دوره 12، شماره 24 - ( پاییز و زمستان 1400 1400 )
جلد 12 شماره 24 صفحات 192-182 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
khazaei M, bayat R, saleh I. (2021). Effects of Rainfall and Slope Components on Runoff and Soil Erosion in Dry Lands (Case Study: Gachsaran Dry Lands). J Watershed Manage Res. 12(24), 182-192. doi:10.52547/jwmr.12.24.182
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1113-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1113-fa.html
خزائی مجید، بیات رضا، صالح ایمان. بررسی اثرات مؤلفه‌های شیب و شدت بارندگی بر هدررفت خاک و رواناب در اراضی دیم (مطالعه موردی: اراضی دیم شهرستان گچساران) پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1400; 12 (24) :192-182 10.52547/jwmr.12.24.182
مجید خزائی*1، رضا بیات2، ایمان صالح1
1- بخش تحقیقات جنگل‌ها، مراتع و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کهگیلویه و بویراحمد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کهگیلویه و بویراحمد، ایران
2- پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
2- پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
چکیده: (2932 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: یکی از کاربری‌هایی که در ایران در معرض فرسایش شدید قرار دارد؛ اراضی دیم شیب‌دار کم‌بازده هستند که به‌طور قطع یکی از منابع مهم رسوب رودخانه‌ها و مخازن نیز می‌باشند. حساس‌ترین زمان به فرسایش حالتی است که این اراضی شخم‌خورده و به‌صورت آیش رها شده اند. این دوره در اکثر مناطق ایران مصادف با دوره بارندگی است. بخش وسیعی از اراضی کشاورزی دیم شهرستان گچساران بسیار فرسایش پذیر بوده و درآمد بسیاری از ساکنین این منطقه از کشاورزی است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر، بررسی میزان تأثیرگذاری شدت‌های مختلف بارندگی درشیب‌های متفاوت بر میزان فرسایش و رواناب در دیمزارهای شهرستان گچساران در استان کهگیلویه و بویراحمد می‌باشد.
مواد و روشها: به منظور آماده سازی محیط برای انجام آزمایش، ابتدا سطح خاک منطقه اشباع شد. سپس با استفاده از باران ساز کامفورست، باران‌هایی با شدت‌های 33، 64 و 110 میلی‌متر بر ساعت در سه شیب 6، 12، و 25 درصد ایجاد گردید. بدین ترتیب، نه تیمار با چهار تکرار مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. رواناب و رسوب با استفاده از ظروف مخصوص جمع‌آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. پس از جمع‌آوری داده‌ها، تجزیه و تحلیل آماری رواناب و رسوب با استفاده از نرم افزار SPSS و روش تجزیه واریانس و آزمون دانکن انجام گرفت. سایر تحلیل‌های لازم نیز از نظر تأثیر عوامل بر میزان رواناب، فرسایش، عناصر کیفی آب، خاک و رسوب انجام شد.
یافتهها: مقایسه میانگین پارامترهای مورد مطالعه حاکی از اثرات معنی‌دار (0/05p<) شدت بارندگی و درصد شیب بر میزان رواناب و فرسایش است به‌طوری‌که در سه شیب اندازه‌گیری شده در شدت 110 میلی‌متر بر ساعت نسبت به شدت 33 میلی‌متر بر ساعت سبب افزایش 4 و 1/7 برابری رواناب و رسوب شده است و شیب 25 درصد نسبت به شیب 6 درصد سبب افزایش 2/3 و 1/7 برابری در میزان رواناب و رسوب شده است. آنالیز نتایج مربوط به غلظت رسوب نشان داد که شدت بارندگی تنها در مقادیر بالای خود بر میزان غلظت و وزن رسوب تأثیرگذار است و در شدت بارندگی 33 و 64 میلی‌متر در ساعت تفاوت معنی‌داری در میزان غلظت و وزن رسوب مشاهده نشد. مقایسه نتایج اثرات شدت بارندگی و شیب بر مؤلفه‌های مورد بررسی بیانگر آن است که شدت بارندگی نسبت به درصد شیب تأثیر بیشتری در میزان رواناب و رسوب دارد. همچنین اندازه گیری نسبت میزان عناصر غذایی در رسوب و خاک نشان دهنده اثرات فرسایش خاک بر حمل مواد غذایی و کاهش حاصلخیزی است به طوری که میزان کربن، فسفر و پتاسیم در رسوبات جمع آوری شده نسبت به خاک بیشتر گردیده است.
