کارایی روش جایگزینی حجمی در برآورد فرسایش شیاری در شیب‌ها و خاک‌های با بافت مختلف در منطقه نیمه‌خشک، استان زنجان

Abstract

فرسایش شیاری یکی از مهم‌ترین اشکال فرسایش خاک در دامنه‌ها است. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری این نوع فرسایش وجود دارد که یکی از آن‌ها روش جایگزینی حجمی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی دقت روش جایگزینی حجمی در برآورد فرسایش شیاری در خاک‌های مختلف تحت شیب متفاوت است. برای انجام این مطالعه فرسایش شیاری در سه خاک با بافت مختلف (لوم، لوم رسی و لوم رس شنی) تحت چهار شیب متفاوت (5، 10، 15 و 20 درصد) با استفاده از جریانی با دبی ثابت 5/0 لیتر بر دقیقه در فلومی به ابعاد 4×32/0×3/0 متر اندازه‌گیری شد. برای برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از روش جایگزینی حجمی، شیار ایجاد شده توسط جریان با استفاده از خاک عبور داده شده از الک دو میلی‌متر، جایگزین و وزن خاک فرسایش‌یافته تعیین شد. خطای روش با استفاده از آماره‌های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (ME) ارزیابی شد. بر اساس نتایج، مقدار فرسایش شیاری تحت تأثیر هر دو عامل (بافت خاک و درصد شیب) و برهمکنش بین آن دو قرار گرفت. بیش‌ترین مقدار فرسایش شیاری در خاک لوم رسی (g/m-2.sec 16/3) و کم‌ترین آن در خاک لومی (g/m-2.sec 10/0) مشاهده شد. در هر سه خاک مورد بررسی، روش جایگزینی حجمی منجر به بیش‌برآورد در فرسایش شیاری شد و بیش‌ترین خطای برآورد در خاک لوم رس شنی با (g/m2.sec) 72/2 RMSE= و (g/m2.sec) 017/7 ME= بود. با افزایش شیب سطح، مقدار خطای برآورد نیز افزایش یافت. این پژوهش نشان داد که روش جایگزینی حجمی، دچار عدم قطعیت در برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از نمونه خاک مشابه به ویژه در شیب‌های تندتر و خاک‌های حساس است. تغییرات فیزیکی خاک داخل شیار در اثر جریان آب و عدم مطابقت چگالی ظاهری نمونه خاک مشابه با خاک اصلی، از یک سو و رسوب‌گذاری پیوسته ذرات در طول شیار از سوی دیگراز دلایل این موضوع بود.

Keywords

• جریان متمرکز
• حجم شیار
• جدا شدن خاک
• فلوم آزمایشی
• عدم قطعیت