هلاقم شهوژپ ی
بیش رد یرایش شیاسرف دروآرب رد یمجح ینیزگیاج شور ییاراک کاخ و اه
تفاب اب یاه
همین هقطنم رد فلتخم ناجنز ناتسا ،کشخ
یلع اضر یظعاو
1
-*
یدمحم ماهلا -2
نایقداص نیرسن
3
:تفایرد خیرات 20
/ 03 / 1398
:شریذپ خیرات 14
/ 08 / 1399
هدیکچ
مهم زا یکی یرایش شیاسرف هنماد رد کاخ شیاسرف لاکشا نیرت
تسا اه شور. هزادنا یارب یفلتخم یاه شیااسرف عون نیا یریگ
هاه دراد دواجو
نآ زا یکی کااخ رد یرایاش شیاسرف دروآرب رد یمجح ینیزگیاج شور تقد یسررب شهوژپ نیا ماجنا زا فده .تسا یمجح ینیزگیاج شور اه یااه
راهچ تحت )ینش سر مول و یسر مول ،مول( فلتخم تفاب اب کاخ هس رد یرایش شیاسرف هعلاطم نیا ماجنا یارب .تسا توافتم بیش تحت فلتخم بیش
( توافتم 5 ، 10 ، 15 و 20 تباث یبد اب ینایرج زا هدافتسا اب )دصرد 5
/ 0 داعبا هب یمولف رد هقیقد رب رتیل 4
× 32 / 0
× 3 / 0 هزادنا رتم دروآراب یاراب .داش یریگ
هداش هداد روارو کااخ زا هدافتاسا اب نایرج طسوت هدش داجیا رایش ،یمجح ینیزگیاج شور زا هدافتسا اب یرایش شیاسرف رادقم یالیم ود الا زا
،راتم
کاخ نزو و نیزگیاج شیاسرف
هرامآ زا هدافتسا اب شور یاطخ .دش نییعت هتفای ااطخ تاعبرم نیگنایم هشیر یاه
( الطم یااطخ نیگناایم و )RMSE
( نآ نیب شنکمهرب و )بیش دصرد و کاخ تفاب( لماو ود ره ریثأت تحت یرایش شیاسرف رادقم ،جیاتن ساسا رب .دش یبایزرا )ME شیب .تفرگ رارق ود
( یسر مول کاخ رد یرایش شیاسرف رادقم نیرت
2.sec g/m-
16 / 3 مه و ) ( یمول کاخ رد نآ نیرت
2.sec g/m-
10 / 0 دروم کاخ هس ره رد .دش هدهاشم )
شیب هب رجنم یمجح ینیزگیاج شور ،یسررب شیب و دش یرایش شیاسرف رد دروآرب
ااب یناش سر مول کاخ رد دروآرب یاطخ نیرت (
2.sec )g/m 72 / 2
RMSE=
( و
2.sec )g/m 017 / 7 ینیزگیاج شور هه داد ناشن شهوژپ نیا .تفای شیازفا زین دروآرب یاطخ رادقم ،حطس بیش شیازفا اب .دوبME=
بیش رد هژیو هب هباشم کاخ هنومن زا هدافتسا اب یرایش شیاسرف رادقم دروآرب رد تیعطق مدو راچد ،یمجح کاخ و رتدنت یاه
ا ساسح یاه تارییغت .تس
بوسر و وس ی زا ،یلصا کاخ اب هباشم کاخ هنومن یرهاظ یلاگچ تقباطم مدو و بآ نایرج رثا رد رایش لخاد کاخ یکیزیف رد تارر هتاسویپ یراذگ
.دوب عوضوم نیا لیلاد زارگید یوس زا رایش لوط هژاو یاه :یدیلک ،کاخ ندش ادج ،رایش مجح ،زهرمتم نایرج
،یشیامزآ مولف مدو
تیعطق
همدقم
1
2 3
یرایش شیاسرف هنماد رد زهرمتم نایرج دیلوت رثا رد4
یام زاغآ اه
لاس زا سپ و دوش ههاربآ ،اه
مه یا مه( مو زا رت 30 یتنااس رد )راتم
یم دوجو هب بیش دادتما ایقد یافیرعت رد .دیآ
یرایاش شیااسرف ،رات
هب بوسر لاقتنا و ندش ادج زا ترارو اهرمتم ناایرج هلیاسو
5بآ ز رد
شیاسرف و یراب یلاناه ( تسا ریذپ
3 و 8 لاقتنا تدش و عون .) تارر
1 ، 2 و 3 - بیترت هب یراتهد هاتخومآ شاناد و دشرا یسانشراه هتخومآ شناد ،داتسا
ناجنز هاگشناد ،یزرواشه هدکشناد ،کاخ مولو هورگ
*(
- :لوئسم هدنسیون
Email: [email protected] )
DOI: 10.22067/jsw.v35i1.80261 4- Rill Erosion
5- Concentrated water flows
کاخ رد هب اهرایش هلیسو ناایرج بآ هاب طیاراش یکیلوردایه ناایرج
هتسباو ( تسا 30 بوسر دیلوت هدمو دنیآرف و عرنم ،شیاسرف عون نیا .)
هنماد رد بیش یاه ( راد
7 هب ،) یگدنراب تحت هژیو ( تاسا دیدش یاه
5 .)
رایش شیاسرف عوقو رد ی
نیمز لصاح یاه داایز تارااسخ بجوم زیخ
کاخ رد یم یزرواشه یاه دوش
( 25 و 29 راانه رد یرایاش شیاسرف .)
هقرو شیاسرف شیب یا
کااخ شیاسرف رد ار شقن نیرت هانماد رد6
ااه
یم افیا ( دنه 25 بآ نایرج طسوت ،رایش زا تارر تشادرب دنور یسررب .)
رب دنمشزرا یتاولاطا یام هائارا یرایش شیاسرف دنیآرف کرد یا
داهد
( 10 هااب یرایااش شیاااسرف شرتااسگ .) تایااصواخ ،یگداانراب تدااش
بیش لوط و هجرد ،نایرج یکیلوردیه (7
10 ، 24 و 35 تایاصواخ ،)
6- Soil Erosion
7- Slope Length
دلج 35 ، هرامش 1 ، نیدرورف تشهبیدرا–
1400
، ص . 32 - Vol. 35, No. 1, March-April 2021, p. 19-32 19
( کاخ 33 ( نیمز یربراه و ،) 17
.تسا هتسباو )
یام ار هنماد ی رد یرایش شیاسرف تدش شور هاب ناوات
یااه
ا اب هلمج زا فلتخم هیرش زا هدافتس
( ناراب زاس 14
هزادنا ،) تارییغت یریگ
( کاخ یحطس زارت 27
و 37 ماه راصانو یباایدر و ) ( باای
25 دروام )
شور .داد رارق یسررب ینیزگیاج
نیایعت یاراب دایدج یاشور ،یمجح
نیا .تسا هنماد رد یرایش شیاسرف رادقم شور
رب هعلاطم تارییغت رد
مجح کاخ شیاسرف هتفای رایاش زا اسا راوت تاسا . رد هدافتاسا زا نایا
،شور یتارییغت دننام مجح رایش یاسررب راداقم ایرط نآ زا و هداش
یرایش شیاسرف یم نییعت
دوش ( 37 .) شور رد هزادنا لومعم یاه یریگ
ااب ار یرایش شیاسرف تدش ،هورزم ای هاگشیامزآ رد یرایش شیاسرف هزادنا و بآ زهرمتم نایرج دیلوت ااسرف کاخ رادقم یریگ
رد هاتفای شی
یم تسد هب نامز و حطس دحاو ( دنروآ
2
، 9 و 40 شور دواجو نیا اب .)
