بررسی رابطه بین فرسایش پذیری خاک و اندازه خاکدانه تحت باران شبیه سازی شده

تولید رواناب و رسوب یکی از فرآیندهای پیچیده و مهم است که متغیر های متعددی از جمله ویژگی های خاک در آن دخالت دارند. بنابراین، آگاهی از میزان تغییرات رواناب و رسوب در رخدادهای باران می تواند در مدل سازی تولید رواناب و رسوب مفید واقع شود. این تحقیق به منظور بررسی تأثیر اندازه خاکدانه بر تغییرات رواناب و رسوب در استان زنجان در سال 1390 انجام گرفت. برای این منظور پنج کلاس اندازه خاکدانه شامل کوچک تر از 2 میلی متر، 2 تا 75/4 میلی متر، 75/4 تا 6/5 میلی-متر، 6/5 تا 75/9 میلی متر و 75/9 تا 7/12 میلی متر در سه تکرار از عمق صفر تا 30 سانتی متری از یک خاک کشاورزی لوم-رسی نمونه برداری گردید. خاک مذکور از نوع آهکی (42/16 درصد) و حاوی مقدار پایینی ماده آلی (61/0 درصد) بود. خاکدانه ها به 15 فلوم فلزی به ابعاد m1 × m5/0 و عمق cm 10 ریخته شدند. وزن خاکدانه های داخل فلوم ها حدود 50 کیلوگرم بود. رطوبت اولیه خاکدانه های هوا خشک پیش از اعمال باران به روش جرمی تعیین شد. فلوم ها تحت شیب 5 درجه (9 درصد) زیر دستگاه شبیه ساز باران قرار داده شدند و تحت 10 رخداد باران (با شدت ثابت 60 میلی متر بر ساعت و به مدت 30 دقیقه) با فاصله پنج روز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اثر اندازه خاکدانه بر تولید رواناب و رسوب (فرسایش پذیری) معنی دار بود (05/0p<). دلیل این امر، افزایش سرعت نفوذ آب به خاک و کاهش تولید رواناب بود. تولید رسوب نیز با کاهش رواناب در خاکدانه ها کاهش یافت. بر اساس نتایج، رخدادهای یکسان بارندگی اثری معنی دار بر تولید رواناب (05/0>p) و تولید رسوب (001/0>p) داشتند. دلیل این موضوع، تغییرات ساختمان خاک تحت تأثیر باران و تخریب سطح خاک بود. همچنین تولید رسوب طی اعمال بارندگی های یکسان، به مراتب بیش تر از افزایش تولید رواناب شد (به اندازه 05/1 برابر)، در نتیجه، غلظت رسوب (نسبت رسوب به رواناب) نیز افزایش یافت. نتایج نشان داد که بین تولید رواناب و رسوب در خاکدانه ها، رابطه ای معنی دار (001/0p< و 89/0=r2) وجود داشت. با افزایش تولید رواناب طی رخدادهای بارندگی، تولید رسوب هم به طور چشمگیری افزایش یافت. در باران اول کم ترین مقدار تولید رواناب و رسوب به ترتیب (94/1 لیتر بر متر مربع و 17/16 گرم بر متر مربع) اتفاق افتاد. تولید رواناب و رسوب در رخدادهای بعدی به دلیل تخریب شدید خاک، افزایش مقدار رطوبت اولیه و کاهش سرعت نفوذ آب به خاک افزایش یافت و بیش ترین مقدار آن به ترتیب (63/2 لیتر بر متر مربع و 26/68 گرم بر متر مربع) در باران دهم تولید شد. میزان عامل فرسایش پذیری خاک نیز طی رخدادهای بارندگی mg h mj-1 mm-1) 09/0) بود.