اثر الگوی استقرار قطعات سنگی سطحی بر فرایندهای فرسایش خاک در شرایط شبیه‌سازی شده مقالة

مؤلف: حجابی جردوی، فاطمه ؛ آذرخشی، مریم ؛

پژوهش های فرسایش محیطی بهار 1400 - شماره 41 التصنيف ب (Ministry of Science/ISC (‎16 صفحة - من 20 إلی 35 )

الکلمات المفتاحية: رسوب رواناب پلات فرسایشی زبری‌سنج لیزری شبیه‌ساز باران. Runoff Rainfall simulator Laser roughness meter Sediment.

fa en

خلاصة:

سطوح وسیعی از خاک‌ حوزه‌‌های آبخیز با مقدار قابل ملاحظه‌‌ای از سنگ و سنگ‌ریزه پوشیده شده‌‌است که این پوشش می‌‌تواند در زمان وقوع بارش و رواناب، اثر مهمی بر فرایندهای فرسایش خاک، تولید رسوب و نفوذ داشته باشد. اما اثر الگوی قرارگیری این سطوح نفوذناپذیر بر پدیده‌‌ی فرسایش خاک چندان شناخته شده نیست. در پژوهش حاضر با استفاده از پلات‌‌های فرسایشی و شبیه‌‌ساز باران مستقر در آزمایشگاه دانشگاه تربت‌‌حیدریه، اثر سطوح نفوذناپذیر سنگی شامل شاهد 0، 10، 15 و 20 درصد پوشش سطح پلات بررسی شد. این امر در سه حالت قرارگیری سطحی، نیمه‌مدفون و مدفون‌‌شده و در سه تکرار (در مجموع 30 پلات) صورت گرفت. پلات‌ها با شیب ثابت 9 درصد، به مدت 10 دقیقه در معرض بارشی با شدت 1/4 میلی‌متر بر دقیقه قرار گرفت و پس از هر رخداد بارش، مقادیر حجم رواناب، وزن رسوب، غلظت رسوب، ضریب رواناب و میزان نفوذ به‌دست آمد. تغییرات مکانی رسوب در سطح پلات‌ها نیز توسط زبری‌سنج لیزری، قبل و پس از هر شبیه‌‌سازی در مقاطع مختلف برداشت و مقایسه شد. نتایج نشان داد با افزایش درصد قطعات‌سنگی در حالت سطحی، میزان رسوب تولید و میزان نفوذ، افزایش و میزان حجم رواناب تولیدی کاهش می‌یابد. در صورتی‌‌که قطعات‌‌سنگی به صورت مدفون‌ قرار گرفته باشند، میزان رسوب و حجم رواناب تولیدی، افزایش و میزان نفوذ کاهش می‌یابد، اما اثرات اصلی و متقابل تیمارها بر فرایندهای فرسایش خاک معنادار نبود. در نهایت، طبق نتایج آزمون مقایسه‌‌ی داده‌‌های قبل و بعد ـ که توسط زبری‌سنج صورت گرفت ـ در هر تیمار، بین این ‌دو گروه اختلاف معناداری به‌دست آمد که این اختلاف، با توجه به بررسی تغییرات نیمرخ سطحی تهیه‌‌شده توسط زبری‌سنج لیزری از پلات‌ها، ناشی از دو عامل افت سطح پلات یا جابه‌‌جایی مقطعی رسوبات در سطح پلات بود.

Extended abstract 1- Introduction The Soil surface characteristics have significant effects on the erosion process. The wide areas of watershed soil surfaces are covered with considerable amounts of rocks and pebbles. Surface rock fragments, resulting in water connectivity, change during the erosion process. Rock fragments on the soil surface may increase the infiltration and reduce soil losses because they can act as protective covers. When rainfall and runoff occur, this coating can has an important effect on soil erosion, sediment production, and infiltration processes. Surface rock fragments can protect the soil surface from raindrop impact, which further decrease the overland flow and its transport capacity, thus reducing erosion. But the effect of deployment pattern for these impermeable surfaces on the soil erosion phenomenon is not well known. 2- Methodology In the present study, using a rainfall simulator and soil erosion plots, the effect of impermeable rock surfaces include control (zero), 10, 15 and 20 percent of plot surface coverage, in three surface, semi-embedded and embedded situations and in three replications (30 plots in total) were studied. The experiments were performed in the rainfall and erosion simulation laboratory of the university of Torbat-Heydarieh. The erosion plots were smiliar to a rectangular with a length of 1 m and a width of 0.5 m. The plots with a constant gradient of 9% for 10 minutes were exposed to rainfall with an intensity of 1.4 mm/min and after each rainfall event, the runoff volume, sediment production, sediment concentration, runoff coefficient, and infiltration rate were sampled and calculated at the plotchr('39')s outlet. Also, the spatial variations of sediment at the surface of plots were measured and compared using Laser roughness meter in different sections before and after each simulation. 3- Results The results showed that by increasing the percentage of rocks in the surface situation, the amount of sediment production increases, the volume of produced runoff volume decreases, and the infiltration rate increases. However, if the rock fragments are embedded, the sediment load and volume of produced runoff increase but the infiltration rate decreases. However, the main and interactive effects of treatments on soil erosion processes were not significant. Finally, according to the results of the comparison between pre-and post-roughness data in each treatment, there was a significant difference between the two groups. That, the difference between the groups, were caused by two factors: plot-level drop or the sectional transportation of sediments at the plot area. 4- Discussion & Conclusions In the current simulation study, the runoff and sediment yields were measured in soils with the different surface rock fragments in the laboratory utilizing a rainfall simulator and erosion plots. The most commonly utilized method for studying the influence of rock fragment cover on hydrological processes is to simulate rainfall on disturbed soils under laboratory conditions. The results showed that the difference between soil erosion and sediment production at the erosion plotchr('39')s level is also very considerable. So, the sediment delivery ratio should be seriously considered in erosion studies. It should be noted that the evidence of such differences between sediment analysis results and spatial changes of sediment, presents a new challenge for the erosion modeling and all of these inter-relationships should be perceived well enough that it would be possible to make them into effective erosion models.

استلام ملف الإرجاع :
(پژوهیار, , , )

تحميل
تحميل HTML

رابط قصير:

صفحة:

دخول / الاشتراک

تحتاج الدخول لعرض محتوى المقالة. إذا لم تكن عضوًا ، فتابع من الجزء الاشتراک.

دخول

الاشتراک

تحتاج دخول لعرض محتوى المقالة. إذا لم تكن عضوًا ، فتابع من الجزء الاشتراک.
إن كنت لا تقدر علی شراء الاشتراك عبرPayPal أو بطاقة VISA، الرجاء ارسال رقم هاتفك المحمول إلی مدير الموقع عبر webmaster@noormags.com .

You need Sign in to view the content of the article. If you are not a member, proceed from part Sign up.
If you fail to purchase subscription via PayPal or VISA Card, please send your mobile number to the Website Administrator via webmaster@noormags.com .

دخول / الاشتراک

تحتاج الدخول لعرض محتوى المقالة. إذا لم تكن عضوًا ، فتابع من الجزء الاشتراک.

دخول

الاشتراک