اثر شدت بارندگي و شيب بر نفوذ و رواناب سطحي در ديم زارهاي منطقه كلاله استان گلستان

Effect of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff in rainfed lands of Kalaleh region, Golestan Province

عوامل مختلفي از جمله شدت بارندگي و شيب بر فرايندهاي هيدرولوژيكي همچون نفوذ و رواناب اثر دارند. مطالعه خاك ديم زار به دليل تخريب شديد و بوم سازگان شكننده از اهميت زيادي برخوردار است. پژوهش حاضر به منظور بررسي اثر شدت بارندگي و تندي شيب بر نفوذ و رواناب سطحي با استفاده از شبيه ساز باران كامفورست در ديم زارهاي منطقه كلاله استان گلستان انجام شد. براي دست يابي به اهداف پژوهش باران هايي به مدت 15 دقيقه و با شدت هاي 33، 64، 80 و 110 ميلي متر در ساعت شبيه سازي شد. سه طبقه شيب شش، 12 و 25 درصد انتخاب شد و در شيب هاي ذكر شده شبيه سازي باران انجام شد و ميزان نفوذ و رواناب سطحي در چهار كرت 25×25 سانتي متر اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه با افزايش شدت بارندگي و شيب، شدت متوسط نفوذ كاهش و ضريب متوسط رواناب افزايش يافت. اثر شدت بارندگي و شيب به صورت جداگانه و متقابل بر شدت متوسط نفوذ و رواناب سطحي با سطح اعتماد 0. 99 معني دار تشخيص داده شد. نتايج زيرگروه هاي شدت بارندگي و شيب با استفاده از آزمون دانكن نشان داد كه دو نقطه عطف در پاسخ هيدرولوژيكي كرت يكي در فاصله شدت هاي بارندگي 64 و 80 ميلي متر در ساعت و ديگري در فاصله شيب 12 و 25 درصد قابل تشخيص است. به بيان ديگر در شدت بارندگي بيش از حدود 70 ميلي متر در ساعت و شيب بيش از حدود 15 درصد، شدت متوسط نفوذ و ضريب متوسط رواناب سطحي به طور معني دار به ترتيب كمتر و بيشتر شدند. اين نتايج بر مديريت كاربري اراضي از طريق جلوگيري از تبديل مراتع به ديم زارها به ويژه در شيب هاي بيش از 15 درصد و مديريت زراعي و پوشش زمين به ويژه در شدت هاي بارندگي بالا (بيش از 70 ميلي متر در ساعت) تأكيد دارد.

Various factors such as rainfall intensity and slope affect hydrological processes such as infiltration and runoff. Study on rainfed soils is very important because of intense degradation and sensitive ecosystem. The present research was conducted to investigate the effect of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff using rainfall simulator in rainfed lands of Kalaleh region, Golestan Province. To achieve the study purposes, four rainfall events with the intensities of 33, 64, 80 and 110 mm hr-1 and duration of 15 min were simulated. Three slope gradients of 6, 12 and 25% were selected and infiltration and surface runoff were measured in four 25×25 cm2 plots. The results showed that the infiltration average rate and runoff average coefficient were increased with increasing rainfall intensity and slope gradient. The main and interaction effects of rainfall intensity and slope gradient on infiltration and surface runoff were significant (p≤0.01). The results of subgroups of rainfall intensity and slope gradient using Duncan test showed that two turning points in hydrological response of plot are distinguishable, one between rainfall intensities of 64 and 80 mm hr-1 and another between slope gradients of 12 and 25%. In other words, at the rainfall intensity more than about 70 mm hr-1 and the slope gradient more than about 15%, average infiltration rate and average runoff coefficient were significantly decreased and increased, respectively. These results emphasized on land use management via avoiding change from rangeland to rainfed land especially when the slope is more than 15%. Agricultural and land cover management was also emphasized especially in high rainfall intensities (more than 70 mm h-1).