ارزیابی کارایی سطوح عایق در افزایش ضریب رواناب و بهبود رطوبت خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده

در حال حاضر بیشتر حوزه‌های آبخیز کشور در اثر بهره‌برداری غیراصولی و عدم اعمال مدیریت‌های لازم در وضعیت بحرانی می‌باشد. از آن‌جایی که حدود 80 درصد آبخیزهای ایران دارای شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک می‌­باشند، لذا مقوله بهره‌برداری بهینه از نزولات آسمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این تحقیق به‌منظور افزایش ضریب رواناب در سطح سامانه‌های آبگیر و بهبود رطوبت خاک در پای سامانه، اقدام به ایجاد سامانه لوزی شکل، عایق کردن سطح سامانه‌ها با پلاستیک گلخانه‌ای و ایجاد تیمارهای مختلف در پای سامانه شد. لذا در پای سامانه‌ها، شش تیمار و سه تکرار با سطح مقطع مثلثی برای جمع‌آوری آب باران و اندازه‌گیری رطوبت خاک تعبیه شد. سطح تیمارها با مصالح قابل دسترس کشاورزان همچون پلاستیک گلخانه‌ای، شن و ترکیبی از آن‌ها ایجاد و برای انتقال رطوبت به عمق خاک فیلتری به عمق 50 و قطر 15 سانتی‌متر در وسط تیمار تعبیه شد. در طول تحقیق، پایش حجم رواناب با ظروف مدرج و تغییرات رطوبت خاک به‌وسیله دستگاه TDR در عمق‌های 30 و 50 سانتی‌متر انجام شد. در مرحله اول 18 رویداد بارش در سطح سامانه‌ها فقط با برداشت علف‌های هرز و کوبیدن سطح آماده‌سازی شد. در مرحله دوم با پوشاندن سطح سامانه‌­ها به‌وسیله پلاستیک، تعداد 21 رویداد بارش مورد اندازه‌­گیری قرار گرفت که اختلاف مجموع بارش در دو مرحله تنها 10 درصد را نشان می‌داد که این اختلاف کم مبنای مناسبی در کاهش عدم قطعیت نتایج تحقیق شد. نتایج حاصل از عایق کردن سطح سامانه‌های لوزی شکل نشان می‌دهد که ضریب رواناب از شش به 47 درصد افزایش یافته و یا به‌عبارتی ضریب رواناب 7.8  برابر شرایط طبیعی شده است. مقایسه آماری بین داده‌های مربوط به رطوبت خاک در اعماق 30 و 50 سانتی‌متری در دو حالت عایق و طبیعی به روش T-test  نشان می‌دهد که  مقدار رطوبت در حالات یاد شده در سطح اعتماد 90 درصد در کلیه تیمارها دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشد. در این ارتباط متوسط اختلاف رطوبت حجمی بین شرایط عایق و طبیعی در عمق‌های 50 و 30 سانتی‌متر به‌ترتیب برابر 6.4 و 9.4 درصد به‌دست آمد. در صورتی که اختلاف رطوبت حاصل از تیمار بیشینه (تیمار B در عمق 50 سانتی‌متری و تیمار A در عمق 30 سانتی‌متری) با تیمار شاهد در دو عمق 50 و 30 سانتی‌متر به‌ترتیب معادل 1.7 و 3.4 درصد می‌باشد. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت، افزایش رطوبت خاک به‌دلیل شرایط عایق در مقایسه با شرایط طبیعی در خاک‌های منطقه مورد مطالعه (لومی رسی و یا سیلتی لومی) به مراتب بهتر از نوع تیمار است و عایق نمودن سطح سامانه‌ها در مقایسه با استفاده از تیمارها به‌ترتیب افزایش رطوبتی 3.8 و 2.8 برابری را به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of isolated micro catchment for increasing runoff ‎coefficient and soil moisture

نویسنده [English]

  • Majid Hosseini
Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
چکیده [English]

At present due to lack of proper utilization and management in non-renewable natural resources, most of the watersheds are in critical conditions. Since about 80 percent of Iran watersheds located in arid and semi-arid climatic conditions, thus addressing the issue of optimal utilization of rainfall is most important. In this research, the surface of micro catchment was isolated by plastic to increase runoff coefficient. Six treatments and three replications were considered in down part of the micro catchment. The surfaceswere prepared by available materials such as greenhouse plastic, gravel, fine and coarse sand, and for infiltration, a filter with 50 cm depth and 15 cm diameter was used. Soil moisture in 30 and 50 cm depths, was monitored by Time Domain Reflectometry (TDR). The first step eas started by cleaning grasses and compacting soil surface and monitoring 18 rainfall events. In the next step, soil surface was covered by plastic and 21 rainfall events were monitored.  Results showed that the runoff coefficient increases by six to 47 percent or 7.8 times more than natural condition. The statistical analysis by T-test showed that all treatments and depths of isolated and natural conditions have significantly different results in 90 percent level of confidence. Finally, the average soil moisture content for isolated condition in comparison of natural condition is 6.4 and 9.4 percent in 50 and 30 cm of soil depth, respectively. In other hand, isolated surface increased soil moisture 3.8 and 2.8 times compared to treatments in 50 and 30 cm of soil depth, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isolation
  • Micro catchment
  • Runoff coefficient
  • Soil Moisture
  • TDR‎