یم ار یمجح ینیزگیاج هنماد رد ناوت
یرایش شیاسرف رتشیپ هه ییاه
راراق هدافتسا دروم یرایش شیاسرف دروآرب یارب ،تسا هداد خر اهنآ رد زا .داد یایازم نیا شور یام ناوات هاب ،یگدااس نااکما نیایعت عیراس
شیاسرف رد عطاقم ینامز هاتوه هب(
روط لاثم یارب ره )یگدنراب و زاین
هنیزه نآ کدنا هراشا دومن .
شور یاهاایف زا یراسکی هاه تاسا یاشور یمجح ینیزگیاج
هزاداانا یارااب ار یااضرو عاطقم و شیاااسرف مااجح هرااساحم و یرایگ
رایش دادتما رد شیاسرف دنور نینچمه یام هرساحم هدوسرف یاه
،دانه
ساحم نیا هزادنا و هر ااب رایاش مجح هه تسا یطیارش هب طوبرم یریگ
رد ار شیاسرف دنیآرف شور نیا .تسا ربارب هتفای شیاسرف کاخ مجح رایش رد ربارب هتفای شیاسرف کاخ رادقم اب رایش مجح هه هدوسرف یاه
یم هتفرگ رظن هزادنا و هرساحم ،دوش
یم یریگ هزادنا شور نیا رد .دنه
رایش یژولوفروم و هاخاش
ااطخ باجوم هه دنتسه ییاه هزادانا یااه
یم یریگ ( دنوش 6 ( اناژ طسوت شور نیا .) 42
هایاپ ) و هداش یزایر
یام شور نایا زا .تسا هدش هداد هعسوت زین رگید نارگشهوژپ طسوت هیرش یارب ناوت یخاشت و دروآراب و یرایاش شیاسرف دنیآرف یزاس
خاش مامت یزااسادج توراس لایرق زا لدام ی یاه
، 1
شیااسرف
( دره هدافتسا بوسر لاقتنا تیفرظ و ینارحب یشرب شنت ،یریذپ 22
) .
شور رگید نآ تسا هه رایش اب
،کاخ تارر موف زایر اای راگید داوام
نکمم رپ دنوش هترلا نیا راه دیاب لرق زا هکنیا مجح و تایفرظ رایاش
یارب نییعت نازیم
،شیاسرف هزادنا
یریگ
،دوش ماجنا دریگ ( 13 .)
تاااعلاطم شور زا هدافتااسا درواام رد ناااهج رااسارس رد یهداانا
هاه تاسا هاتفرگ ماجنا یرایش شیاسرف دروآرب رد یمجح ینیزگیاج یم شهوژپ هب ناوت ( ناراکمه و نچ یاه
9 هراشا نیچ یسل تلاف رد )
نآ .دره تیعاضو یاسررب هاب یمجح ینیزگیاج شور زا هدافتسا اب اه
کاخ رد یرایش شیاسرف ب .دنتخادرپ نیچ یاه
رااه نیا یار یموالف زا
1- Detachment Rate
ضرو هب 6 / 0 لوط و رتم 12
هدافتاسا یتلیس مول تفاب اب یهاخ و رتم
نیاب بوسر دیلوت هنماد هه داد ناشن جیاتن .دندره 440
اات 920 والیه
نایا زا هدافتاسا هاه دنداد ناشن اهنآ .تسا هدوب ریغتم عبرمرتم رب مرگ یم شور راه و دیفم یرایش شیاسرف یسررب یارب دناوت زا .دشاب یدرب
شهوژپ رگید یم شور نیا یور رب هدش ماجنا یاه
شهوژاپ هاب ناوت
( ناراکمه و ام 24
( ناراکمه و ناگوی و ) 41
.دره هراشا )
هانماد رد یرایاش شیاسرف رادقم دروم رد یهدنا تاولاطا رد ااه
هزادانا هاه ارچ دراد دوجو نیمز هره حطس رسارس نایا تداش یرایگ
لوت هب هتسباو شیاسرف یراه نینچ ًاتعیرط .تسا هنماد ره رد نایرج دی
هنیزه زین یهاگشیامزآ سایقم رد یتح .تاسا نامز فرص دنمزاین و رب
مه و هداس یشور هب یبایتسد ور نیا زا شیااسرف دروآراب یاراب هنیزه
یم یرایش رد شیاسرف نیا تدش نیمخت یارب یساسا یراکهار دناوت
باو هب هجوت اب .دشاب فلتخم طانم هاب یرایاش شیاسرف تدش یگتس
یام ،حطس بیش و کاخ تفاب عون ار یامجح ینیزگیااج شور ناوات
رد عواضوم نایا تیمها .داد رارق یسررب دروم لماوو نیا ریثأت تحت کاخ همین طانم یاه
2 شخ و دنتاسه فیعاض ینامتخاس رظن زا هه
یهایگ ششوپ ًارلاغ یام دواجو هب اهنآ یور رب یفیعض3
تایمها ،دایآ
چود .دراد ینادن اربانب
ی ن شور یباایزرا شهوژاپ نایا مااجنا زا فداه
کااخ یاخرب رد یرایاش شیااسرف دروآرب رد یمجح ینیزگیاج یااه
همین هقطنم بیش تحت شخ
.دوب توافتم یاه
شور و داوم اه
یشیامزآ حرط شهوژپ نیا م تفاب اب کاخ هس رد
توافت اسر موال ،مول(
ی موال و
نش سر ی ش راهچ رد ) ی
ب فلتخم ( 5 ، 10 ، 15 و 20 رد دص ) تروص هب
یفدااات ًلامااه راط بلاق رد لیروتهاف ترواص هاب راراکت هاس رد
امزآ ی هاگش ی .تافرگ مااجنا هدهااشم ،حطاس بیاش بااختنا یاانرم
بیش نینچ رد هقطنم رد کاخ شیاسرف ( ییاه
38 نیا باختنا تلو و )
تفاب کاخ یناوارف ،کاخ یاه .دوب هقطنم رد هدش رهر یاه
امزآ ی ش ا ز
دیلوت یرط رج
ی نا اب بآ یبد تباث 5 / 0 هاقیقد رب رتیل .تافرگ مااجنا
ناراب رد راظتنا دروم یبد رثهادح اب باطم نایرج تدش نیا دیدش یاه
شیپ جیاتن و دوب هقطنم هنومن یور شیامزآ
هه داد ناشن زین کاخ یاه
کاخ رد یرایش شیاسرف عوقو نایرج تدش هناتسآ ،ینایرج نینچ ااه
رد .تسا هعلاطم یا نچ ( ناراکمه و 10
یابد ااب ینایرج تدش زا زین )
2 ، 4 و 8 هدره هدافتسا هقیقد رب رتیل .دنا
ارب ی شیامزآ ماجنا کاخ ،
ااه
هنومن هقطنم .دندش ییاسانش ناجنز هاگشناد هدودحم رد یاراد یرادرب
2- Semi-Arid regions
3- Vegetation cover
نیب هنلااس یگدنراب 250
و 500 سااسا رب نآ میلقا و تسا رتم یلیم
هقرط شور ب
همین ،نترامد یمیلقا یدن کااخ .تاسا دراس شخ
یااه
هنومن هقطنم یلآ هدام بلغا یرادرب
رد ااهنآ یرادایاپ و دانراد کدانا1
شنت ربارب رایاسب بآ ناایرج اای ناراب تارطق هبرض دننام ینوریب یاه
کاااخ ، طااانم ناایا رد .تااسا کداانا یهداانا یهااایگ شااشوپ زا اااه
سه یهایگ ششوپ نودب هاگ و دنرادروخرب هنماد رد .دنت
نیا تحت یاه
کاخ ،طیارش بآ نایرج و ناراب یریرخت یورین ضرعم رد تدش هب اه
یم رارق نآ زا یشان ( دنریگ
32 .)
