شبيه‌سازي اثر قطعات سنگي سطح خاك بر توليد رواناب و ‏رسوب

Simulation of the effect of soil surface rock fragments on runoff and ‎sediment yield

خاك‌­هاي داراي قطعات سنگي بخش مهمي از سطوح اراضي را تشكيل مي­‌دهند. حضور بخش­‌هاي سنگي، تعيين‌كننده­ خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك است و بر فرآيندهاي هيدرولوژيكي و فرسايشي نيز اثر مي­‌گذارد. تاكنون مطالعات فراواني خاطرنشان كرده­‌اند كه اثر قطعات سنگي سطحي در فرسايش خاك و توليد رواناب و رسوب پيچيده و مبهم است، لذا لازم است اين اثرات بيشتر مورد توجه قرار گيرند. در اين راستا، پژوهش حاضر با استفاده از كرت­‌هاي فرسايشي و شبيه­‌ساز باران به مطالعه عكس­‌العمل­‌هاي فرسايشي خاك نسبت به سطوح مختلف نفوذ­ناپذير سنگي با مقادير صفر، پنج، 10، 15، 20 و 25 درصد پرداخت. نتايج حاصل از نمونه­‌برداري رسوب و حجم­‌سنجي رواناب طي رگباري 30 دقيقه­‌اي و با شدت 70 ميلي­‌متر بر ساعت مورد تجزيه واريانس قرار گرفت. تحليل­‌هاي آماري نشان داد كه به­‌طور كلي افزايش درصد سطوح سنگي اثر چنداني بر افزايش رواناب ندارد. اما مقادير غلظت رسوب با حضور بخش‌هاي سنگي به‌طور معني­‌داري (0.05 > p) نسبت به خاك فاقد سطوح سنگي افزايش نشان مي­‌دهد، گرچه همگام با افزايش درصد سطوح سنگي مقادير رسوب حاصله افزايشي خطي نشان نمي­‌دهند. در مقادير 10 و 20 درصد از سطوح سنگي، حجم رواناب و غلظت رسوب بالاترين ميزان را در مقايسه با ساير تيمارها دارا مي‌باشند.نهايتاً با افزايش سطوح سنگي به 25 درصد، مقادير رواناب و رسوب كاهش معني­‌داري مي­‌يابد. نتايج پژوهش، وجود مقادير آستانه در سطوح سنگي براي افزايش رواناب و رسوب و نيز عملكرد متفاوت سطوح سنگي بسته به ميزان آن را تاييد مي­‌كند.

Soils containing rock fragments are covering major parts of land surfaces. Physical and ‎chemical properties of soil are affected by rock fragments as they also affect on the hydrological ‎and erosional processes. So far, many studies have shown the effect of surface rock fragments ‎on soil erosion and runoff. Sediment production is a complex and ambiguous process and a ‎notice to these effects is necessity. Hence this study examines the soil erosion reactions in ‎different impermeable coverage of rocks with erosion plots and rainfall simulator. For this ‎purpose, plots were covered with 0, 5, 10, 15, 20 and 25 percent of rocks, respectively. The ‎results of sediment sampling and measuring the volume of runoff during 30 minutes of rainfall ‎with an intensity of 70 mm/h were analyzed and the results showed that increasing of rock ‎fragment coverage had no effect on runoff volume. But, the amount of sediment increased ‎significantly (p < 0/05) in soils containing rock fragments compared to soils without rock ‎fragments. Although, results did not show a linear relationship between sediment values and ‎rock fragment coverage percentage. The highest value of runoff and sediment concentrations ‎observed in soils containing 10 and 20 percent of rock fragment coverage in comparison to ‎other treatments. Finally, by increasing of surface rock fragments to 25 percent, the value of ‎runoff and sediment decreased significantly. The results of this study confirmed the threshold ‎levels in surface rock fragments to increase runoff and sediment values and also their dual roles ‎at different levels.‎