بررسی تأثیر پدیده یخ زدگی و ذوب بر فرسایش و رواناب یک خاک لوم رسی

پدیدهیخ زدگی و ذوب آب خاک یکی از فرایند های بسیار رایج در مناطق کوهستانی و همچنین دشت های سردسیر می-باشد. طی این فرایند، آب موجود در خاک ابتدا در اثر نزول دمای محیط به زیر صفر درجه سانتی گراد یخ می بندد و سپس در اثر افزایش دما، مجدداً به مایع تبدیل می شود.یکی از آثار محیطی نسبتاً ناشناخته ای که این پدیده می تواند برجای بگذارد، تاثیر آن بر میزان شدت رواناب، زمان رسیدن رواناب به نقطه خروجییک حوزه آبریز و همچنین غلظت رسوب تولید شده است. در این تحقیق سعی شد تغییرات غلظت رسوب و رواناب تولید شده در اثر رخداد پدیده یخ زدگی- ذوب به صورت کمی بیان شود. بدین منظور دو سری آزمایش که یکی شامل بررسی اثر بارندگی و دیگریبررسی اثر رواناب بالادست بود مد نظر قرار گرفتند. در آزمایش های سری اول، یک فلوم آزمایشی کوچک به ابعاد 5/0×1 متر در زیر یک دستگاه باران ساز مصنوعی پیشرفته که توانایی ایجاد شدت های بارش مورد نظر را داشت، قرار گرفت. کلیه آزمایش های مربوط به این قسمت برای سه شدت بارش (25، 40 و 60 میلی متر در ساعت)، دو شیب ( 8 و 15 درصد) و سه طیف رطوبت اولیه خاک (20-18، 27-25 و 40-38 درصد حجمی) و برای هر دو تیمار شاهد و شامل یخ زدگی ذوب انجام شدند. در آزمایش های سری دوم که بدون ایجاد باران صورت گرفت، ضمن حفظ تیمارهای مربوط به شیب و رطوبت اولیه، رواناب با دبی ثابت 5/2 لیتر در دقیقه از ناودان قرار گرفته در بالادست فلوم آزمایشی و از ارتفاع 2 سانتی متر روی خاک تزریق می شد. همچنین جهت بررسی اثرات احتمالی غلظت رسوب موجود در رواناب بالادست، سه تیمار آب زلال و به ترتیب آب حاوی غلظت های رسوب 5 و 10گرم مورد استفاده قرار گرفت.به طور کلینتایج این تحقیق نشان داد که همراه بودن پدیده یخ زدگی و ذوب خاک با بارندگیهمواره سبب افزایش غلظت رسوب تولیدیمی شود،به گونه ای که دامنه این افزایش برای شدت بارش 25 میلی متر بر ساعت بین 5/3 تا 13 درصد، برای شدت بارش 40 میلی متر بر ساعت بین 5/7 تا 21 درصد و برای شدت بارش 60 میلی متر بر ساعت بین 5/10 تا 33 درصد می باشد. در عین حال مشاهده شدکه افزایش غلظت رسوب ناشی از بارش در اکثر مواقع همراه با افزایش رواناب نیست به نحوی که حجم رواناب تولید شده در اثر پدیده یخ زدگی-ذوب تنها برای شدت های بارش و شیب زیاد، کمی افزایش نشان داد و در دیگر آزمایش ها کم و بیش ثابت بود.در مورد آزمایش های بخش دوم نتایج نشان داد که اگر یخ زدگی و ذوب خاک توأم با رواناب بالادست باشد، غلظت رسوب ایجاد شده با توجه به شیب فلوم و رطوبت اولیه خاک می تواند بین 11 تا 36 درصد افزایش یابد.