هنومن یرادرب کاخ
پی ش هنومن زا رادرب ی ، یرهاظ یلاگچ کااخ2
ااه هانومن لاحم رد
( یزلف ردنلیس هلیسو هب یرادرب 4
( یلخاد رطق اب ) 85
/ 4 یتنااس و )راتم
فترا عا 5 یتناس هزادنا رتم هیراش ،رااه نایا زا فداه .داش یریگ یزااس
هورزم طیارش اب هاگشیامزآ رد کاخ طیارش کاخ .دوب یا
الا زا ااه 8
یلیم ( دندش هداد رورو یرتم 9
و 19 هانومن نیانچمه .) زا کااخ یااه
ات رفص مو 30
یتناس .دش تشادرب رتم
عت یی ن و ی گژ ی ه ا ی کاخ
زادانا طسوتم نییعت یارب هانومن ،هانادهاخ ه
یاعیرط کااخ یااه
هب لا یرس هلیسو یاه
8 ، 75 / 4 ، 36 / 2 ، 2 ، 18 / 1 ، 6 / 0 ، 3 / 0 ، 25 / 0 و
15 / 0 یلیم رطق ینزو نیگنایم خاش اب نآ رطق طسوتم و ادج یرتم
الا شور هاب هنادهاخ یرادیاپ .دش نییعت ) شخ تلاح رد( هنادهاخ هنادهاخ رد رت رطق اب یاه
6 / 5 اات 8 یالیم ااب راتم توراس 20 رد رود
لا یرس زا راه نیا یارب .دش نییعت هقیقد ی تدم هب هقیقد ااب ااه
خاروااس رااطق 6
/ 5 ، 2 ، 18 / 1 ، 6 / 0 ، 25 / 0 و 15 / 0 یاالیم یارااب رااتم
هنادهاخ یزاسادج یرادایاپ ًااتیاهن و داش هدافتاسا بآ رد رادایاپ یااه
رات لا( بآ رد رادیاپ هنادهاخ رطق ینزو نیگنایم خاش اب هنادهاخ )
( تاباث رااب شور هب کاخ عارشا یکیلوردیه تیاده .دش هرساحم 12
)
هزادنا کاخ هنومن رد .دش یریگ لا زا هدش هدنراذگ یاه
2 یالیم ،راتم
شیامزآ کااخ لدااعم میاسله تاانبره یاوتحم لماش ییایمیش یاه
(
CaCO3eqv
یثنخ شور هب ) لاامرن ای یردایرله دیاسا ااب یزاس
( 28 ) ها شور هااب یاالآ نبرااه ، ( راات نویااسادیس
39 لدااارت تاایفرظ ،)
ینویتاه ( رواب شور هب3
20 ( میداس نویتااه رادقم ،)
Na+
هلیاسو هاب )
( رتموتوف میلف هاگتسد 36
یلداارت میداس داصرد نآ سااسا راب و ) و4
میدس بذج ترسن (
) SAR
( دندش نییعت یبرجت طباور زا 36
.)
1- Organic Matter
2- Bulk Density
3- Cation Exchange Capacity 4- Exchangeable Sodium Percentage حارط
ی امزآ مولف ی
ش ی
هاگشیامزآ رد یرایش شیاسرف یسررب یارب لواط هب یمولف زا ،
4
ضرو اب رتم 32
یتناس رتم امو اب و 30
یتنااس ناهآ سناج زا راتم
.دش هدافتسا هزیناولاگ هیرش روظنم هب
ای زا ،هافه تخاس هیلا یزاس
مو اب سر هیلا 5
یتناس مهارتم سپس و هدافتسا مولف فه رد یرتم
( دش 9 رو طاسوت موالف ضرو ،رارکت هس رد شیامزآ یحارط یارب .)
ه یلپ سنج زا ییا بایترت نیداب .داش ادج یواسم شخب هس هب نلیتا
ضراو هب رایش هعطق هس داجیا یارب شخب هس 10
یتنااس هاب و راتم
لوط 4 هاب یمهاس عطقم حطس اب رایش ره .دوب ارجا لباق مولف رد رتم
مو 3 یتناس ضرو و رتم 7
یتناس لوط اب و رتم 4
.داش داجیا رتم رد
جورخ زین مولف یاهتنا ی
عمج یارب ییاه ناور یروآ
آ
5ب رااه بواسر و
ره یارب مزلا کاخ رادقم .دش هتشاذگ شاخب
عاافترا اات موالف زا 25
یتناس یلاگچ هب ندناسر یارب یرتم رهاظ
و هراساحم یعیرط کاخ ی
کااخ مهارات دااجیا یارب .دش هتخیر مولف نورد هب و
دزن ای یزااس
،یاعیرط طیاراش هاب موالف لخاد کاخ یرهاظ یلاگچ جناپ رد کااخ
مو اب هلحرم 5
یتناس کاخ ادتبا راه نیا یارب .دش هتخیر رتم لاخاد
( هتخت هلیسو هب و دش بوطرم مولف 7
یتناس رد رتم 4 لااموا اب و )رتم
و دنداش هدرشف )هتخت یور رب هنزو نتشاذگ اب( تخاونکی و تباث راشف هاورزم کاخ اب مولف لخاد کاخ یرهاظ یلاگچ توافت هه ینامز هاب
زا رتمه 10 شیامزآ ،دیسر دصرد .دش زاغآ یشیاسرف یاه
هزادنا گ ی ر ی اسرف ی ش ش ی را ی
هنومن رد یرایش شیاسرف تیفرظ یتبوطر طیارش تحت کاخ یاه
یراداهگن ،یتبواطر طیاراش نایا رد .تفرگ رارق یسررب دروم هورزم عیراس یرایش شیاسرف ،هدیسر لقادح هب رایش کاخ رد بآ نایرج رات
یم خر دهد مولف لخاد کاخ ،شیامزآ ماجنا زا شیپ ،روظنم نیا یارب .
