
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,621,985 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,211,607 |
تغییرات زمانی تولید جریان و فرسایش شیاری در خاک مارنی تحت شدتهای مختلف باران | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 20، دوره 24، شماره 1، فروردین 1396، صفحه 303-309 اصل مقاله (489.85 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2017.12311.2687 | ||
نویسندگان | ||
علی رضا واعظی* 1؛ مجید فرومدی2 | ||
1گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان | ||
2دانشجوی دکتری گروه خاکشناسی | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: فرسایش شیاری، یکی از عوامل اصلی هدررفت خاک در سازندهای مارنی است. این سازندها بسیار حساس به فرآیندهای فرسایش آبی بوده و گستره نسبتاً بزرگی را در برخی حوزههای آبخیز مناطق خشک و نیمهخشک دربرمیگیرد. فرسایش شیاری به عنوان پدیدهای فعال در این سازندها بوده و به طور زمانی طی سال، از رخدادی به رخداد دیگر یا طی یک رخداد بارندگی تغییر میکند. تغییرات زمانی فرسایش شیاری طی یک رخداد باران به دلیل تغییر خصوصیات خاک و تأثیر آن بر خصوصیات جریان متمرکز است. اطلاعات در مورد تغییرات زمانی فرسایش شیاری طی یک رخداد بارندگی و تأثیر خصوصیات جریان بر آن میتواند در شناخت فرآیند فرسایش شیاری در دامنهها کمک نماید. شدت تغییرات زمانی خصوصیات جریان و در نتیجه فرسایش شیاری ممکن است تحت تأثیر شدت باران قرار گیرد. از این رو این پژوهش با هدف بررسی تغییرات زمانی فرسایش شیاری و خصوصیات جریان در خاک مارنی تحت بارانهای با شدت متفاوت انجام شد. مواد و روشها: آزمایش در شش رخداد باران شبیهسازی شده با شدت متفاوت از 10 تا 60 میلیمتر بر ساعت به مدت ثابت یک ساعت با سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفت. نمونههای خاک از سازندهای مارنی در غرب زنجان برداشت شد و در فلومی به طول 4 متر و عرض 94/0 متر و با شیب 10 درصد ریخته شد. فرسایش شیاری در کنار خصوصیات جریان (دبی و غلظت جریان) در فاصله زمانی پنج دقیقه از آغاز رواناب در هر یک از بارانهای شبیهسازی شده مورد بررسی قرار گرفت. شدت فرسایش شیاری و خصوصیات جریان در برابر زمان به دست آمد و تفاوتها بین شدتهای بارندگی با استفاده از روش تجزیه واریانس تعیین شد. وابستگی فرسایش شیاری به خصوصیات جریان برای هر یک از شدتهای بارندگی تعیین شد. برای انجام تحلیلهای آماری از نرمافزار SPSS نسخه 21 استفاده شد. یافتهها: نتایج نشان داد که تفاوتهای اساسی از نظر زمان آغاز جریان، دبی جریان، غلظت جریان و فرسایش شیاری بین شدتهای بارندگی وجود دارد (0001/0>P). جریان شیاری و فرسایش شیاری با افزایش شدت بارندگی سریعتر اتفاق افتاد. فرسایش شیاری طی زمان به شدت افزایش یافت و در زمانهای پایانی (حدود 45 دقیقه) به حد تقریباً ثابتی رسید. غلظت جریان نیز الگویی مشابه با فرسایش شیاری نشان داد. با این حال دبی جریان در زمانهای پایانی افزایش چشمگیر پیدا کرد. در طی زمان 45 دقیقه، اغلب ذرات فرسایشپذیر، طی بارندگی دچار فرسایش شدند و پس از آن، جریانهای شدید اما با غلظت (رسوب) پایین در شیارها مشاهده شد. رابطهای قوی بین فرسایش شیاری و دبی جریان در شدتهای مختلف بارندگی مشاهده شد. نتیجهگیری: به طور کلی این پژوهش نشان میدهد که با تغییر شدت باران، آستانه وقوع فرسایش شیاری و اوج آن طی بارندگی تغییر مییابد. همچنین روند تغییرات فرسایش شیاری طی بارندگی، با افزایش شدت بارندگی شدت پیدا میکند. در حالت کلی، با گذشت زمان بارندگی به دلیل افزایش دبی جریان، غلظت جریان و در نتیجه فرسایش شیاری افزایش مییابد. در زمانهای اولیه بارندگی، وابستگی فرسایش شیاری به دبی جریان بیشتر است در حالی که در زمانهای پایانی به دلیل انتقال بخش عمده ذرات فرسایشپذیر در زمانهای قبل، الگوی تغییرات فرسایش شیاری شبیه به دبی جریان نیست. | ||
