تعیین شاخص فرسایندگی مناسب باران در اقلیم نیمه‌خشک ‏سرد ایران، مطالعه موردی: استان کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری مهندسی آبخیزداری، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی

2 استاد پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

3 استاد دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

خاک یکی از عناصر چهارگانه حیات و یکی از مهم‌ترین مولفه‌ها در فرآیند تولید محصولات زراعی، مرتعی و جنگلی محسوب می‌شود. فرسایش خاک، حاصل‌خیزی اراضی بالادست را تحت‌تاثیر قرار داده و به‌طور غیر‌مستقیم، اراضی پایین دست را نیز دچار آسیب می‌نماید. در یک نگاه جهانی نسبت به پدیده فرسایش و رسوب‌گذاری، بیش از 50 % از اراضی مرتعی دنیا و در حدود 80 % از زمین‌های کشاورزی به‌طور معنی‌دار و قابل توجهی دچار فرسایش هستند.صرف‌نظراز اهمیت باران در کشاورزی (در مراحل اولیه فرسایش آبی)، نیروی فرسایندگی منتج از باران با کندن ذرات خاک و ایجاد رواناب سطحی، مهم‌ترین تاثیر را در پدیده فرسایش دارد.نیروی موثر در ایجاد این شکل از فرسایش، فرسایندگی باران است که در واقع توانایی بالقوه باران در ایجاد فرسایش بوده، تابعی از خصوصیات فیزیکی باران است. به‌منظور کمی‌نمودن تاثیر عامل فرسایندگی باران، شاخص‌های مختلفی توسعه داده شده‌اند؛برخی از آن‌ها بر مقدار بارش و بعضی دیگر بر شدت بارش تاکید دارند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که استفاده از یک شاخص خاص نظیر شاخص EI30 (در معادله USLE)، در همه نقاط اعتبار کافی نداشته و ضروری است تا با توجه به شرایط هر منطقه اقلیمی، بهترین شاخص فرسایندگی باران تعیین و استفاده شود. در این تحقیق، پس از احداث 21 کرت رواناب و رسوب در حاشیه روستای کبوده‌علیا، از توابع شهر کرمانشاه، در دو کاربری کشت دیم‌ آیش (شیب‌های 6، 12، 16 و 17 درصد) و مرتع (شیب‌های 25، 35 و 45 درصد)، هر یک با سه تکرار، مقادیر روان­آب و رسوب هر یک از کرت‌ها در  15 واقعه بارش، که منجر به ایجاد رواناب و تلفات خاک شده بودند، پایش و اندازه‌گیری شدند. اطلاعات شدت و مقدار رگبارها نیز با استفاده از باران‌نگار ثبات دیجیتالی واقع درمحل ایستگاه، ثبت و استفاده شد؛سپس با توجه به مرور منابع گسترده در سطح جهان، نهایتاً 45 شاخص فرسایندگی باران شناسایی شد. به‌لحاظ گستردگی تعداد شاخص‌های مورد بررسی و برای تسهیل و افزایش دقت محاسبه هر یک از شاخص‌های فرسایندگی باران، با تهیه یک برنامه کامپیوتری، هر یک از رگبارها  تجزیه و تحلیل شده و پس از استخراج عوامل مورد نیاز، مقادیر هر یک از شاخص‌های فرسایندگی باران برای هر یک از رگبارها تعیین شد. در ادامه، به‌ منظور تعیین بهترین شاخص فرسایندگی باران، مطالعات تجزیه و تحلیل‌های آماری با استفاده از نرم افزار SPSS  بین هر یک از شاخص‌های فرسایندگی باران، و مقادیر تلفات خاک انجام شد. نتیجه حاکی از این بود که در منطقه موردتحقیق، شاخص فرسایندگی EI60، به‌ عنوان بهترین شاخص فرسایندگی باران، بالاترین مقدار همبستگی و معنی‌داری مناسب را با مقادیر تلفات خاک داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determining appropriate rainfall erosivity index in a cold semi-arid ‎region of Iran, case study: Kermanshah province

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hemmati 1
  • Davood Nikkami 2
  • Hassan Ahmadi 3
  • Gholamreza Zehtabian 3
  • Mohammad Jafari 3
1 Former PhD Student, Sciences and Researches Unit, Azad Islamic University, Iran
2 Professor, SCWMRI
3 Professor, Faculty of Natural Resources, Tehran University, Iran
چکیده [English]

Soil is one of the four elements of life and one of the most important agricultural and rangeland production factors. Soil erosion has impact on fertility of upstream lands and indirectly causes downstream damages. On a global scale, more than 50% of rangelands and about 80% of farmlands are significantly suffering from soil erosion and sedimentation phenomenon. Despite of agricultural benefits of rainwater, its erosive energy in the primary stages, detaches soil particles and creates surface runoff which has the most severe impacts on soil erosion. The effective energy in this shape of erosion is called rainfall erosivity, which is rainfall erosion potential and depends on rainfall physical characteristics. Some different indices are developed for quantification of rainfall erosivity. Some indices emphasise on the amount of rainfall or rain intensity. Worldwide investigations show that applying a certain index, like EI60 in USLE equation has not sufficient credit and according to climatic condition the best rainfall erosivity index should be determined. In this research, after establishing 21 erosion plots in Kaboudeh Oliya village, Kermanshah city, on two land use types of dry farming of 6, 12, 16 and 17 percent slopes and rangelands on 25, 35 and 45 percent slopes with three repetitions, 15 rainfall events which produced surface runoff were monitored by a recording rain gauge and the amount of surface runoff and sediment were measured.  According to the literature, 45 rainfall erosivity indices were chosen to be compared. For facilitating and increasing accuracy of calculations on rainfall erosivity indices, a computer program was developed to analyze and extract necessary factors from each storm. The result showed that in the study area, EI60 is the best rainfall erosivity index and has maximum correlation coefficient of 0.721 with soil loss.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Erosion plot
  • Kaboudeh Oliya
  • land use
  • Rainfall amount and intensity
  • splash erosion