تدم هب سپس و دش عارشا ادتبا 24
دازآ یاشکهز طیاراش رد توااس
،یرایش شیاسرف رادقم .دسرب هورزم تیفرظ تبوطر هب ات تفرگ رارق یبد اب ینایرج زا هدافتسا اب رایش ره رد تباث یکیلوردیه طیارش تحت تباث 5 / 0 هقیقد رب رتیل ( بیاش راهچ رد
5 ، 10 ، 15 و 20 رد و )داصرد
هزادنا رارکت هس یابد اب بآ ریش نلش یرط زا بآ نایرج .دش یریگ
لکش( دش دراو رایش هعطق ره یادتبا هب تباث 1
زا یریگوالج یاراب .)
تایامح یارب یفنه هچراپ زا ،رایش یادتبا رد کاخ میقتسم یوشتسش ( دش هدافتسا کاخ حطس 18
ف کاخ رادقم .) زا رایش ره زا هتفای شیاسر
ات رایش یاهتنا هب نایرج ندیسر نامز 30
نزاخم رد نآ زا سپ هقیقد
عمج مولف ییاهتنا مراج سااسا راب یرایاش شیاسرف رادقم .دش یروآ
راتم رب مرگ بسح رب رایش حطس دحاو رد رایش زا هتفای شیاسرف کاخ 5- Runoff
عبرم (
2
g.m-
) اقم سااسا رب یرایش شیاسرف تدش و دش هرساحم راد
هایناث رد عابرم راتم راب مرگ بسح رب نامز دحاو رد یرایش شیاسرف (
1
.s- 2
g.m-
) .دمآ تسد هب
لکش 1 - امن یی مولف زا شیامزآ یارب هدش یحارط یرایش شیاسرف یاه
Figure 1- A view of the designed flume for rill erosion experiments
یمجح ینیزگیاج شور یسررب دروآرااب یارااب ینیزگیاااج شور زا هدافتااسا اااب یرایااش شیاااسرف
زا هدافتاسا ااب و یاسررب موالف لواط رد هدش داجیا یاهرایش ،یمجح هب ؛دش نیزگیاج هدش شخاوه کاخ هنومن عاطقم لکاش هاه یروط
.دشاب )رایش نورد هب نایرج دورو زا لرق( نآ هیلوا لکش اب هباشم رایش اب هباشم کاخ هنومن زا هدش نیزگیاج کاخ هاه شیاامزآ دروام کاخ
لا زا ًلارق 2
یلیم نایا یارب .دش نیزگیاج ،دوب هدش هداد رورو یرتم
شخب ندره رپ یارب مزلا کاخ رادقم ،روظنم ااب هاتفای شیاسرف یاه
دحاو رد هدش نیزگیاج کاخ رادقم له مرج ساسا رب .دش نیزوت وزارت اب مراگ باسح رب رایش ره زا هتفای شیاسرف کاخ رادقم ،حطس راتم ر
لکش( دمآ تسد هب عبرم 2
.)
)ب( )فلا(
لکش 2 - هیبش بآ نایرج طسوت هدش داجیا رایش زا ییامن ندرکرپ و )فلا( هدش یزاس
ش ی را هباشم کاخ اب نیزگیاج شور یانبم رب
یمجح ی )ب(
Figure 2- A view of rill created by the simulated water flow (a) and fill the rills using similar soil using the Volumetric Replacement Method (b)
لحت ی ل هداد ه ا
یارب یسررب لماوو رثا یسررب دروم
اش و کاخ تفاب(
بی )حطاس
اسرف رب شی ش یرای زا شور زجت هی راو سنای اب هدافتسا نومزآ یهوت رد
لامتحا حطس 95
مرن طیحم رد دصرد رازافا
SPSS 24
هدافتاسا داش .
،یرایش شیاسرف دروآرب رد یمجح ینیزگیاج شور تقد یسررب یارب هزادنا کاخ شیاسرف رادقم لباقم رد هدش دروآرب کاخ شیاسرف رادقم ی طخ زا ،شور یبایزرا یارب و تفرگ رارق هسیاقم دروم هدش یریگ
هرامآ و ی هب ( ااطخ تااعبرم نیگناایم هشیر یاه
RMSE1
( ) 15 و )
( لطم یاطخ نیگنایم
ME2
( ) 16 :دش هدافتسا ) RMSE=
ME=
؛اه نآ رد هه xi
هدهاشم رادقم ،یرایش شیاسرف یا
* xi
راداقم
و یامجح ینیزگیااج شور زا هدافتسا اب یرایش شیاسرف یدروآرب n
ادعت دحاو د ( یشیامزآ یاه 12
رد دحاو 3 .تسا )رارکت
ثحب و جیاتن
و ی گژ ی یاه کاخ ه ا
لودج رد 1 یگژیو کاخ یاه .تاسا هداش هئارا یسررب دروم یاه
میدس بذج ترسن (3
زا )SAR
86 / 2 ات مول کاخ رد 7
/ 6 مول کاخ رد
مه و دوب ریغتم یسر کاخ و هدوب یمیدس دح زا رت
زا هعلاطم دروم یاه
ن نیا میاسله تاانبره داایز راداقم دوجو .دنراد رارق لومعم دح رد رظ
کاخ رد لداعم نیب( اه
20 ات 27 یام یاکهآ طیاراش زا ناشن )دصرد
( دشاب 25 هب هه .) کاخ یکهآ ردام نس لیلد هاب هه هدوب هقطنم یاه
و هاتفرگ راراق ییایمیاش و یاکیزیف یگدیداوه ریثأت تحت نامز رورم کاخ هآ زا راشرس ییاه هب ار
یام دوجو ( دروآ 21 .) کااخ راظن زا ااه
مه( ریقف رایسب یلآ هدام زا رت
6 / 0 شیاب و دنتسه )دصرد راداقم نیرات
اب مول کاخ رد یلآ هدام 58
/ 0 لاااتا ایرط زا یلآ داوم .تسا دصرد
هانادهاخ دانیآرف هب رگیدکی هب کاخ تارر یرادایاپ شیازافا و یزااس
یم مه کاخ نامتخاس ( دنه
12 شیب .) ت کاخ رد هزیرگنس رادقم نیر
( ینش یسر مول 20
/ 18 )دصرد مه و تافاب ااب کاخ رد نآ رادقم نیرت
( یسر مول 7
/ 8 )دصرد یرهااظ یلااگچ راظن زا یدایز تارییغت .تسا
کاخ نیب زا نآ راداقم هاه یرواط هاب درادان دوجو اه 17
/ 1 راب مراگ
1- Root of mean square Error
2- Mean Error
3- Sodium Adsorption Ratio
یتناس ات یسر مول کاخ رد بعکم رتم 29
/ 1 یتناس رب مرگ اعکم رتم
ب
شیب .تسا ریغتم ینش یسر مول کاخ رد کاخ رد لخلخت رادقم نیرت
( یسر مول 56
نایا رد داایز سر رادقم دوجو نآ لیلد هه تسا )دصرد
یگژیو یسررب .تسا کاخ هزادانا طاسوتم لماش کاخ ینامتخاس یاه
هنادهاخ ( اه 07 / 1 ات 43 / 2 یلیم هنادهاخ یرادیاپ و )رتم
4اه بآ ربارب رد
نزو نیگنایم(
هنادهاخ رطق ی هه داد ناشن )رت لا شیامزآ زا لصاح اه
