بررسی اثرات مولفه‌های شیب و شدت بارندگی بر هدررفت خاک و رواناب در اراضی دیم (مطالعه موردی: اراضی دیم شهرستان گچساران)

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 تاثیرگذاری شدت‌های مختلف بارندگی درشیب‌های متفاوت بر میزان فرسایش و رواناب در دیم زارهای شهرستان گچساران در استان کهگیلویه و بویراحمد می‌باشد.مواد و روش ها: 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 تاثیر عوامل بر میزان رواناب، فرسایش، عناصر کیفی آب، خاک و رسوب انجام شد. یافته ها: 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 تاثیرگذار 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 مولفه‌های مورد بررسی بیانگر آن است که شدت بارندگی نسبت به درصد شیب تاثیر 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 حاصل خیزی است به طوری که میزان کربن، فسفر و پتاسیم در رسوبات جمع آوری شده نسبت به خاک بیشتر گردیده است.نتیجه گیری: بر اساس نتایج این پژوهش، درصد شیب و همچنین شدت بارندگی به‌صورت مستقل و در برهم کنش با یکدیگر، تاثیر 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 تاثیرگذار 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.

Effects of Rainfall and Slope Components on Runoff and Soil Erosion in Dry Lands (Case Study: Gachsaran Dry Lands)

Extended AbstractIntroduction and Objective: Low efficient sloping rainfed lands are one of land uses being exposed to severe erosion in Iran which is definitely one of important sediment sources for rivers and reservoirs. These lands are most sensitive to erosion while being plowed and fallow. This period in most regions of Iran coincides with the rainy season. A large part of rainfed agricultural lands of Gachsaran city is much erodible while the income of many residents of this area is from agriculture. Therefore, the aim of this study is to investigate the impact of various rainfall intensities in different slopes on the amount of erosion and runoff in rainfed lands of Gachsaran city in Kohgiluyeh Boyerahmad Province. Material and Methods: First, the soil surface was saturated in order to prepare the environment for the experiment. Then, rainfall intensities of 33, 64 and 110 mmh1 on three slopes of 6, 12 and 25% were generated using a rainfall simulator. Therefore, nine treatments with four replications were analyzed. Runoff and sediment were collected using special containers and transferred to the laboratory. After data collection, statistical analyses of runoff and sediment were conducted by SPSS software and analysis of variance method along with Duncan test. The other analyses were also accomplished in terms of the effect of factors on the amount of runoff, sediment, quality elements of water, soil and sediment.Results: Comparison of mean of the studied parameters showed significant (p<0.05) effect of rainfall intensity and slope percentage on the amount of runoff and sediment; so that, the rainfall intensity of 110 mmh1 caused runoff and sediment 4 and 1.7 times higher than the 33 mmh1. Also, the slope 25% caused runoff and sediment 2.3 and 1.7 times higher than the 6% on the three measured slopes. Comparison of the results of rainfall intensity and slope impact on the studied components indicated that rainfall intensity has a more considerable impact than the slope percent, on the amount of runoff and sediment. Also, measuring the amount of nutrients in soil and sediment indicated the impact of soil erosion on nutrient transport and reducing fertility; so that, higher amount of carbon, phosphorus and potassium in the collected sediments than the soil.Conclusion: According to the results, slope percent and rainfall intensity have a significant effect on runoff and sediment production independently and in interaction with each other, in the experimental plots. Based on the result analysis of sediment concentration, only high amounts of rainfall intensity affect sediment concentration and weight of sediment. Moreover, increase of slope caused amount, volume and runoff coefficient; but this increase of runoff in the slope of 25% was much higher than the slopes of 6 and 12%. So, as the slope increases, the runoff will also increase.