بخشی از مقاله
چکیده
فرسایش شیاري یکی از اشکال مهم فرسایش آبی در اراضی شیبدار است. فرسایش شیاري جداشدگی ذرات خاك در اثر سائیدگی و انتقال رسوبات توسط جریان متمرکز آب در کانال باریک و فرسایشپذیر میباشد. هدف از این آزمایش، بررسی تأثیر بافت خاك بر فرسایش شیاري و پی بردن به رابطه آن با زمان از آغاز بارندگی بود. در این آزمایش سه خاك با بافت مختلف - شنی، رسی و لومی - در فلومهاي به طول 1/2 متر و عرض 1 متر در زمین شیبدار قرار داده و پس از استقرار خاكها، توسط بارانساز بر روي هر کدام بارانی به مدت یک ساعت اعمال شد و آب خروجی از هر فلوم در ظرفی جمعآوري گردید.
نتایج نشان داد که اثر بافت خاك بر تولید رسوب در شیارها معنیدار بود . - p<0/01 - در خاك شنی به دلیل نفوذپذیري بالا، روانآب و رسوب مشاهده نشد. تولید رسوب در خاك رسی نسبت به خاك لومی بیشتر 9/13 - برابر - بود. تولید رسوب در شیار، رابطه معنیداري با زمان از آغاز بارندگی داشت. با گذشت زمان، تولید رسوب در دو خاك رسی و لومی تقریباً به حالت پایدار رسید که دلیل آن کاهش نفوذپذیري خاكها و روانآب بود.
مقدمه
فرسایش خاك فرآیندي است که طی آن جداسازي، انتقال و رسوب ذرات خاك از مکانی به مکان دیگر رخ میدهد . - Julien, 1995 - فرسایش شیاري1 عبارت از جداسازي ذرات و انتقال آنها توسط یک جریان متمرکز آب در یک کانال فرسایشپذیر باریک و دراز است
شیار کانال کوچکی است که هم به عنوان منبع تولید رسوب و هم به عنوان مسیر انتقال آن روي دامنه در حال فرسایش عمل میکند
فرسایش شیاري در کنار عوامل متعددي تحت تأثیر بافت خاك قرار دارد. فرسایش شیاري با استفاده از شبیهسازي باران در صحرا و یا در آزمایشگاه با استفاده از فلومهاي بزرگ قابل اندازهگیري میباشد . - Lal and Elliot, 1994 - تحقیقات متعددي در مورد عوامل مختلف به ویژه ویژگیهاي خاك بر فرسایش شیاري انجام گرفته است.
سیرجاکوبز2 و همکاران - 2001 - نشان دادند که فرسایش شیاري در خاك رسی بیشتر از لوم سیلتی بود. مرتن 3 و همکاران - 2001 - نشان دادند که با افزایش بار رسوب، شدت جدا شدن ذرات کاهش و میزان رسوبگذاري افزایش یافت.
رومرو4 و همکاران - 2007 - در بررسی فرسایشپذیري شیاري به این نتیجه دست یافتند که رس چسبندگی ذرات را سبب شده و این خاك بیشترین پایداري را در برابر جداسازي در برابر جریان آب از خود نشان داد. هدف از این تحقیق بررسی میزان تولید رسوب در برخی بافتهاي خاك و تغییرات زمانی آن طی بارندگی بود.
