آگاهی از توزیع اندازه ی ذرات رسوب برای پی بردن به کیفیت و وضعیت حاصلخیزی اراضی تحت فرسایش، پیش بینی میزان آلودگی منابع آب و عرصه ی ترسیب و نیز بررسی فرآیندهای انتقال ذرات مهم است. این مطالعه با هدف بررسی نقش دبی جریان و شیب بستر بر غلظت و توزیع اندازه ذرات رسوب ناشی از فرسایش شیاری در ایستگاه تحقیقات حفاظت خاک و آب دانشگاه تهران واقع در منطقه کوهین استان قزوین انجام شد. به این منظور، چهار دبی جریان 0/028، 0/083، 0/167 و 0/2 لیتر در ثانیه (l s-1) در سه شیب یک، سه و پنج درصد مورد بررسی قرار گرفت. برای اجرای هر آزمایش، تعداد سه شیار با طول سه متر و با مقطع ذوزنقه ای با ابعاد قاعده ی پایین، قاعده ی بالا و ارتفاع به ترتیب برابر با 5، 12 و 5 سانتی متر توسط قالب چوبی ایجاد شد و در انتهای شیار میانی، ناودان و ابزار جمع آوری رواناب و رسوب نصب گردید. قبل از انجام هر آزمایش، خاک با یک جریان آرام غیر فرساینده به مدت حداقل 10 ساعت اشباع گردید. در هنگام انجام هر آزمایش که به مدت سی تا چهل دقیقه ادامه یافت، ضمن عبور جریان از هر سه شیار، اندازه گیری ها فقط در شیار وسط انجام شد. رواناب خروجی در فواصل زمانی مختلف جمع آوری و غلظت و توزیع اندازه ذرات رسوب تعیین گردید. توزیع اندازه ذرات بستر نیز قبل و بعد از انجام آزمایش اندازه گیری شد. به منظور بررسی تکرارپذیری و تاثیر فصول، کلیه آزمایش ها در دو فصل پاییز و بهار انجام شد. نتایج این مطالعه به گونه ای موید نتایج کارهای آزمایشگاهی مشابه مبنی بر (1) کاهش غلظت رسوب در زمان و در نهایت رسیدن به یک حالت پایدار، (2) افزایش غلظت رسوب با افزایش دبی جریان در هر شیب و همچنین با افزایش شیب بستر در هر دبی جریان، (3) وجود یک الگوی انتخابی در انتقال ذرات خاک توسط جریان که وابسته به شرایط هیدرولیکی جریان است و (4) انتقال ذرات با اندازه های متفاوت توسط مکانیسم های مختلف انتقال بوده است. نتایج بیانگر تغییرات دینامیک غلظت و توزیع اندازه ذرات رسوب با دبی جریان و شیب بستر است.

خاک به عنوان یک سیستم طبیعی دارای تغییرات مکانی ناشی از برهمکنش عوامل خاک سازی، کشت و کار و کاربری اراضی می باشد. ویژگی های خاک دارای تغییرات مکانی و زمانی از مقیاس های کوچک تا بزرگ می باشد که تحت تأثیر ویژگی های ذاتی خاک از جمله مواد مادری و ویژگی های غیر ذاتی همچون عملیات مدیریتی، کود دهی و تناوب زراعی قرار می گیرد. بنابراین برای درک بهتر تأثیر این عوامل و دستیابی به عملیات زراعی مناسب، کمی کردن تغییرات مکانی ویژگی های خاک ضروری است. در پژوهش حاضر، روش زمین آمار برای بررسی ساختار تغییرات مکانی سرعت نفوذ نهایی و برخی ویژگی های خاک و ارتباط آن دو با هم انتخاب، و از رسم توابع نیم تغییرنما و خودهمبستگی استفاده شده است. برای انجام آزمایش نفوذ با استوانه مضاعف، 33 نقطه به فواصل 50 متری در طول یک زمین نما در اراضی دیم مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آب دانشگاه تهران واقع در منطقه کوهین استان قزوین، انتخاب و اندازه گیری ها انجام شد. به منظور تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، نمونه های خاک به صورت مرکب از عمق سطحی (15 – 0 سانتی متر) و عمق زیر سطحی (30 – 15 سانتی متر) جمع آوری شد. برای تخمین پارامترهای معادلات نفوذپذیری از روش حداقل کردن ریشه دوم میانگین مربعات خطا استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب تغییرات ویژگی های هیدرولیکی، فیزیکی و شیمیایی دارای دامنه ای از کم ترین مقدار 87/3 درصد برای درصد تخلخل کل محاسبه شده و بیش ترین مقدار 42/119 درصد برای پارامتر معادله گرین- امپت می باشد. ضریب همبستگی ویژگی های مورد مطالعه نیز نشان داد که سرعت نفوذ نهایی اندازه گیری شده با ویژگی های فیزیکی میانگین وزنی و هندسی قطر خاکدانه و ویژگی های شیمیایی کربنات کلسیم و ماده آلی در سطح مثبت و یک درصد معنی دار می باشند. نتایج حاصل از تابع نیم تغییرنما نشان داد که اغلب ویژگی های مورد بررسی دارای وابستگی مکانی متوسط تا قوی هستند. نتایج حاصل از ارزیابی دوجانبه سرعت نفوذ نهایی اندازه گیری شده با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نشان داد که سرعت نفوذ نهایی با کربنات کلسیم دارای بالاترین ضریب تبیین می-باشد. نتایج تابع خودهمبستگی نشان داد که ویژگی های سرعت نفوذ نهایی اندازه گیری شده و پارامترهای انتقال آب معادلات فیلیپ و گرین- امپت در محدوده طول همبستگی تقریبا یکسانی قرار دارند.