آلاینده ها از جمله عوامل مختل کننده اکوسیستم به شمار می روند و از میان آنها فلزات سنگین به دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی آنها بر موجود زنده، در غلظت های کم حائز اهمیت شناخته شده اند، ولی بسیاری از آنها در غلظت های زیاد، برای انسان سمی هستند. در این پژوهش در مرحله اول یک دستگاه شبیه ساز باران با ارتفاع متغیر و حداکثر 4 متر و ابعاد 3×3 متر مربع با 9 نازل که قادر به ایجاد شدت های متفاوت می باشد طراحی، ساخته و کالیبره گردید. نتیجه واسنجی دستگاه نشان داد که یکنواختی آن بین 70 تا 94 درصد می باشد که در حد قابل قبول است. همچنین شدت های ایجاد شده توسط دستگاه بین 40 تا 102 میلیمتر در ساعت می باشد. در مرحله بعدی تمرکز فلزات سنگین در رواناب و زهکشی یک خاک آلوده تحت شرایط شیب و بارندگی متغیر در حوضه گنبد استان همدان، بررسی گردید. برای این منظور سه تیمار با شدت های کم (45 میلیمتر در ساعت)، متوسط (65 میلیمتر در ساعت) و زیاد (95 میلیمتر در ساعت) هر یک با سه تکرار و به ابعاد 3×3 متر مربع در نظر گرفته شد ضمناً برای هر کرت، یک لوله زهکش قرار داده شد. خاک سطحی هر کرت به لجن فاضلاب به میزان 22 کیلوگرم، سه ماه قبل از شروع آزمایش ها آلوده شد. سپس شبیه سازی باران بر روی هر تیمار با سه شدت ذکر شده به ترتیب در مدت 30، 45 و 90 دقیقه انجام شد. پس از خاتمه بارش، نمونه های رواناب و زه آب جمع آوری و مقدار 6 فلز سنگین که شامل: آهن، روی، مس، منگنز، نیکل و کادمیوم بود اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که به طور کلی، فاکتور شیب در تمام عناصر رواناب تاثیر مثبت و معنی داری دارد. در زه آب، این فاکتور بر عناصر کادمیوم، روی، مس و نیکل اثر معنی داری داشت ولی بر بقیه عناصر تاثیر نداشت. فاکتور شدت بارش در رواناب فقط بر عنصر نیکل معنی دار شد ولی در زه آب فقط در مورد منگنز معنی دار نشد. همچنین، اثرات متقابل شیب و شدت بارش در رواناب فقط بر عناصر منگنز و نیکل تاثیر داشت ولی در زه آب روی عناصر کادمیوم، مس و نیکل معنی دار شد.