تغييرات رواناب و رسوب در خاك‌هاي با مقادير رس متفاوت طي دو بارش متوالي

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

بررسي فرسايش خاك، بدون ساده­‌سازي شرايط آزمايش، مشكل و گاهي غيرممكن است. محتوي رس خاك با پايداري خاك‌دانه­‌ها و نفوذ، ارتباط معني­‌داري دارد كه در مقادير مختلف رس به‌صورت معكوس يا مستقيم نمايان مي‌شود. خصوصيات خاك­ نيز طي رگبارهاي متوالي تغيير يافته و در نتيجه بر ميزان توليد رواناب و رسوب اثر مي­‌گذارند. از اين‌رو پژوهش حاضر تلاش نمود با استفاده از شبيه­‌ساز باران و كرت­‌هاي فرسايشي توليد رواناب و رسوب طي رگبارهاي متوالي در خاك­‌هاي با محتوي رس مختلف را بررسي نموده و اثر ساير عوامل متداخل را حذف كند. در اين راستا كرت­‌هاي 1.5 مترمربعي با تركيب صفر، 10، 20، 30 ، 40 و 50 درصدي از خاك رس در خاك فاقد رس، هر كدام در سه تكرار (مجموعاً 18 كرت) به‌مدت نيم ساعت تحت دو آزمون متوالي بارش به شدت 70 ميلي­‌متر در ساعت و با فاصله زماني 24 ساعته قرار گرفتند. نمونه­‌برداري و حجم­‌سنجي رواناب طي رگبارها در هر 2.5 دقيقه انجام گرفت. با توجه به مقادير مشاهده­‌اي­، غلظت رسوب در آزمون دوم 1.5 تا 2 برابر بالاتر از آزمون اول بود (ميانگين كل براي آزمون­‌هاي اول و دوم به‌ترتيب 9.2 و 15 گرم در ليتر)، اما حجم رواناب توليدي از تركيب صفر و 10 درصدي خاك رس، در آزمون اول بالاتر (به‌ترتيب مقادير 2613 و 2045 ميلي­‌ليتر) و در ساير تركيب‌ها، حجم رواناب در آزمون دوم بالاتر بود (مقادير 2694، 2677، 2315 و 2752 ميلي­‌ليتر به‌ترتيب براي تركيب­‌هاي 20، 30، 40 و 50 درصد رس). نهايتاً تحليل­‌هاي آماري نيز نشان داد كه در تمامي درصدهاي ذكر شده از تركيب رس، اختلاف مقادير رواناب و رسوب بين آزمون­‌هاي بارش اول و دوم معني­‌دار است. نتايج مويد تغييرات معني­‌دار در ويژگي­‌هاي عرصه پژوهش طي زمان و نيز اثر بالاي محتوي رس خاك در كميت و كيفيت پديده فرسايش است.

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.‎