کاخ هانادهاخ هجرد زا هقطنم یاه ااب( یهدانا یرادایاپ و ماه یزااس
مه رطق ینزو نیگنایم زا رت
1 یلیم هاب هاجوت اب .دنتسه رادروخرب )رتم
یم راظتنا ،کاخ نامتخاس نییاپ یرادیاپ رد یامه تامواقم کاخ دور
ورین ربارب دنیاسرف یاه تیاداه راداقم .داشاب هتشاد بآ نایرج دننام ه
کاخ رد عارشا یکیلوردیه مه و دوب ریغتم رایسب اه
رد نآ راداقم نیرات
( مول کاخ 82
/ 2 یتناس شیب و )تواس رب رتم موال کاخ رد رادقم نیرت
( ینش سر 22
/ 8 یتناس هاب کااخ یاگژیو نایا .تاسا )تواس رب رتم
اس ،هیلوا تارر یناوارف ریثأت تحت تدش راراق یرهاظ یلاگچ و نامتخ
کاخ رد ًلاومعم و دراد داننام دایز هزیرگنس یواح و تفاب تشرد یاه
مول شیب ینش سر داایز عاراشا یکیلوردایه تیاداه دواجو .تسا رت
یگدنراب رد ار کاخ زا بآ عیرس یشکهز ناکما عواقو اای دیداش یاه
نایرج یم مهارف کاخ یور دایز یحطس یاه .دروآ
تیلباق شور ینیزگیاج یمجح
لکش رد 3 بیاش رد ناایرج طسوت هدش داجیا یاهرایش زا ییامن
10 کاخ رد یرایش شیاسرف عوقو تدش .تسا هدش هداد ناشن دصرد
.دوب توافتم یسررب دروم یاه لکش رد 4 تافاب رد یامجح ینیزگیاج شور یبایزرا جیاتن یااه
هداد شنهارپ هسیاقم اب کاخ فلتخم طخ نوماریپ اه
1:1 ن ، هداد نااش
هرامآ زا هدافتسا اب اطخ یبایزرا .تسا ااطخ تاعبرم نیگنایم هشیر یاه
( ( االطم یاااطخ نیگنااایم و )RMSE
رادااقم هااه داد ناااشن )ME
زاRMSE .sec) (g/m2
6 / 0 ات مول کاخ رد 72
/ 2 سر موال کاخ رد
یم رییغت ینش رادقم و دنه
زاME .sec) (g/m2
86 / 3 اات مول کاخ رد
.sec) (g/m2
02 / 7 یااسررب .تااسا راایغتم ینااش سر مواال کاااخ رد
هداد شنهارپ هدهاشم و یدروارب یاه
طخ نوماریپ رد یا 1:1
رگنااشن
شیب دوجو لالو زا یاکی .تاسا یامجح ینیزگیاج شور رد یدروآرب
شیب دروآرب ،رایاش زا هاتفای شیااسرف کااخ ماجح یعقاو رادقم زا رت
یگژیو تارییغت رثا رد رایش لخاد کاخ یکیزیف یاه
بآ ناایرج رورو
یاکیزیف ماهم یاگژیو هاه کااخ یرهاظ یلاگچ .تسا شیامزآ یط و بآ نایرج دورو زا سپ نآ رادقم اب نایرج لاموا زا لرق ،تسا کاخ یم ادیپ رییغت یرایش شیاسرف عوقو هجیتن رد .دنه
4- Aggregate Stability
لودج 1 - یگژیو یاه و یکیزیف ییایمیش کاخ دروم هعلاطم
Table 1- Physicochemical properties of the soils ینش سر مول Sandy Clay Loam یسر مول
Clay Loam مول
Loam یگژیو
کاخ یاه Soil property
نش )%(
55.00 26.88
45.72 Sand (%)
تلیس )%(
22.50 35.60
36.77 Silt (%)
سر )%(
22.50 35.70
17.50 Clay (%)
نس هزیر )%(
18.20 8.70
15.60 Gravel (%)
یرهاظ یلاگچ
3) (g.cm-
1.29 1.17
1.20 BD (g.cm-3)
هنادهاخ رطق طسوتم اه
1.07 2.43 2.22
MWDdry (mm) هنادهاخ یرادیاپ ه
( ا )mm
0.97 0.52
0.97 MWDwet (mm)
عارشا یکیلوردیه تیاده
1) (cm.h-
8.22 5.34
2.82 Ks (cm.h-1)
لخلخت )%(
47.90 55.80
54.70 Porosity (%)
میدس بذج ترسن
0.5) (meq. L-
2.90 6.70
2.80 SAR (meq. L-0.5)
لداعم میسله تانبره )%(
20.00 23.30
27.00 CaCO3 (%)
یلآ هدام )%(
0.34 0.44
0.58 OM (%)
شیب یاطخ دوجو رگید تلو بواسر و شیااسرف ،دروآراب
یراذاگ
وط رد هتسویپ زا کااخ تارر .تاسا بآ ناایرج روارو راثا رد رایش ل
شخب شخب رد اما هدش تشادرب رایش زا ییاه نییااپ یااه
بواسر رات
یمن جراخ مولف زا ،هتفای تخیر تروص نیا رد .دنوش
یتح رایش یسانش
شخب رد لایلد هاب ،هدادان خر شیااسرف نآ رد هه رایش لوط زا ییاه
لااب زا هتفای شیاسرف داوم یراذگبوسر یام رییغت رایش تسد
نایا .دابای
یم بجوم هدیدپ رده کاخ دوش
مه رایش زا هتفر شیااسرف راداقم زا رت
رده کاخ( بوسر رادقم ور نیا زا .دشاب یرایش هزادنا )هتفر
هداش یریگ
مه بلغا رایش نییاپ رد .تاسا رایاش رد شیااسرف یاعقاو راداقم زا رت
یلا و ناو (1
42 یرزایل رنکاسا زا هدافتسا اب ) دروآراب و یاسررب هاب
هاه داد نااشن زاین نارگاشهوژپ نیا جیاتن .دنتخادرپ یرایش شیاسرف نامز رد زین یرزیل رنکسا شور ینیزگیااج شور دننامه فلتخم یاه
شیب راچد یمجح .تسا یدروآرب
( نارااکمه و اناوه نیانچمه 18
)
1- Wang and Lai
اهرایاش زا بواسر جورخ دنور رگا یرایش شیاسرف رد هه دندره نایب شیازفا یم ،دبای شیب نایرج لاقتنا تیفرظ زا دناوت هجیتن رد و دوش رت
ًادداجم داسرب یاجورخ هب هکنیا زا لرق اهرایش لخاد رد نآ زا یشخب هت یم زین رما نیا ،دوش تسشن رادقم دروآرب رد اطخ عبانم زا یکی دناوت
یامجح ینیزگیااج شور رد رایش داجیا زا یشان هتفای شیاسرف کاخ .دشاب لکش رد 5 یاعقاو راداقم ااب یمجح ینیزگیاج شور هسیاقم زین
بیش رد یرایش شیاسرف راداقم .تاسا هداش هداد ناشن فلتخم یاه
زاRMSE .sec) (g/m2
08 / 1 بیااش رد 10
ااات دااصرد
.sec) (g/m2
86 / 1 بیش رد 20 یم رییغت دصرد راداقم و دانه
زاME .sec) (g/m2
04 / 2 بیااش رد 15 ااات دااصرد
