بخشی از مقاله
فرسایش پاشمانی خاک به عنوان اولین رویداد در فرسایش خاک، حرکت ذرات و کلوخههای خاک را موجب میجب میشود. این تحقیق به منظور اندازهگیری فرسایش پاشمانی در شیبها و شدت بارش مختلف صورت گرفت. بدین منظور 110 نمونه خاک دست نخورده از عمق سطحی خاک انتخاب شد. نتایج نشان داد که فرسایش پاشمانی در شیب 5 درصد و شدت 25 میلیمتر از ساختار مکانی قویتری بعلت شباهت به بارش و شیب طبیعی منطقه در مقایسه با سایر شیب و شدتها برخوردار بود.
کلمات کلیدی: فرسایش پاشمانی، شدت بارش، شیب، ساختار مکانی.
.1 مقدمه
طبق برآوردها فرسایش خاک در ایران 4 الی 5 برابر میزان نرم جهانی میباشد. طبق برآورد سازمان خوار و بار جهانی در سال 1980 به نقل از دفتر حفاظت خاک و آبخیزداری - 1985 - بیش از 56 میلیون هکتار از اراضی ایران در معرض خسارت ناشی از فرسایش آبی بالاتر از 10 تن در هکتار در سال بوده است. خسارت ناشی از فرسایش خاک و از دست رفتن منابع غذایی در آن کشور نیز سالانه بالغ بر 7.2 میلیارد دلار برآورد گردیده است. امروزه حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش از ضروریترین اقدامات هر کشوری است. یکی از اقدامات حفاظتی خاک، برآورد میزان فرسایش و عوامل موثر بر آن است. از عوامل موثر بر میزان فرسایش، توان فرسایش زایی باران است. فرسایش پاشمانی اولین فرایند در از دست رفتن خاک است - مورگان3،. - 1981 بطوریکه با برخورد قطرات باران به سطح خاک موجب جداشدن ذرات خاک شده و بعضی مواقع این فرایند میتواند باعث جابجایی ذرات خاک گردد. عامل شاخص فرسایش زایی باران میتواند نقش بسزایی در فرسایش داشته باشد.
شدت باران عامل اساسی این شاخص بشمار میرود. هر چند میزان بارندگی سالیانه در هر ناحیهای تاثیر مستقیم بر میزان فرسایش دارد اما خصوصیات مهم تری مانند اندازه قطرات باران و سرعت و شدت بارندگی نیز هست که در شدت و ضعف فرسایندگی باران موثر است و نقش مهمتری نسبت به میزان بارندگی سالیانه و حجم روان آب در فرایند فرسایش دارند. فرسایش بارانی در اثر برخورد قطرات باران به سطح خاک بوجود میآید. در واقع انرژی سینتیک قطرات باران در اثر برخورد به سطح خاک منجر به جداشدن ذرات خاک از یکدیگر شده و در نهایت این ذرات بوسیله آب حمل میشوند. اغلب پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که جداسازی و پراکندگی خاک به وسیله پاشمان قطره بارانی، نتیجه مستقیم انرژی جنبشی و شتاب قطره باران است. قطرات باران پس از برخورد با زمین ذرات خاک را متلاشی میکند و به روند فرسایش آبی سرعت می بخشد. شدت و میزان تخریب ذرات خاک به انرژی جنبشی قطرات باران بستگی دارد که خود تحت تاثیر شدت بارندگی است.