کلیدواژهها | ||
دبی جریان؛ ذرات فرسایشپذیر؛ سازند مارنی؛ شیار؛ غلظت جریان | ||
مراجع | ||
1.Asadi, H., Aligoli, M., and Gorji, M. 2017. Dynamic changes of sediment concentration in rill erosion at field experiments. J. Water Soil Sci. 20: 78. 125-139. (In Persian) 2.Bagnold, R.A. 1966. An approach to the sediment transport problem from general physics. US Geological Survey Paper. 422-1, Washington. 3.Chen, X.Y., Zhao, Y., Mo, B., and Mi, H.X. 2014. An improved experimental method for simulating erosion processes by concentrated channel flow. Plos one.9: 6. p.e99660. 4.Dunjo, G., Pardini, G., and Gispert, M. 2004. The role of land use-land cover on runoff generation and sediment yield at a microplot scale, in a small Mediterranean catchment. J. Arid Environ. 57: 99-116. 5.Franti, T.G., Laflen, J.M., and Watson, D.A. 1985. Soil erodibility and critical shear under concentrated flow. American Society of Agricultural Engineers. 42: 329-335. 6.Jain, M.K., Kothyari, U.C., and RangaRaju, K.G. 2004. A GIS based distributed rainfall– runoff model. J. Hydrol. 299: 107-135. 7.Lili, M., Bralts, V.F., Yinghua, P., Han, L., and Tingwu, L. 2008. Methods for measuring soil infiltration: State of the art. Inter. J. Agric. Biol. Engin. 1: 1. 22-30. 8.Liu, H., Lei, T.W., Zhao, J., Yuan, C.P., Fan, Y.T., and Qu, L.Q. 2011. Effects of rainfall intensity and antecedent soil water content on soil infiltrability under rainfall conditions using the run off-on-out method. J. Hydrol. 396: 1. 24-32. 9.Merz, R., Bloschl, G., and Parajka, J. 2006. Spatiotemporal variability of event runoff coefficients. J. Hydrol. 331: 591-604. 10.Sadeghi, S.H.R., Mohammadpour, K., and Dianatytilaki, G.E. 2010. Temporal variability of runoff coefficient in the summer pastures of Kadir, Proceedings of the 6th National Conference of Science and Watershed Engineering and 4th National Conference of Erosion and Sediment, 28-29 April, Tehran, Iran. 52-60. (In Persian) 11.Shen, H., Zheng, F., Wen, L., Han, Y., and Hu, W. 2016. Impacts of rainfall intensity and slope gradient on rill erosion processes at loessial hillslope. Soil and Tillage Research. 155: 429-436. 12.Vaezi, A.R., and Gharehdaghlii, H. 2013. Quantification of rill erosion development in Marl soils of Zanjanroud watershed in North West of Zanjan, Iran. J. Water Soil. 27: 5. 872-881. (In Persian) 13.Vaezi, A.R., Ahmadi, M., and Cerda, A. 2017. Contribution of raindrop impact to the change of soil physical properties and water erosion under semi-arid rainfalls. Science of the Total Enviroment. Pp: 1-11. 14.Vaezi, A.R., Bahrami, H.A., Sadeghi, S.H.R., and Mahdian, M.H. 2008. Spatial variations of runoff in a port of calcareous soils of semi-arid region in northwest of Iran. J. Agric. Sci. Natur. Resour. 15: 5. 56-65. (In Persian) 15.Williams, B.M., Martinez-Menaa, S., and Deeksb, L. 2004. Exponential distribution theory and aggregate erosion. Soil Sci. Soc. Amer. J. 6: 382-391. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 904 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 466 |