.sec) (g/m2
36 / 8 ااش رد بی 5 دااصرد
هب .تسا ریغتم رادقم ،حطس بیش شیازفا اب یله روط
شیازفاRMSE
لکش( تفای 6
یم ناشن هجیتن نیا .) ،یمجح ینیزگیاج شور هه دهد
بیاش رد هژایو هاب یرایش شیاسرف رادقم دروآرب رد یفاه تقد یااه
.درادن ار رتدنت
مول یسر مول Loam
Clay loam
ینش سر مول Sandy clay loam
لکش 3 - هیبش بآ نایرج رثا رد هدش داجیا یاهرایش زا ییامن بیش رد هعلاطم دروم کاخ هس رد هدش یزاس
10 دصرد
Figure 3- Views of the rills created by the simulated water flow in the soils under 10% slope gradient
لکش رد 6 تارییغت وRMSE
بیش ردME
یاه شیامن فلتخم
یام هدهااشم هاه هانوگنامه .تسا هدش هداد شیازافا تاراییغت دواش
بیش ردRMSE
یاه 5 ، 10 و 15 بیاش رد اما هدوب کدنا دصرد 20
( ااطخ راداقم دصرد
2.sec
86g/m
/ 1
= شیاب شیازافا )RMSE
یرات
تارییغت یسررب نینچمه .تشاد ااب هه داد ناشن بیش هب ترسنME
رادقم بیش شیازفا شهااهME
بیاش رد نآ راداقم ااما تافای 20
بیش هب ترسن دصرد 15
ادیپ شیازفا دصرد .دره
نایا هاجیتن نااشن
یم دهد هه بیش یلماو مهم رد ییارااه شور رد یامجح ینیزگیااج
یرایش شیاسرف دروآرب رد
کاخ یاه دروم یسررب تسا . کاخ رد یرایش شیاسرف رادقم
مول کاخ زج هب یسررب دروم یاه
یش ریثأت تحت هب ؛تفرگ رارق ب
،حطاس بیاش شیازافا ااب هاه یروط
ینعم شیازفا یرایش شیاسرف تدش لکاش( تفای یراد
7 کااخ رد .)
زا بیش شیازفا اب مول 5
ات 15 شیازافا یرایش شیاسرف نازیم دصرد
نآ ندوب دعتسم و تارر تیساسح نآ لیلد هه تفای و لااقتنا یارب اه
بیاش رد ااما تسا کاخ نیا رد زیر نش و تلیس یدایز ریداقم دوجو 20 هب شیاسرف رادقم زا دصرد تدش
ینامتخااس تیعاضو .دش هتساه
( هانادهاخ هزادانا طاسوتم راظن زا کااخ نیا رتهب 22
/ 2 یالیم و )راتم
هنادهاخ دایز یرادیاپ ( اه
97 / 0 یلیم کدانا یاناوارف و واس ی زا )رتم
رر کاخ نیا رتمه تیساسح لیلاد زا ،رگید یوس زا سر دننام زیر تا
( دنت بیش رد یتح دش بجوم هه دوب یرایش شیاسرف هب 20
اب )دصرد .دوش رتمه رایش زا کاخ تفررده ،رتشیب نایرج دیلوت دوجو
لکش 4 - ادقم ربارب رد یمجح ینیزگیاج شور ساسا رب یرایش شیاسرف یدروآرب رادقم هدهاشم ر
مول و )ب( یسر مول )فلا( مول کاخ رد نآ یا
)ج( ینش سر
Figure 4- Estimated values of rill erosion using the Volumetric replacement method versus the observed values in the study soils; Loam (a) Clay loam (b) and Sandy loam (c
ساسح ،یسر مول کاخ رت
راییغت ااب یرایاش شیاسرف هب کاخ نی
تلیاس و سر هژایو هب زیر تارر رتشیب یناوارف .دوب حطس بیش هجرد ًاااوومجم(
3 / 71 هاانادهاخ کداانا رادااقم زااین و )دااصرد ( اااه
07 / 1 و )
نآ یرادیاپان ( بآ ربارب رد اه
53 / 0 یلیم دنتاسه یلماواو هلمج زا )رتم
شیازفا یرایش شیاسرف هب ار کاخ نیا تیساسح هه یم
نیا زا .دنهد
هانادهاخ داایز بایرخت لایلد هب ،بیش شیازفا اب ور تایدوجوم و ااه
زاین یرایاش شیااسرف تداش ،سر داننام لااقتنا لاباق تارر ناوارف سر دننام هیلوا تارر دیلوت رب هولاو ،هنادهاخ بیرخت اب .تفای شیازفا هنادهاخ ،تلیس و
یام دایلوت زاین )سر تارر عامتجا( زیر یاه و دنواش
بآ ناایرج ینااسآ هب دنراد یتارر نینچ هه یمه نزو لیلد هب ًاتعیرط یم ااب یرایاش شیااسرف تداش شیازفا تلو .دنه لقتنم ار اهنآ دناوت .تسا هدش شرازگ بآ نایرج دیلوت دیدشت ،حطس بیش هجرد شیازفا
( ناراکمه و نچ اتسار نیا رد 9
هعلاطم ) تاحت یتلیس مول کاخ رد یا
بیش هجرد جنپ 5
، 10 ، 15 ، 20 و 25 و رااهچ ،ود ناایرج یابد هس و
یابد ،بیاش شیازافا ااب هاه دنداد ناشن و ماجنا هقیقد رب رتیل تشه یم شیازفا یرایش شیاسرف رادقم هجیتنرد و نایرج .دبای
)فلا(
)ج(
لکش 5 - نآ یا هدهاشم رادقم ربارب رد یمجح ینیزگیاج شور ساسا رب یرایش شیاسرف یدروآرب رادقم رد
ش ی ب 5 ،)فلا(
10 ،)ب(
15 و )ج(
20 )د( دصرد
Figure 5- Estimated values of rill erosion using the Volumetric Replacement Method versus the observed values under slope gradients; 5% (a), 10% (b), 15% (c) and 20% (d)
یوسها ( ناراکمه و1
1 ) زافا ااب هه دندره نایب راداقم بیاش شیا
یام شیازافا یاطخ تروص هب اهرایش زا یجورخ بوسر یال .دابای
و2
( ناراکمه 22
تایفرظ ،نایرج یبد و بیش شیازفا اب هه دندره نایب )
یم شیازفا یرایش شیاسرف هجیتن رد و کاخ تارر لاقتنا .دبای
اناو
( یلا و 40 زا بیش شیازفا اب هه دنداد ناشن ) 5
اات 25 نازایم هاجرد
یاسرف زا و تاسا هاتفای شیازافا یرایاش ش 25
اات 30 راداقم هاجرد
( ناراکمه و نش .تسا هدره ادیپ شهاه یرایش شیاسرف 34
هاب زین )
1- Aksoy
2- Lei
یگژیو رد بیش هجرد و یگدنراب تدش ریثأت یسررب یکیلوردایه یااه
دنیآرف و رایش رد نایرج یموالف زا روظنم نیا یارب .دنتخادرپ ایوپ یاه
