quality and quantity of soil erosion process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay percent
  • Experimental Plot
  • rainfall simulator
  • soil erosion
  • Successive runs