نتیجهگیری: بر اساس نتایج این پژوهش، درصد شیب و همچنین شدت بارندگی به‌صورت مستقل و در برهم کنش با یکدیگر، تأثیر معنی‌داری بر تولید رواناب و رسوب در کرت‌های آزمایشی مورد استفاده در این طرح داشته‌اند. آنالیز نتایج مربوط به غلظت رسوب نشان داد که شدت بارندگی تنها در مقادیر بالای خود بر میزان غلظت و وزن رسوب تأثیرگذار است. همچنین با افزایش شیب، مقدار، حجم و ضریب رواناب افزایش یافت اما این افزایش رواناب در شیب 25 درصد بسیار بیشتر از شیب‌های 6 و 12 درصد بود. بنابراین هرچه شیب افزایش پیدا نماید، افزایش رواناب نیز شدت بیشتری خواهد گرفت.
مقدمه و هدف: یکی از کاربری‌هایی که در ایران در معرض فرسایش شدید قرار دارد؛ اراضی دیم شیب‌دار کم‌بازده هستند که به‌طور قطع یکی از منابع مهم رسوب رودخانه‌ها و مخازن نیز می‌باشند. حساس‌ترین زمان به فرسایش حالتی است که این اراضی شخم‌خورده و به‌صورت آیش رها شده اند. این دوره در اکثر مناطق ایران مصادف با دوره بارندگی است. بخش وسیعی از اراضی کشاورزی دیم شهرستان گچساران بسیار فرسایش پذیر بوده و درآمد بسیاری از ساکنین این منطقه از کشاورزی است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر، بررسی میزان تأثیرگذاری شدت‌های مختلف بارندگی درشیب‌های متفاوت بر میزان فرسایش و رواناب در دیمزارهای شهرستان گچساران در استان کهگیلویه و بویراحمد می‌باشد.
مواد و روشها: به منظور آماده سازی محیط برای انجام آزمایش، ابتدا سطح خاک منطقه اشباع شد. سپس با استفاده از باران ساز کامفورست، باران‌هایی با شدت‌های 33، 64 و 110 میلی‌متر بر ساعت در سه شیب 6، 12، و 25 درصد ایجاد گردید. بدین ترتیب، نه تیمار با چهار تکرار مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. رواناب و رسوب با استفاده از ظروف مخصوص جمع‌آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد. پس از جمع‌آوری داده‌ها، تجزیه و تحلیل آماری رواناب و رسوب با استفاده از نرم افزار SPSS و روش تجزیه واریانس و آزمون دانکن انجام گرفت. سایر تحلیل‌های لازم نیز از نظر تأثیر عوامل بر میزان رواناب، فرسایش، عناصر کیفی آب، خاک و رسوب انجام شد.
یافتهها: مقایسه میانگین پارامترهای مورد مطالعه حاکی از اثرات معنی‌دار (0/05p<) شدت بارندگی و درصد شیب بر میزان رواناب و فرسایش است به‌طوری‌که در سه شیب اندازه‌گیری شده در شدت 110 میلی‌متر بر ساعت نسبت به شدت 33 میلی‌متر بر ساعت سبب افزایش 4 و 1/7 برابری رواناب و رسوب شده است و شیب 25 درصد نسبت به شیب 6 درصد سبب افزایش 2/3 و 1/7 برابری در میزان رواناب و رسوب شده است. آنالیز نتایج مربوط به غلظت رسوب نشان داد که شدت بارندگی تنها در مقادیر بالای خود بر میزان غلظت و وزن رسوب تأثیرگذار است و در شدت بارندگی 33 و 64 میلی‌متر در ساعت تفاوت معنی‌داری در میزان غلظت و وزن رسوب مشاهده نشد. مقایسه نتایج اثرات شدت بارندگی و شیب بر مؤلفه‌های مورد بررسی بیانگر آن است که شدت بارندگی نسبت به درصد شیب تأثیر بیشتری در میزان رواناب و رسوب دارد. همچنین اندازه گیری نسبت میزان عناصر غذایی در رسوب و خاک نشان دهنده اثرات فرسایش خاک بر حمل مواد غذایی و کاهش حاصلخیزی است به طوری که میزان کربن، فسفر و پتاسیم در رسوبات جمع آوری شده نسبت به خاک بیشتر گردیده است.