لوط هب 10 ضرو ، 5 / 1 ترا و عاف 5 / 0 یگدانراب تداش هس تحت ،رتم
( 50 ، 70 و 100 ( بیش هجرد هس و )تواس رد رتم یلیم 10
، 15 و 20 )
ناایرج توراس هاب یرایاش شیاسرف هه داد ناشن جیاتن .دش هدافتسا .دوب ساسح نایرج تردق و رایش
اب دوجو ریثأت ترثم بیش حطس رب شیاسرف یرایش رد بلغا کاخ
،اه رادقم یاطخ دروآرب ور ش ینیزگیاج یمجح
رد بیش یاه
،دنت مه
.دوب رت
لکش 6 - ای اطخ تاعبرم نیگنایم هشیر تارییغت و )فلا(RMSE
قلطم یاطخ نیگنایم بیش ردME
فلتخم یاه
Figure 6- Variation of the root mean squares error, RMSE (a) and mean absolute error, ME (b) in various slopes
( )فلا(
( )ب( (a (b
( )ج(
(c
لکش 7 - بیش و یرایش شیاسرف نیب هطبار کاخ رد اه
)ج( ینش سر مول و )ب( یسر مول ،فلا( مول ؛یسررب دروم یاه
Figure 7- Relationships between rill erosion and slope gradient in the soils: loam (a), clay loam (b) and sandy clay loam (c) (
فلا )
)a(
یم ناشن هجیتن نیا هاب یرایاش شیااسرف راداقم هاه ینامز دهد
یم شیازفا بیش یدنت هلمج زا ددعتم لیلاد میاجح یاهرایاش و دبای
ضیرو(
یمو و رت یم لیکشت )رت
ااب یامجح ینیزگیااج شور ،دواش
یم وربور یدایز یاطخ ترارو هب .دوش
ینامز رگید اچوه اهرایش هه
شیاب یامجح ینیزگیااج شور تاقد ،دنتسه رت هاه اراچ تاسا رات
مه یاطخ اب هباشم کاخ هنومن اب چوه رایش ینیزگیاج هاجاوم یرت
یاسدنه لکاش ،تسا رتدیدش یرایش شیاسرف هه یطیارش رد .تسا یم ادیپ یدایز تارییغت رایش لوط رد رایش عطقم ناکمم یاتح و دانه
خب رد تسا ش
بواسر رایش لوط زا ییاه ور نایا زا .داهد خر یراذاگ
یترواص هب هباشم کاخ هنومن اب رایش زا هتفر تسد زا کاخ ینیزگیاج تخاس ،داشاب )شیاسرف زا شیپ( هیلوا عطقم اب هباشم رایش عطقم هه یم دایز یاطخ راچد و هدوب .دشاب
هجیتن یریگ کاخ رد یمجح ینیزگیاج شور یبایزرا ررب دروم یاه
تاحت یس
بیش شیاب رااچد شور نیا هه داد ناشن توافتم یاه راظن زا دروآراب
شیب نازیم .تسا یرایش شیاسرف هاجرد و کاخ تفاب هب هتسب دروآرب
یم رییغت بیش کاخ رد ًاتدمو و دنه
بیاش رد و زیر تفاب اب یاه یااه
شیب لااب یگژیو رد رییغت .تسا رت یلااگچ هالمج زا کاخ یکیزیف یاه
رد یرهاظ مجح هرساحم هه تسا مهم یلماو ،بآ زهرمتم نایرج رثا
هب رایش یام داایز یااطخ راچد ار بآ نایرج رثا رد هدمآ دوجو رد .دانه
کاخ بیاش رد و تفابزیر یاه یاگژیو راییغت تداش ،دانت یااه
یااه
شیب بآ نایرج رثا رد کاخ یکیزیف بواسر ،راگید یوس زا .تسا رت
شخب رد هتفای شیاسرف تارر یراذگ اه
مداو و رایاش لوط فلتخم ی
یم بجوم رایش یجورخ هطقن هب اهنآ لاقتنا ماکما کااخ راداقم دواش
رده مه رایش زا هتفر رد .داشاب رایش رد هتفای شیاسرف کاخ رادقم زا رت
شهوژپ یام هدنیآ یاه طیاراش رد ار یامجح ینیزگیااج شور ناوات
نایرج تحت و هنماد یعیرط راب تحت ای و توافتم یبد اب یاه
نا یااه
هیرش یباایزرا دروام یرایش نیب شیاسرف مأوت رثا اب هارمه هدش یزاس
بسانم تیریدم ات داد رارق یقد و رت
رد شیااسرف رااهم یاراب یرات
.داد ماجنا هقطنم
عبانم
1. Aksoy H., Unal N. E., Cokgor S., Gedikli A., Yoon J., Koca K., and Pak G. 2013. Laboratory experiments of sediment transport from bare soil with a rill. Hydrological sciences Journal 58(7): 1505-1518.
2. Asadi H., Aligoli M., and Gorji M. 2017. Dynamic Changes of Sediment Concentration in Rill Erosion at Field Experiments. JWSS-Isfahan University of Technology 20(78): 125-139.(In Persian)
3. Bagnold R.A. 1966. An approach to the sediment transport problem from general physics. US government printing office.
4. Blake G.R., and Hartge K.H. 1986. Bulk Density 1. Methods of Soil Analysis: Part 1—Physical and Mineralogical Methods, (methodsofsoilan1), 363-375.
5. Bonilla C.A., and Johnson O.I. 2012. Soil erodibility mapping and its correlation with soil properties in Central Chile. Geoderma 189: 116-123.
6. Casalí J., Loizu J., Campo M.A., De Santisteban L.M., and Álvarez-Mozos J. 2006. Accuracy of methods for field assessment of rill and ephemeral gully erosion. Catena 67(2): 128-138.
7. Cerdan O., Le Bissonnais Y., Couturier A., Bourennane H., and Souchère V. 2002. Rill erosion on cultivated hillslopes during two extreme rainfall events in Normandy, France. Soil and Tillage Research 67(1): 99-108.
8. Chen X.Y., Huang Y.H., Zhao Y., Mo B., Mi H.X., and Huang C.H. 2017. Analytical method for determining rill detachment rate of purple soil as compared with that of loess soil. Journal of Hydrology 549: 236-243.
