تغییرات شاخص های جریان و فرسایش پذیری شیاری تحت تاثیر شدت باران در خاک مارنی

فرسایش شیاری که در نتیجه تمرکز رواناب بر شیب به وجود می آید، یکی از انواع مهم فرسایش خاک در دامنه ها به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک با پوشش گیاهی ضعیف است. به همین دلیل، شناخت عوامل موثر بر آن از اولویت بالایی برخوردار است. فرسایش پذیری شیاری بیان گر سهولت جدا شدن ذرات خاک و انتقال آن ها توسط نیروی برشی آب در شیار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر شدت باران بر تنش برشی جریان (t) و فرسایش پذیری شیاری (Kr) در خاک مارنی انجام گرفت. آزمایش در ۱۰ شدت باران از ۱۰ تا ۱۰۰ میلی متر بر ساعت با مدت ثابت یک ساعت با سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفت. نمونه های خاک مارنی از منطقه نیمه خشک غرب زنجان برداشت گردید و در فلومی به طول ۴ متر و عرض ۹/۰ متر ریخته شد. فرسایش شیاری در سه شیار دست ساز تحت شرایط آزمایشگاهی بر اساس مدل WEPP مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرسایش پذیری شیاری در کنار شاخص های جریان شامل سرعت، دبی، غلظت و تنش برشی تحت تاثیر شدت باران قرار دارد (۰۰۱/۰p<). شدت باران ۳۰ میلی­متر بر ساعت به عنوان شدت باران آستانه برای شروع تنش برشی ( N.m-۲۳-۱۰×۳۷/۲) و ایجاد فرسایش شیاری (kg.N-۱.s-۱ ۰۱۸/۰) بود. با افزایش شدت بارندگی، فرسایش پذیری شیاری افزایش یافت (۰۱/۰>p و ۹۲/۰R۲=). این نتیجه به دلیل افزایش ضربه قطرات باران و تخریب بیش­تر ساختمان خاک بود که تولید بیش تر جریان متمرکز در شیارها را به دنبال داشت. برخلاف سایر شاخص­های جریان، تنش برشی و غلظت جریان از روند ثابتی همگام با افزایش شدت باران پیروی نکردند. از بین شاخص­های جریان، سرعت جریان عاملی مهم در تبیین الگوی تغییرات فرسایش پذیری شیاری تحت شدت­های باران بود به طوری که رابطه­ای قوی بین آن دو مشاهده شد (۰۰۱/۰>p و ۹۹/۰= R۲). به طور کلی این پژوهش نشان می دهد که شدت بارندگی عاملی مهم در تغییر شاخص های جریان و فرسایش پذیری شیاری در خاک مارنی است.

کلیدواژه ها:

Concentrated flow ، Flow velocity ، Rainfall intensity threshold ، Rill erosion ، جریان متمرکز ، سرعت جریان ، شدت باران آستانه ، فرسایش شیاری