نتیجهگیری: بر اساس نتایج این پژوهش، درصد شیب و همچنین شدت بارندگی به‌صورت مستقل و در برهم کنش با یکدیگر، تأثیر معنی‌داری بر تولید رواناب و رسوب در کرت‌های آزمایشی مورد استفاده در این طرح داشته‌اند. آنالیز نتایج مربوط به غلظت رسوب نشان داد که شدت بارندگی تنها در مقادیر بالای خود بر میزان غلظت و وزن رسوب تأثیرگذار است. همچنین با افزایش شیب، مقدار، حجم و ضریب رواناب افزایش یافت اما این افزایش رواناب در شیب 25 درصد بسیار بیشتر از شیب‌های 6 و 12 درصد بود. بنابراین هرچه شیب افزایش پیدا نماید، افزایش رواناب نیز شدت بیشتری خواهد گرفت.
فهرست منابع
1. Abdinejad, P.C. and H.M. Faiznia Pairavan. 2013. An Assessment of Topography, Slope and Climate Effects on the Runoff Production within Marly Lands in Zanjan Province by using an Artificial Rain Simulator. Journal of Watershed Management Research, 17: 193-205. [DOI:10.29252/jwmr.9.17.193]
2. Amiri, M. and H.R. Peyrovan. 2010. Relashenship between Erosional type and Physico-Chemical Properties of Hamedan Marls. JSCI, 10(2): 729-746.
3. Chen. H., X. Zhang, M. Alba, D. Lu, R. Yan, Q. Ren, Z. Ren, Y. Yang, W. Zhao, P.L. Lin and X. Yang. 2018. Catena, 170: 141-149. [DOI:10.1016/j.catena.2018.06.006]
4. Hatch, L.K., J.E. Reuter and C.R. Goldman. 1999. Daily phosphorus variation in a mountain stream. Water Resources Research, 35(12): 3783-3791. [DOI:10.1029/1999WR900256]
5. Jiang, F.Z., J. Zhan, M.K. Lin, H. Wang and Y. Huang. 2018. Rill erosion processes on a steep colluvial deposit slope under heavy rainfall In Flume Experiments With Artificial Rain. Catena, 169: 46-58. [DOI:10.1016/j.catena.2018.05.023]
6. Khazaei. M., S.H. Sadeghi, S.Kh. Mirenia and Y. Yazdani Moghaddam. 2012. the Effect of Forest Degradation on Soil and Sediment Nutrient Consumption in Kojour Forest Watershed Case Study) Tarbiat Modarres University. Iranian Natural Ecosystems, 3: 1-12 (In Persian).
7. Lal, R. 1998. Soil erosion impact on agronomic productivity and environment quality. Critical reviews in Plant Sciences, 17(4): 319-464. [DOI:10.1080/07352689891304249]
8. Lal. R. 1994. Soil erosion by wind and water: problems and prospects. In: Lal، R. (Ed). Soil erosion research methods. Soil and Water Conservation Society, 1-8 pp. [DOI:10.1201/9780203739358-1]
9. Lal. R. 1996. Deforestation and land-use effects on soil degradation and rehabilitation in western Nigeria. Runoff, soil erosion and nutrient loss. Land Degradation Development, 7: 99-119.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-145X(199606)7:2<99::AID-LDR220>3.0.CO;2-F [DOI:10.1002/(SICI)1099-145X(199606)7:23.0.CO;2-F]
10. Liu, Q.Q., L. Chen and J.C. Li. 2001. Influences of slope gradient on soil erosion. Applied Mathematics and Mechanics, 22(5): 510-519. [DOI:10.1023/A:1016303213326]
11. Makki, S., P. Rezaee, H.R. Peyrowan. 2016. Assessing the effective factors on water erosion in Marly deposits of Mishan and Aghajary formations in the west of Bandar Abbas. E.E.R., 6(1): 30-51
12. Mohammad. A.G. and M.A. Adam. 2010. The impact of vegetative cover type on runoff and erosion under different land uses. Catena, 81: 97-103. [DOI:10.1016/j.catena.2010.01.008]
13. Morgan, R.P.C. 2005. Soil erosion and conservation, Blackwell, Oxford, 316 p.
14. Mosaffaie, J. and A. Talebi. 2014. A Statistical View to the Water Erosion in Iran. Extension and Development of Watershed Management, 2(5): 9-17.