در این تحقیق از آنجایی که حداقل شدت بارندگی لازم برای ایجاد فرسایش پاشمانی24 mm/h میباشد، دو شدت بارندگی 25 و 35 میلیمتر در ساعت انتخاب شد. در این تحقیق که نمونههای آن از منطقه لردگان در استان چهارمحال و بختیاری تهیه شدهاند، اطلاعات نقطهای شاخصهای مختلف خاک با استفاده از نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - نقشههای پهنه بندی تهیه شده و در نهایت با استفاده از نقشههای تهیه شده رابطه بین فرسایش پاشمانی بالا و پایین دست با سایر پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی و اندازه گیری فرسایش پاشمانی لازم است تا از طریق روشهائی، اطلاعات نقطهای را به سطح تبدیل کرد و یا به عبارتی توزیع مکانی آنها را بررسی نمود. در روشهای کلاسیک نمونه های برداشت شده از منطقه مطالعاتی کاملاً تصادفی و مستقل از یکدیگر فرض میشوند. در حالیکه در زمین آمار، اطلاعات مکانی داده ها نیز در محاسبات وارد میشوند. این ویژگیها باعث شد تا در این تحقیق روشهای زمینآمار در پایش و تحلیل مکانی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک، مورد استفاده قرار گیرد.
برخلاف مطالعات قبلی که روی پاشمان صورت میگرفت و اثر اندازه و شکل قطره روی پاشمان نادیده گرفته میشد، در حال حاضر باران شبیهسازی شده، دارای توزیع اندازه مشابه قطرات باران طبیعی میباشد. پاشمان باران بوسیله توزیع اندازه ذرات، الگو تراکم تعداد قطرات پاشمان و فاصله جرم و همچنین بوسیله برگشت توده توصیف شده است - مادن4 و الیس . - 1990 افزایش شدت بارندگی منجر میشود که قطرات درشتتر با انرژی بیشتری به ذرات خاک برخورد کنند در نتیجه میزان فرسایش پاشمانی به مراتب بیشتر خواهد شد. بسیاری از دانشمندان فرسایش خاک معتقدند که درک درست از فرسایش ناشی از پاشمان قطرات به عصر مبارزات بیحاصل با فرسایش خاتمه میدهد و دوره نوید بخشی را برای حل معضل فرسایش با توجه بیشتر به کنترل بیولوژیک خاک در مقابل پاشمان فراهم کرده است - زاچار5،. - 1982 انرژی جنبشی یک قطره باران در حال سقوط بیش از صد برابر انرژی جنبشی همان قطره به صورت روانآب است. - هادسون6، - 1953، از این رو انرژی باران در فرسایش خاک اهمیت فرسایش پاشمانی را میرساند. برای محاسبه این ضریب ، برآورد انرژی جنبشی قطرات باران مورد نیاز است.
برای برآورد این انرژی، محققین روابط متعددی را ارائه کردهاند از جمله:
مطالعات نشان داده است که تحت شرایط توپوگرافی، جداشدن ذرات بیشتر تحت تاثیر ضربات قطرات باران است تا جریان سطحی - مییر7 و ویشمایر،. - 1969 - وان و السایوفی9، - 1998 نشان دادند که میانگین قطر هندسی پاشمان در بالای شیب کوچکتر نسبت به پایین شیب است، آنها مشاهده کردند که برای پاشمان بالای شیب، میانگین قطر هندسی کاهش معنیداری با افزایش زاویه شیب پیدا میکند. در آزمایشات انجام گرفته توسط - لیگودیوس10 و بیسونایس، - 2004 تفاوت مهمی بین توزیع اندازه از نیمه بالای شیب و نیمه پائین شیب برای فاصله 15 سانتیمتر مشاهده نکردند. آنها همچنین دریافتند که جرم پاشمان یافته پائین شیب بزرگتر نسبت به جرم پاشمان بالای شیب. تحت شرایط بارندگی آنها و برای ذرات شن میتوانیم بگوئیم که شیب 5% اثر مهمی در کسر توزیع اندازه ذرات کسر پاشمان یافته در بالا و پائین شیب ندارند. تعداد قابل ملاحظهای از مطالعات انجام شده برای بدست آوردن رابطه بین پاشمان و شیب انجام شده که منجر به ایجاد سه نوع رابطه پاشمان و شیب قابل ملاحظه مشاهده شود - کونساح،. - 1981 11
