نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رامیار علی‌رمایی ¹
• عبدالواحد خالدی‌درویشان ²
• محمود عرب‌خدری ³

¹ کارشناس ارشد، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس

² استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور

³ دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

عوامل مختلفی از جمله شدت بارندگی و شیب بر فرایندهای هیدرولوژیکی همچون نفوذ و رواناب اثر دارند. مطالعه خاک دیم‌زار به‌دلیل تخریب شدید و بوم‌سازگان شکننده از اهمیت زیادی برخوردار است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی اثر شدت بارندگی و تندی شیب بر نفوذ و رواناب سطحی با استفاده از شبیه‌ساز باران کامفورست در دیم‌زارهای منطقه کلاله استان گلستان انجام شد. برای دست‌یابی به اهداف پژوهش باران‌هایی به مدت 15 دقیقه و با شدت‌های 33، 64، 80 و 110 میلی‌متر در ساعت شبیه‌­سازی شد. سه طبقه شیب شش، 12 و 25 درصد انتخاب شد و در شیب‌های ذکر شده شبیه‌سازی باران انجام شد و میزان نفوذ و رواناب سطحی در چهار کرت 25×25 سانتی‌متر اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت بارندگی و شیب، شدت متوسط نفوذ کاهش و ضریب متوسط رواناب افزایش یافت. اثر شدت بارندگی و شیب به‌صورت جداگانه و متقابل بر شدت متوسط نفوذ و رواناب سطحی با سطح اعتماد 0.99 معنی‌دار تشخیص داده شد. نتایج زیرگروه‌های شدت بارندگی و شیب با استفاده از آزمون دانکن نشان داد که دو نقطه عطف در پاسخ هیدرولوژیکی کرت یکی در فاصله شدت‌های بارندگی 64 و 80 میلی‌متر در ساعت و دیگری در فاصله شیب 12 و 25 درصد قابل تشخیص است. به بیان دیگر در شدت بارندگی بیش از حدود 70 میلی‌متر در ساعت و شیب بیش از حدود 15 درصد، شدت متوسط نفوذ و ضریب متوسط رواناب سطحی به‌طور معنی‌دار به‌ترتیب کمتر و بیشتر شدند. این نتایج بر مدیریت کاربری اراضی از طریق جلوگیری از تبدیل مراتع به دیم‌زارها به‌ویژه در شیب‌های بیش از 15 درصد و مدیریت زراعی و پوشش زمین به‌ویژه در شدت‌های بارندگی بالا (بیش از 70 میلی‌متر در ساعت) تأکید دارد.

کلیدواژه‌ها

• شبیه‌سازی باران
• شدت متوسط نفوذ
• فرایند هیدرولوژیکی
• فرسایش خاک
• ضریب متوسط رواناب

عنوان مقاله [English]

Effect of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff in rainfed lands of Kalaleh region, Golestan Province

نویسندگان [English]

• Ramyar Aliramayee ¹
• Abdulvahed Khaledi Darvishan ²
• Mahmood Arabkhedri ³

¹ MSc, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran

² Assistant Professor, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran

³ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Various factors such as rainfall intensity and slope affect hydrological processes such as infiltration and runoff. Study on rainfed soils is very important because of intense degradation and sensitive ecosystem. The present research was conducted to investigate the effect of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff using rainfall simulator in rainfed lands of Kalaleh region, Golestan Province. To achieve the study purposes, four rainfall events with the intensities of 33, 64, 80 and 110 mm hr^-1 and duration of 15 min were simulated. Three slope gradients of 6, 12 and 25% were selected and infiltration and surface runoff were measured in four 25×25 cm² plots. The results showed that the infiltration average rate and runoff average coefficient were increased with increasing rainfall intensity and slope gradient. The main and interaction effects of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff were significant (p≤0.01). The results of subgroups of rainfall intensity and slope gradient using Duncan test showed that two turning points in hydrological response of plot are distinguishable, one between rainfall intensities of 64 and 80 mm hr^-1 and another between slope gradients of 12 and 25%. In other words, at the rainfall intensity more than about 70 mm hr^-1 and the slope gradient more than about 15%, average infiltration rate and average runoff coefficient were significantly decreased and increased, respectively. These results emphasized on land use management via avoiding change from rangeland to rainfed land especially when the slope is more than 15%.  Agricultural and land cover management was also emphasized especially in high rainfall intensities (more than 70 mm h^-1_).

کلیدواژه‌ها [English]

• Hydrological process
• Infiltration average rate
• Rainfall Simulation
• Runoff average coefficient
• soil erosion