15. Mosaffaie, J., D. Nikkami, and A. SalehPour Jam. 2019. Watershed Management in Iran: History, Evolution and Future Needs. Journal of Watershed Engineering and Management, 11(2): 283-300. doi:10.22092/ijwmse.2018.121169.1459 [DOI:10.1007/s12517-018-3706-0]
16. Nelson, P.N., E. Cotsaris, J.M. Oades. 1996. Nitrogen, phosphorus, and organic carbon in streams draining two grazed catchments. Journal of Environmental Quality, 25: 1221-1229. [DOI:10.2134/jeq1996.00472425002500060008x]
17. Nikkami, Davood. 2006. Soil erosion and crop production in rainfed wheat lands. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute.
18. Ramayi, A.R., A.W. Khalid Darwish and M. Arab Khedri. 2016. Effects of rainfall intensity and slope on erosion process in rainfed meadows of Golestan province. Ecohydrology, 3(3): 293-301 (In Persian).
19. Ramos, M.C. and J.A. Martınez-Casasnovas. 2006. Nutrient losses by runoff in vineyards of the Mediterranean Alt Penedes region (NE Spain). Agriculture, Ecosystems and Environment, 113: 356-363. [DOI:10.1016/j.agee.2005.10.009]
20. Sadeghi, S.M., N. Safaian and S. Ghanbari. 2005. Investigation of the role of land use on soil erosion type and severity (Case study: Kasilian Watershed), Journal of Agricultural Engineering Research, 26: 85-98 (In Persian).
21. Sadeghi, S.R.H., M.S. Zarif Moazam and S.K. Mirnia. 2011. Impact of Steepness and Slope Direction on Surface Runoff and Sedimentation from Small Experimental Plots in Kojour Watershed. Journal Water and Soil, 25(3): 583-592 (In Persian).
22. Siadat, H. 1998. Iranian Agriculture and Salinity. Soil & Water Research Institute of Iran. 6 p.
23. Tian, P., X. Xu, C. Pan, K. Hsu, T. Yang. 2017. Impacts of rainfall and inflow on rill formation and erosion processes on steep hillslopes. Journal of Hydrology، doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol. 2017.02.051. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2017.02.051]
24. Troeh, F., J.A. Hobbs, R.L. Donahue. 1991. Soil and water conservation. 2nd ed. Prentice Hall, New Jersey. pp356.
25. Vaezi1, A.R., M. Bagheri and K. Afsahi. 2018. Effects of Tillage Direction and Plant Density on soil and water Loss in a Rainfed Land of a Semi-arid Region. Journal of Water and Soil Science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 22(3): 29-41 (In Persian). [DOI:10.29252/jstnar.22.3.29]
26. Wischmeier, W.H. and D.D. Smith. 1978. Predicting rainfall erosion losses. USDA Agricultural Research Service Handbook 537.
27. Young, R.A., A.E. Onless and C.K. Mutchler. 1986. Chemical and physical enrichments of sediment from cropland. Transformation, 11: 165-169.
28. Yousefi Fard, M., A. Jalalian and H. Khademi. 2007. Estimation of Soil and Nutrient Loss Due to Change in Rangeland Use Using Artificial Rainfall. Agriculture and Natural Resources Science and Technology, 40: 93-106 (In Persian).
29. Zarif Moazam, M., S.H. Sadeghi and S.K. Mirnia. 2016. Variability of Interactions between Some Soil Properties and Runoff Generation Time (Case Study: Kojoor Watershed). Journal of Watershed Management Research, 7(13): 1-11. [DOI:10.18869/acadpub.jwmr.7.13.11]
30. Zhang. J., M. Yang, X. Deng, Z. Liu and F. Zhang. 2019. The effects of tillage on sheet erosion on sloping fields in the wind-water erosion crisscross region of the Chinese Loess Plateau. Soil & Tillage Research, 187: 235-245. [DOI:10.1016/j.still.2018.12.014]
31. Zhang, Q., Z. Wang, B. Wu, N. Shen and J. Liu. 2018. Identifying sediment transport capacity of raindrop-impacted overland flow within transport-limited system of interrill erosion processes on steep loess hillslopes of China. Soil & Tillage Research, 184: 109-117. [DOI:10.1016/j.still.2018.07.007]
32. Zheng, F., X. He, X. Gao, C. Zhang and K. Tang. 2005. Effects of erosion patterns on nutrient loss following deforestation on the Loess Plateau of China. Agriculture, Ecosystems and Environment, 108: 85-97. [DOI:10.1016/j.agee.2004.12.009]
33. Zougmoré, R., A. Mando and L. Stroosnijder. 2009. Soil nutrient and sediment loss as affected by erosion barriers and nutrient source in semi-arid Burkina Faso. Arid Land Research and Management, 23(1): 85-101. [DOI:10.1080/15324980802599142]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
