رابطه بین شدت، مدت و انرژی جنبشی باران با استفاده از شبیه ساز باران در استان زنجان

ارزیابی خصوصیاتی از باران که در تولید رواناب و هدررفت خاک موثر می باشند، اطلاعاتی ارزشمند برای پیشبینی فرسایش خاک را به دست می دهد. شدت و مدت بارندگی اصلی ترین ویژگی های باران می باشند که حجم رواناب و هدررفت خاک را در زمین های شیب دار تحت تأثیر قرار می دهند. این پژوهش به منظوربررسیاثرات شدتومدت بارندگی بر فرسایندگی باران در منطقه ای نیمهخشکدرشمال غربزنجان در سال 1391 انجامشد. آزمایش های صحرایی برای بررسی رواناب و هدررفت خاک در کرت هایی کوچک به ابعاد 60 سانتی متر × 80 سانتی متر در خاک لوم شنی واقع در دامنه ای با شیب 8 درصد انجام گرفت. رواناب و هدررفت خاک تحت باران های شبیه سازی شده با شدت های متفاوت (15، 25، 35، 45، 55، 65، 75 و 85 میلی متر در ساعت) و تداوم های مختلف (5/7، 15، 5/22، 30، 5/37 و 45 دقیقه) در 48 کرت اندازه گیری شد. هر یک از کرت ها در معرض پنج رخداد با شدت و مدت معین به فاصله هفت روز قرار گرفتند. بر اساس نتایج تنها در 180 رخداد، رواناب و هدررفت خاک در کرت ها مشاهده شدند. رواناب و هدررفت خاک به صورت معنیدار تحت تأثیر شدت بارندگی (001/0p<) و تداوم آن (001/0p<) قرار گرفتند. شدت 15 میلی متر بر ساعت به عنوان آستانه وقوع فرسایش خاک در کرت ها بود. با افزایش شدت بارندگی (بالاتر از 45 میلیمتر بر ساعت به دلیل تخریب بیش تر ساختمان خاک سطحی و کاهش نفوذپذیری خاک، میزان رواناب و هدررفت خاک افزایش یافت. با این حال روند افزایش هدررفت خاک در این شدت های بارندگی نسبت به رواناب کم تر بود. اهمیت تداوم بارندگی در ایجاد رواناب و هدررفت خاک کم تر از شدت بارندگی بود. در تداوم های بالای بارندگی (بزرگ تر از 15 دقیقه) نیز روند افزایش رواناب به مراتب بیش تر از هدررفت خاک بود چرا که اغلب ذرات جدا شده در اوایل بارندگی به وسیله رواناب منتقل شدند و در زمان های آخر با به پایان رسیدن انتقال ذرات حساس، هدررفت خاک کم تر شد. هدررفت خاک در کرت ها با شاخص فرسایندگی توسعه یافته بر مبنای انرژی جنبشی کل قطرات باران (e) نسبت به شاخص های تجربی مبتنی بر انرژی جنبشی هم بستگی بالاتری داشت (92/0=r). حدود 96 درصد هدررفت خاک در کرت ها بر اساس شاخص توسعه یافته از حاصلضرب e و حداکثر شدت 5/7 دقیقه ای باران (i7.5) تبیین شد. از این شاخص می توان برای پیش بینی مطمئن هدررفت خاک در کرت-های کوچک استفاده کرد.