بخشی از مقاله
اثر ویژگیهاي خاك بر رواناب در خاكهاي آهکی ناحیه نیمه خشک شمال غربی ایران
چکیده
این پژوهش بر اساس اندازهگیري صحرایی رواناب تحت باران طبیعی براي تعیین اثر ویژگیهاي خاك آهکی بر
رواناب انجام گرفت. آزمایش در 36 شبکه مربعی به ابعاد 5 کیلومتر، در جنوب استان آذربایجانشرقی ازسال 1384 تا
1385 انجام گرفت. خاكها عمدتا لومرسی و داراي 13 درصد آهک بودند. در هر شبکه یک دیمزار با شیب 9 درصد
انتخاب و سه کرت استاندارد در آن ایجاد و در انتهاي آنها محفظه رواناب قرار گرفت. طی انجام پژوهش، 23 رخداد
باران منجر به رواناب شد. مقدار رواناب در کرتها در هر رخداد از 2/153 تا 49/377 لیتر تغییر کرد. مقدار رواناب
همبستگی معنیدار با نفوذپذیري خاك (R2 =0/73, p<0/001) داشت. شندرشت، ماده آلی و آهک برخلاف سیلت
نفوذپذیري و رواناب را به طور معنیداري افزایش دادند. بر اساس نتایج مقدار رواناب را از یک رابطه رگرسیونی خطی
ساده بر اساس شن درشت، ماده آلی و آهک با اطمینان نسبتا بالایی (R2 =0/71) میتوان پیشبینی کرد.
واژههاي کلیدي: خاك آهکی، ویژگیهاي خاك، رواناب، ایران
مقدمه
رواناب هنگامی رخ میدهد که شدت بارندگی بیشتر از سرعت نفوذ آب به خاك باشد. نفوذپذیري خاك که نشانگر
سرعت نفوذ آب به خاك است در تولید رواناب نقشی اساسی دارد .(5) حدود یک سوم از بارندگی سالانه در ایران 130)
میلیارد مترمکعب) به صورت رواناب هدر میرود .(3) بررسیها در مورد عوامل موثر بر رواناب نشان داد که بر اثر تراکم
و کاهش نفوذپذیري در خاك شنی لومی، مقدار رواناب به طور قابل توجهی افزایش مییابد .(4) پژوهشها نشان داد که
1 به ترتیب استادیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، استادیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، دانشیار گروه آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس و استادیار پژوهش سازمان تحقیقات، ترویج و آموزش کشاورزی وزارت جهاد کشاورزی.
١
ماده آلی با افزایش نفوذپذیري خاك، حجم و سرعت رواناب را کاهش میدهد .(10) بررسیها نشان داد که خاكهاي
داراي مقادیر بیشتري شن، به دلیل داشتن سرعت نفوذ آب بیشتر، رواناب کمتري تولید میکنند .(9) گزارشها داد که آهک
به عنوان مادهاي سیمانی، پایداري خاکدانهها و نفوذپذیري را در پهنههاي مارنی افزایش میدهد .(1) بررسیها نشان داد که
در خاكهاي آلفیسول نواحی نیمه خشک به دلیل ایجاد سله، نفوذ÷ذیري خاك کاهش و رواناب به طور معنیدار افزایش
مییابد .(7)
حدود 39 درصد خاكهاي ایران در ناحیه نیمهخشک قرار دارند .(2) وجود آهک در این خاكها میتواند نقشی موثر
در نفوذپذیري خاك و رواناب داشته باشد. این پژوهش بر اساس اندازهگیري صحرایی رواناب تحت باران طبیعی، به
منظور تعیین تاثیر ویژگیهاي خاك آهکی بر رواناب و ارائه مدلی براي پیشبینی آن انجام گرفت.
