تخريب فيزيكي و ظرفيت جدا شدن ذره از شيار تحت تأثير شدت و ضربه قطرات باران در خاك مارني

فرسايش شياري به‌عنوان آغازين مرحله فرسايش‌ درون آبراهـه‌اي در دامنه‌ها به‌ويژه در مناطق خشك و نيمه‌خشك محسوب مي‌شود. اين پژوهش با هدف بررسي نقش شدت و ضربه قطرات باران بر ويژگي‌هاي فيزيكي خاك و ظرفيت جدا شدن ذره در خاك مارني انجام گرفت. نمونه‌هاي خاك مارني در شيارهايي در داخل فلومي به طول 4 متر و عرض 9/0 متر تحت باران‌هاي شبيه‌سازي شده با شدت متغير از 10 تا 100 ميلي‌متر بر ساعت قرار گرفتند. توزيع اندازه ذرات(PSD)، اندازه خاك‌دانه، تخلخل، ضخامت سله و ظرفيت جدا شدن ذره (Dc) تحت تأثير شدت باران و ضربه قطرات باران مورد بررسي قرار گرفتند. براساس نتايج، PSD، اندازه خاك‌دانه، تخلخل و تشكيل سله به شدت تحت تأثير شدت باران قرار گرفتند (P<0/000). همچنين شدت باران عاملي مهم در ظرفيت جدا شدن ذره از خاك شيار بود. شدت باران 30 ميلي‌متر بر ساعت به‌عنوان شدت باران آستانه براي انتقال ذرات از خاك شيار و ايجاد فرسايش شياري بود. افزايش شدت باران، از يك‌سو افزايش ضربه قطرات باران و تخريب ساختمان خاك و از سوي ديگر توليد بيشتر جريان متمركز در شيارها را به دنبال داشت. ضربه قطرات باران مهم‌ترين ويژگي باران از نظر فرسايش شياري و ظرفيت جدا شدن ذره در خاك مارني است.

Rill erosion is the first step in soil erosion process in the hillslopes, particularly in arid and semiarid regions. This study was conducted to investigate the role of rainfall intensity and raindrop impact on the physical properties of soils and particle detachment capacity (Dc) in a marl soil. Marl soil samples were filled into the flumes with 4 m long and 0.9 m wide and exposed to simulated rainfalls with different intensity varying from 10 mm h-1 to 100 mm h-1. Particle Size Distribution (PSD), aggregate size, porosity, crust thickness, and Dc were determined in each rainfall simulation. The results found that the physical soil properties i.e. PSD, aggregate size, porosity and crust thickness (P< 0.000) were significantly influenced by different rainfall intensities. Also, the rainfall intensity was also an important factor in controlling Dc in the soil. Rainfall intensity of 30 mm.h-1 was recognized as the threshold rainfall intensity for transporting soil particles in the marl soil and rill erosion. An increase in the rainfall intensity was attributed to the increases in the raindrop impacts and in consequence aggregate breakdown, and higher production of concentrated flows in the rills. Raindrop impact is the most important characteristics of the rainfall in the rill erosion and Dc in the marl soil.