اثر شيب و خصوصيات خاك بر رواناب و هدررفت خاك با استفاده از شبيه‏ساز باران، حوزه آبخيز چهل‏چاي استان گلستان

Effects of slope and soil properties on runoff and soil loss using rainfall simulator, Chehel-chai watershed, Golestan province

مطالعه فرآيندهاي فرسايش خاك و ارزيابي عوامل كنترل آن از ‏نيازهاي مديريت صحيح منابع آب و خاك است. اين پژوهش به‌منظور بررسي اثرات شيب و خصوصيات خاك بر رواناب و هدررفت خاك با استفاده از شبيه‏ساز باران در حوزه آبخيز چهل‏چاي استان گلستان انجام گرفت. به اين منظور، براساس نقشه واحد اراضي، 3 واحد اراضي در مناطق زراعي انتخاب شد. در هر 3 واحد اراضي، 3 طبقه شيب 10-0، 30-10 و بيش‌تر از 30 درصد تعيين شد. سپس، در هر طبقه شيب 4 پلات 10×10 متر به‌طور تصادفي انتخاب و در هر يك به‌طور تصادفي اقدام به شبيه‌سازي باران و اندازه‏گيري ميزان رواناب و هدررفت خاك در 4 تكرار گرديد. با استفاده از باران‌ساز، بارشي با شدت 2 ميلي‌متر بر دقيقه و به‌مدت 15 دقيقه در هر پلات ايجاد و هم‌زمان نمونه‌برداري از خاك داخل هر پلات انجام شد. نتايج نشان داد كه بين حجم رواناب و شيب، همبستگي كمي وجود دارد و در سطح 05/0 معني‏دار نمي‏باشد. اما بين مقادير خاك هدررفته و شيب، در سطح 01/0 اختلاف معني‏داري وجود دارد. نتايج همبستگي پيرسون نشان داد، درصد شن ريز در سطح 1 درصد و درصد آهك و سيلت در سطح 5 درصد، همبستگي مثبت و معني‏دار با رواناب دارد. همچنين درصد رطوبت، همبستگي مثبت و مقاومت خاك سطحي، همبستگي منفي و معني‏دار با هدررفت خاك نشان داد. در مجموع، حجم رواناب و هدررفت خاك در شيب بيش از 30 درصد نسبت به شيب 10-0 درصد به‌ترتيب 8 و 100 درصد افزايش داشت و با افزايش شيب مقاومت ذرات خاك كاهش و هدررفت خاك افزايش، نشان داد.

Study of soil erosion process and assessment of the control factors are the most important prerequisite for proper management of soil and water resources. This research was carried out to investigate effects of slope and soil properties on runoff and soil loss using rainfall simulator in Chehel-chai watershed, Golestan province. Also, considering the land unit map of the area, three land units were selected in the farm lands. In each land unit, three slope classes of 0-10%, 10-30% and highes than 30% were determined. Then four 10×10 m plots were selected in each slope class. Runoff and erosion were measured in each plot randomly using rainfall simulator with 2 mm/min intensity and 15 min duration in 4 replicates. Soil samples were taken in each plot as well. Results showed that there was a weak correlation between runoff and slope and there was no significant relationship at 0.05 confidence level but there was a significant and positive correlation between soil loss and slope at 0.01 confidence level. Based on the results of the Pearson correlation matrix, the contents of the fine sand in 1% confidence level and lime and silt at 5% confidence level had positive correlation with runoff and soil moisture content had positive correlation and soil surface resistance had negative correlation with soil loss. However, runoff volume and soil loss increased 8% and 100%, respectively in slope class of more than 30% in comparison with 0-10% slope class. With increasing slope, soil resistance decreased and soil loss increased.