مواد و روشها
این پژوهش در منطقهاي به مساحت 900 کیلومتر مربع در شهرستان هشترود واقع در جنوب استان آذربایجان شرقی
طی سال 1384 انجام گرفت. شکل 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد. این منطقه داراي میانگین بارندگی
سالانه 340 میلیمتر است. در سطح منطقه بر اساس نقشه قابلیت اراضی، 36 شبکه مربعی شکل به ابعاد 5 کیلومتر در نظر
گرفته شد. در هر شبکه یک دیمزار در حال آیش با شیب جنوبی 9 درصد براي ایجاد کرتهاي رواناب انتخاب شد. تعداد
سه کرت به طول 22/1 متر و به عرض 1/83 متر در امتداد شیب (11) با فاصله 1/2 متر در هر دیمزار ایجاد و پیرامون آن-
ها با پشتههاي 30 سانتیمتري خاك بسته شد. در انتهاي هر کرت مخزنی با حجم 70 لیتر قرار گرفت .(8) مقدار رواناب
کرتها در رگبارهاي منجر به رواناب، بر اساس حجم کل رواناب و غلظت رسوب تعیین شد .(6) مقدار باران از دادههاي
چهار ایستگاه بارندگی (شکل (1 به دست آمد. ایستگاههاي واقع در شبکههاي 2، 10 و 26 از نوع بارانسنجی و در شبکه
17 از نوع باراننگاري بود.
شکل 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه
براي بررسی تاثیر ویژگیهاي خاك بر رواناب، نمونههاي خاك از عمق 30 سانتیمتر از سه نقطه در امتداد کرتها
برداشت شد. مقدار شن درشت 0/1) تا 2 میلیمتر)، شن بسیار ریز 0/05) تا 0/1 میلیمتر)، سیلت و رس به روش پیپت،
سنگریزه 2) تا 8 میلیمتر) به روش وزنی، ماده آلی به روش واکلی بلاك، آهک بر حسب کل مواد خنثی شونده به روش
خنثیسازي با اسید، پتاسیم قابل تبادل به روش استخراج با استات آمونیوم در آزمایشگاه و نفوذپذیري نیز بر اساس سرعت
نفوذ نهایی با روش استوانههاي مضاعف در صحرا تعیین شد. براي تحلیل دادهها با نرمافزار SPSS,13، فرض نرمال داده-
ها از آزمون Kolmogorov-Smirnov و تفاوت مقدار باران در ایستگاهها از آزمون Duncan تعیین شد. تولید رواناب
با روش رگرسیون چند متغیره مدل شد.
نتایج و بحث
بر اساس نتایج از 67 رخداد باران، 23 رخداد منجر به رواناب شد. جدول 1 ویژگیهاي بارانهاي منجر به رواناب و
مقدار رواناب طی سال 1384 را نشان میدهد. میانگین مقدار این بارانها در ایستگاههاي بارندگی 2، 10، 17 و 26 به
ترتیب 7/15، 6/76، 6/97 و 7/08 میلیمتر بود. تفاوت مقدار بارانهاي منجر به رواناب در ایستگاهها با شاخص P-
Value برابر 0/198 بود. بنابراین مقدار باران در ایستگاهها تفاوتی معنیدار ندشت. مقدار رواناب در کرتها در هر رخداد
از 2/153 تا 49/377 لیتر تغییر کرد.
جدول-1 ویژگیهاي بارانهاي منجر به رواناب و مقدار رواناب در کرتها طی سال 1384
نتایج تجزیه خاك نشان داد که خاكها عمدتا داراي بافت لوم رسی، با ماده آلی کم، آهکی و با نفوذپذیري متوسط
هستند. جدول2 میانگین ویژگیهاي فیزیکوشیمیایی خاك کرتهاي مختلف را نشان میدهد.
براي تعیین اثر ویژگیهاي خاك بر رواناب، ابتدا ماتریس همبستگی بین آنها بررسی شد. جدول 3 ماتریس همبستگی
بین ویژگیهاي خاك و رواناب را نشان میدهد. بر اساس نتایج ذرات شن درشت، نفوذپذیري خاك را به طور معنیدار
(p<0/001) افزایش و رواناب را به طور قابل ملاحظهاي (p<0/001) کاهش داد. ذرات سیلت به دلیل کاهش چشمگیر
نفوذپذیري (p<0/001)، رواناب به طور قابل ملاحظهاي (p<0/01) افزایش داد. ذرات شن بسیار ریز و رس اثري معنیدار بر
نفوذپذیري و رواناب نداشتند. ماده آلی به طور چشمگیري نفوذپذیري را افزایش (p<0/001) و رواناب را (p<0/01) کاهش
داد. آهک به طور معنیداري (p<0/05) نفوذپذیري را افزایش و رواناب را کاهش داد. رابطه بین نفوذپذیري و رواناب در