مواد و روشها
این تحقیق در سه خاك با بافت مختلف شامل شنی، لومی و رسی در سال 1391 انجام گرفت. براي انجام این تحقیق مقدار بیش از 300 کیلوگرم از هر خاك در کیسههایی جمعآوري و به زمینی شیبدار انتقال یافت. پیش از ریختن خاكها به سطح زمین، ابتدا سطح زمین با استفاده از تسطیحکن مکانیکی صاف و شیب مناسب و یکنواخت - حدود 9 درصد - ایجاد شد. خاكها به داخل فلومهایی به طول 1/2 متر و عرض 1 متر ریخته شدند. خاكها تحت تأثیر باران شبیهسازي شده با شدت 60 میلیمتر بر ساعت قرار گرفتند. در فاصله هر 5 دقیقه مقدار روانآب خروجی از کرتها یادداشت شد. با جمعآوري روانآب و با برداشتن یک نمونه همگن از آن، رسوب هر رخداد در آزمایشگاه به دست آمد. براي انجام تأثیر بافت خاك بر فرسایش شیاري از آزمون دانکن استفاده شد و براي بررسی تحلیل دادهها از نرمافزار SPSS بهره گرفته شد. منحنیهاي تغییرات زمانی رسوب نیز با استفاده از نرم افزار Excell رسم شد.
بحث و نتایج
در جدول 1 ویژگیهاي فیزیکی و شیمیایی در سه نوع خاك آمده است. با توجه به مقدار بالاي کربناتهاي خنثی شونده در خاك لومی و رسی، این دو خاك از نوع خاكهاي آهکی بودند. جرم مخصوص ظاهري در خاك رسی کمترین مقدار بود. به دلیل عدم وجود خاکدانه در خاك شنی، پایداري خاکدانه در آن عملاً صفر بود.
جدول -1 ویژگیهاي فیزیکی و شیمیایی در سه نوع خاك
همانطور که جدول 2 نشان میدهد اثر بافت خاك بر تولید رسوب در شیارها معنیدار بود
در پژوهشی، شکلآبادي و همکاران - 1382 - نیز بافت خاك را مهمترین پارامتر در ایجاد روانآب و رسوب در حوزه آبخیز گلآباد دانستند.
جدول شماره -2 جدول تجزیه واریانس اثر بافت خاك بر تولید رسوب در اثر بارندگی
در خاك شنی روانآب و رسوب مشاهده نشد، که میتوان بیان کرد ذرات شنی از نظر انتقال خیلی درشت میباشند و به دلیل اینکه ذرات شن سبب افزایش نفوذپذیري خاك میگردند، روانآب و در نتیجه میزان فرسایش بسیار کاهش مییابد
مقدار رسوب در خاك رسی بیشتر از دو خاك دیگر بود. نفوذپذیري پایین از یک سو و وجود ذرات سیلت بالا - حدود 40 درصد - از دلایل تولید رسوب بالا در خاك رسی بود.
مایر و هارمون - 1984 - 1 نیز نشان دادند که خاكهایی که داراي سیلت بیشتري هستند نسبت به فرسایش حساسیت بیشتري دارند.
در پژوهشی سیرجاکوبز و همکاران - 2001 - نیز به این نتیجه رسیدند که فرسایش در خاك رسی به دلیل زیاد بودن مقدار جذب خاك، بیشتر از خاك لوم سیلتی بود. بر خلاف نتایج به دست آمده از آزمایش، رومرو و همکاران - 2007 - به این نتیجه رسیدند که کمترین مقدار فرسایشپذیري خاك در خاكهایی که داراي بیشترین میزان رس بودند، اتفاق افتاداحتمالاً. افزایش ماده آلی اثر مثبتی در کاهش تولید رسوب در خاك لومی نسبت به خاك رسی نشان داد که سبب پایداري خاکدانه شد.
در پژوهشی اکوي - 1991 - 2 نشان داد که افزایش ماده آلی در خاك مانع از فروپاشی خاکدانهها شده و در یک خاك معین با افزایش ماده آلی، میزان فروپاشی خاکدانهها تا یک سوم کاهش یافت.
سیگریست و همکاران - - 1998 نیز در پژوهشی به این نتیجه رسیدند که ماده آلی موجب افزایش ظرفیت نگهداري آب و نفوذپذیري خاك شده و و در نتیجه حجم روانآب را کاهش داد.
شکل -1 مقایسه میانگین رسوب تولید شده در سه بافت
