ارزيابي كارايي سطوح عايق در افزايش ضريب رواناب و بهبود رطوبت خاك

Evaluation of isolated micro catchment for increasing runoff ‎coefficient and soil moisture

در حال حاضر بيشتر حوزه‌هاي آبخيز كشور در اثر بهره‌برداري غيراصولي و عدم اعمال مديريت‌هاي لازم در وضعيت بحراني مي‌باشد. از آن‌جايي كه حدود 80 درصد آبخيزهاي ايران داراي شرايط اقليمي خشك و نيمه‌خشك مي‌­باشند، لذا مقوله بهره‌برداري بهينه از نزولات آسماني از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در اين تحقيق به‌منظور افزايش ضريب رواناب در سطح سامانه‌هاي آبگير و بهبود رطوبت خاك در پاي سامانه، اقدام به ايجاد سامانه لوزي شكل، عايق كردن سطح سامانه‌ها با پلاستيك گلخانه‌اي و ايجاد تيمارهاي مختلف در پاي سامانه شد. لذا در پاي سامانه‌ها، شش تيمار و سه تكرار با سطح مقطع مثلثي براي جمع‌آوري آب باران و اندازه‌گيري رطوبت خاك تعبيه شد. سطح تيمارها با مصالح قابل دسترس كشاورزان همچون پلاستيك گلخانه‌اي، شن و تركيبي از آن‌ها ايجاد و براي انتقال رطوبت به عمق خاك فيلتري به عمق 50 و قطر 15 سانتي‌متر در وسط تيمار تعبيه شد. در طول تحقيق، پايش حجم رواناب با ظروف مدرج و تغييرات رطوبت خاك به‌وسيله دستگاه TDR در عمق‌هاي 30 و 50 سانتي‌متر انجام شد. در مرحله اول 18 رويداد بارش در سطح سامانه‌ها فقط با برداشت علف‌هاي هرز و كوبيدن سطح آماده‌سازي شد. در مرحله دوم با پوشاندن سطح سامانه‌­ها به‌وسيله پلاستيك، تعداد 21 رويداد بارش مورد اندازه‌­گيري قرار گرفت كه اختلاف مجموع بارش در دو مرحله تنها 10 درصد را نشان مي‌داد كه اين اختلاف كم مبناي مناسبي در كاهش عدم قطعيت نتايج تحقيق شد. نتايج حاصل از عايق كردن سطح سامانه‌هاي لوزي شكل نشان مي‌دهد كه ضريب رواناب از شش به 47 درصد افزايش يافته و يا به‌عبارتي ضريب رواناب 7.8 برابر شرايط طبيعي شده است. مقايسه آماري بين داده‌هاي مربوط به رطوبت خاك در اعماق 30 و 50 سانتي‌متري در دو حالت عايق و طبيعي به روش T-test نشان مي‌دهد كه مقدار رطوبت در حالات ياد شده در سطح اعتماد 90 درصد در كليه تيمارها داراي اختلاف معني‌دار مي‌باشد. در اين ارتباط متوسط اختلاف رطوبت حجمي بين شرايط عايق و طبيعي در عمق‌هاي 50 و 30 سانتي‌متر به‌ترتيب برابر 6.4 و 9.4 درصد به‌دست آمد. در صورتي كه اختلاف رطوبت حاصل از تيمار بيشينه (تيمار B در عمق 50 سانتي‌متري و تيمار A در عمق 30 سانتي‌متري) با تيمار شاهد در دو عمق 50 و 30 سانتي‌متر به‌ترتيب معادل 1.7 و 3.4 درصد مي‌باشد. بنابراين، مي‌توان نتيجه گرفت، افزايش رطوبت خاك به‌دليل شرايط عايق در مقايسه با شرايط طبيعي در خاك‌هاي منطقه مورد مطالعه (لومي رسي و يا سيلتي لومي) به مراتب بهتر از نوع تيمار است و عايق نمودن سطح سامانه‌ها در مقايسه با استفاده از تيمارها به‌ترتيب افزايش رطوبتي 3.8 و 2.8 برابري را به همراه دارد.

At present due to lack of proper utilization and management in non-renewable natural ‎resources, most of the watersheds are in critical conditions. Since about 80 percent of Iran ‎watersheds located in arid and semi-arid climatic conditions, thus addressing the issue of ‎optimal utilization of rainfall is most important. In this research, the surface of micro ‎catchment was isolated by plastic to increase runoff coefficient. Six treatments and three ‎replications were considered in down part of the micro catchment. The surfaceswere ‎prepared by available materials such as greenhouse plastic, gravel, fine and coarse sand, ‎and for infiltration, a filter with 50 cm depth and 15 cm diameter was used. Soil moisture ‎in 30 and 50 cm depths, was monitored by Time Domain Reflectometry (TDR). The first ‎step eas started by cleaning grasses and compacting soil surface and monitoring 18 rainfall ‎events. In the next step, soil surface was covered by plastic and 21 rainfall events were ‎monitored. Results showed that the runoff coefficient increases by six to 47 percent or ‎‎7.8 times more than natural condition. The statistical analysis by T-test showed that all ‎treatments and depths of isolated and natural conditions have significantly different results ‎in 90 percent level of confidence. Finally, the average soil moisture content for isolated ‎condition in comparison of natural condition is 6.4 and 9.4 percent in 50 and 30 cm of soil ‎depth, respectively. In other hand, isolated surface increased soil moisture 3.8 and 2.8 ‎times compared to treatments in 50 and 30 cm of soil depth, respectively.‎