بررسي تاثير اندوده سطحي خاك بر ميزان رواناب و فرسايش بينشياري با استفاده از شبيه سازي باران

Effects of Soil Surface Sealing on Runoff and Interrill Erosionusing Rainfall Simulation

تشكيل اندوده سطحي در نواحي خشك و نيمه خشك يكي از مهمترين عوامل موثر در كاهش نفوذپذيري خاك، ايجاد روان آب و فرسايش بين شياري ميباشد. هدف ازاين بررسي آگاهي از چگونگي تاثير اندوده سطحي بر ميزان رواناب و فرسايش بينشياري مي باشد. اينپژوهشدر يكپلاتآزمايشي بهطوليكمتروعرض 5/0 متر در سه شيب (5، 15 و 25 درصد) و در چهار شدت بارندگي (21، 38، 50 و 81 ميلي متر بر ساعت) انجام يافت. به اين منظور دو خاك با بافت لومي شني (S1) و لومي رسي (S2) از منطقه ايلخچي در كليبر استان آذربايجان شرقي با كاربري زراعي و يك خاك رسي (S3 ) با كاربري زراعي انتخاب شدند. در هر تركيبي از شيب و شدت بارندگي، نمايه اندوده سطحي نسبي (RSI )، زمان لازم براي رسيدن به حداقل هدايت هيدروليكي (tlim) به عنوان نمايهاي از انسداد سطحي منافذ خاك، مقدار رواناب و رسوب، اندازهگيري و محاسبه شد. نتايج نشان داد كه خاك S1 با داشتن RSI برابر با 23/2 و tlimبرابر با 6 دقيقه، به عنوان خاك حساس به تشكيل اندوده سطحي و خاك S3 با داشتن RSI برابر با 9/8 و tlimبرابر با 102 دقيقه به عنوان خاك مقاوم يا با حساسيت كم به تشكيل اندوده سطحي بودند. علاوه بر آن، در خاك S1 با افزايش شيب در شدت بارندگي 50 ميليمتر در ساعت، مقدار رواناب بهتدريج كاهش يافت اما در بقيه شيبها و خاكها، ميزان رواناب تحت تاثير افزايش شيب قرار نگرفت و يا مقدار رواناب افزايش يافت. همچنين مقدار رسوب در خاك S1 وS2 با تشكيل اندوده سطحي در طول بارندگي كاهش يافت. اما روند تغييرات غلظت رسوب در خاك S3 واضح نبود.

Surface sealing formation in soils of arid and semi-arid areas is one of the most important factors of soil permeability reduction, formation of runoff and interrill erosion. The objective of this study was to investigate the impact of surface sealing on runoff and interrill erosion rates. This experiment was conducted in a small flume with dimensions of 1×0.5 meter under four rainfall intensities (21, 38, 50 and 81 mm/h) and three different slopes of 5, 15 and 25 percent. Three soils with contrasting soil texture namely as S1 (sandy loam), S2 (clay loam) from farmland use of Ilkhichi, and a clay soil (S3) from farmland use of Caleibar area, East Azerbaijn, Iran were selected in the current research. Relative Sealing Index (RSI), the need time to reach to the final infiltration rate (tlim), runoff and sediment rate were measured in each combination of slopes and rainfall intensities. The results showed that S1 with RSI= 2.23 and tlim= 6 min was the most sensitive soil and S3 with RSI= 8.9 and tlim= 102 min was the least sensitive soil to surface sealing. For soil S1 as a sensitive soil, the amount of runoff at rainfall intensity of 50 mm/h decreased due to increment of slope, but for the rest of gradients and soils runoff rate was not affected by increasing slope. The rate of sediment loss in S1 and S2 Soils decreased due to surface seal formation during rainfall, but there was no clear trend of sediment loss in soil S3.