تاثیرپذیری تولید رواناب و رسوب خاکهای تحت چرخه انجماد- ذوب در شرایط شبیه ساز باران
محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاریمرتضی بهزادفر 1 , سید حمیدرضا صادقی 2 , محمد‌جواد خانجانی 3 , زینب حزباوی 4
1 - دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری؛ دانشکده منابع طبیعی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ ایران
2 - استاد گروه مهندسی آبخیزداری؛ دانشکده منابع طبیعی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ ایران
3 - استاد گروه مهندسی عمران؛ دانشگاه شهید باهنر؛ کرمان؛ ایران
4 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ ایران
کلید واژه: دمای خاک, رواناب, فرسایش خاک, لنزهای یخی, یخ بندان خاک,
چکیده مقاله :
عوامل متعددی بر تعیین و تغییر فرآیند تولید رواناب و ایجاد فرسایش خاک موثر هستند. لیکن نقش بسیاری از این عوامل مانند فرآیندهای انجماد و ذوب به خوبی مدنظر قرار نگرفته است. از این رو، پژوهش حاضر با هدف شبیه سازی و تبیین اثرات چرخه انجماد- ذوب در خاک تحت شرایط شبیه سازی باران بر تولید رواناب و رسوب انجام گرفت. پس از تحلیل شرایط دمای هوا و اعماق مختلف خاک حاکم بر منطقه مادری و تعیین عمق هدف 10 سانتی متر و القاء انجمادبه مدت سه روز و ذوب به مدت دو روز، واقعه بارشی با شدت 2/1 میلی متر در دقیقه و با تداوم 30 دقیقه بر تیمارهای آزمایشی و در آزمایشگاه شبیه ساز باران و فرسایش خاک دانشگاه تربیت مدرس شبیه سازی شد. نتایج به دست آمده، رفتار معنی دار و متفاوت خاک متاثر از انجماد و چرخه انجماد- ذوب را تایید کردند.به نحوی که زمان شروع رواناب در تیمارهای انجماد و انجماد- ذوب به ترتیب 74/2 و 25/3 برابر نسبت به تیمار شاهد کاهش نشان داد. همچنین، تیمارهای مذکور به ترتیب 46/1 و 16/1 برابر، تولید رواناب و 92/11 و 65/2 برابر، تولید رسوب را افزایش دادند. عملکرد لنزهای یخی و جبهه یخ بندان و ایجاد رطوبت نزدیک به اشباع پس از تکمیل چرخه، از مهم ترین عوامل موثر در رفتار متفاوت خاک تحت چرخه انجماد- ذوب ارزیابی شدند.
Many factors affect soil erosion and runoff generation. However, the role of some factors such as freeze-thaw (FT) processes has not been well considered yet. The present study therefore aimed to simulate and explain the effect of FT cycle on runoff generation and sediment yield under rainfall simulation condition. Towards this attempt, air and different soil depth temperatures were analyzed in natural condition and 10 cm soil depth was targeted for the soil laboratory experiments. A FT cycle with three and two days for freezing and thawing was taken place. The rainfall storm with 1.2 mm/min and 30 min duration was simulated and conducted for three treatments in soil erosion and rainfall simulation laboratory of Tarbiat Modares University. The results showed that the induced FT cycle soil had a distinct and significant behavior and different from that seen for the control plot. So that, the times of runoff generation in freezed and FT cycle treatments were 2.74 and 3.25 times less, respectively, compared to that reported for the control plots. The runoff volume and sediment yield were also respectively reported in turn of 1.46 and 1.16 and, 11.92 and 2.65 times more for freezed and FT cycle induced treatments compared to those recorded for control plots. Ice lenses and frost heaves plus creating situations close to soil saturation after FT cycle were the most effective factors in distinct behavior of soil induced by Freezingand FT cycle.