9. Chen X.Y., Zhao Y., Mi H.X., and Mo B. 2016. Estimating rill erosion process from eroded morphology in flume experiments by volume replacement method. Catena 136: 135-140.
10. Chen X.Y., Zhao Y., Mo B., and Mi H.X. 2014. An improved experimental method for simulating erosion processes by concentrated channel flow. Plos one 9(6): e99660.
11. Fallow D.J., Elrick D.E., Reynolds W.D., Baumgartner N., and Parkin G.W. 1994. Field measurement of hydraulic conductivity in slowly permeable materials using early-time infiltration measurements in unsaturated media.
In Hydraulic conductivity and waste contaminant transport in soil. ASTM International.
12. Felton G.K. 1995. Temporal variation of soil hydraulic properties on municipal solid waste amended mine soils. Transactions of the ASAE 38(3): 775-782.
13. Fenli Z. 1989. A Research on Method of Measuring Rill Erosion Amount [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 4.
14. Gao Y., Zhu B., He N., Yu G., Wang T., Chen W., and Tian J. 2014. Phosphorus and carbon competitive sorption–
desorption and associated non-point loss respond to natural rainfall events. Journal of Hydrology 517: 447-457.
15. Ghose D.K., and Samantaray S. 2019. Estimating Runoff Using Feed-Forward Neural Networks in Scarce Rainfall
Region. In Smart Intelligent Computing and Applications (pp. 53-64). Springer, Singapore. RMSE
16. Goodarzi M.S., Amiri B.J., and Navardi S. 2018. Investigating the Optimization Strategies on Performance of Rainfall-Runoff Modeling. EPiC Series in Engineering, 3: 827-835. RMSE VAAAAAa ME
17. Govers G., Giménez R., and Van Oost K. 2007. Rill erosion: exploring the relationship between experiments, modelling and field observations. Earth-Science Reviews 84(3-4): 87-102.
18. Huang Y., Chen X., Luo B., Ding L., and Gong C. 2015. An experimental study of rill sediment delivery in purple soil, using the volume-replacement method. PeerJ 3: e1220.
19. Jin K., Cornelis W. M., Gabriels D., Baert M., Wu H.J., Schiettecatte W., ... and Hofman G. 2009. Residue cover and rainfall intensity effects on runoff soil organic carbon losses. Catena 78(1): 81-86.
20. Klute A. 1986. Water retention: Laboratory methods, Methods of Soil Analysis, Part I, A. Klute, 635–660. Am.
Soc. Agron., Madison, Wisc.
21. Kowalska J.B., Zaleski T., Józefowska A., and Mazurek R. 2019. Soil formation on calcium carbonate-rich parent material in the outer Carpathian Mountains–A case study. Catena 174: 436-451.
22. Lei T.W., Zhang Q.W., and Yan L.J. 2009. Physically-based rill erosion model.
23. Liu F., Zhang G. H., Sun L., and Wang H. 2016. Effects of biological soil crusts on soil detachment process by overland flow in the Loess Plateau of China. Earth Surface Processes and Landforms 41(7): 875-883.
24. Ma Y., Lei T., and Xiusheng Y. 2015. Volume replacement method for partitioning contents of rocks, soil particles and water mixture. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 31(9): 85-91.
25. Miao C., Ni J., Borthwick A.G., and Yang L. 2011. A preliminary estimate of human and natural contributions to the changes in water discharge and sediment load in the Yellow River. Global and Planetary Change 76(3-4): 196- 205.
26. Mirhasani M., Rostami N., Bazgir M., and Tavakoli M. 2019. Threshold friction velocity and soil loss across different land uses in arid regions: Iran. Arabian Journal of Geosciences 12(3): 91.
27. Najafi A., Solgi A., and Sadeghi S.H. 2009. Soil disturbance following four wheel rubber skidder logging on the steep trail in the north mountainous forest of Iran. Soil and Tillage Research 103(1): 165-169.
28. Pansu M., and Gautheyrou J. 2007. Handbook of soil analysis: mineralogical, organic and inorganic methods.
Springer Science and Business Media.
29. Poesen J., Nachtergaele J., Verstraeten G., and Valentin C. 2003. Gully erosion and environmental change:
importance and research needs. Catena 50(2-4): 91-133.
30. Refahi H. 2015. Water erosion and control, Tehran: university of Tehran press, 8th Edition. (In Persian) 31. Refahi H.G. 2003. Water erosion and control, Tehran: university of Tehran press.
32. Ries J.B., and Hirt U. 2008. Permanence of soil surface crusts on abandoned farmland in the Central Ebro Basin/Spain. Catena 72(2): 282-296.
33. Romero C.C., Stroosnijder L., and Baigorria G. A. 2007. Interrill and rill erodibility in the northern Andean Highlands. Catena 70(2): 105-113.
34. Shen H., Zheng F., Wen L., Han Y., and Hu W. 2016. Impacts of rainfall intensity and slope gradient on rill erosion processes at loessial hillslope. Soil and Tillage Research 155: 429-436.
35. Su Z.L., Zhang G.H., Yi T., and Liu F. 2014. Soil detachment capacity by overland flow for soils of the Beijing region. Soil Science 179(9): 446-453.
36. Sumner M. E. 1993. Sodic soils-New perspectives. Soil Research 31(6): 683-750.
37. Toy T.J., Foster G.R., and Renard K.G. 2002. Soil erosion processes, prediction measurement under simulated rainfall. Journal of Soil Science 150: 787-798.
38. Vaezi A.R., and Ebadi M. 2017. Particle size distribution of surface-eroded soil in different rainfall intensities and slope gradients. Journal of Water and Soil 31(1): 216-29. (In Persian with English abstract)
39. Walkley A., and Black I. A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 37(1): 29-38.
40. Wang Y.C., and Lai C.C. 2018. Evaluating the erosion process from a single-stripe laser-scanned topography: A laboratory case study. Water 10(7): 956.
41. Yuequn D., Fang L., Qingwen Zh., Tingwu L. 2015. Determining ephemeral gully erosion process with the volume replacement method,CATENA(131):119-124.
42. Zheng F.L. 1998. Study on interrill erosion and rill erosion onslope farmland of loess area. ActaPedologica Sinica 35(1):95–103. (In Chinese)
رد یمجح ینیزگیاج شور ییاراك بیش رد يرایش شیاسرف دروآرب
كاخ و اه ياه
31
Efficiency of the Volumetric Replacement Method in Estimating Rill Erosion under Different Slopes and Soil Textures in Semi-Arid Region, Zanjan Province
A.R. Vaezi1- E. Mohammadi2- N. Sadeghian3 Received: 10-06-2019
Accepted: 04-11-2020
Introduction: Rills are usually found on the sloping fields worldwide, especially in semi-arid slopes, where vegetation covers are often poor and soils are weakly aggregated. Rill erosion is recognized as an important process of water erosion on agricultural land in these regions and causes a grate amount of soil loss.
Understanding rill erosion rate is important in the prediction of soil erosion and the prevention of soil loss in the lands. Rill erosion is often easy to observe but difficult to measure because of its complexity and stochastic nature. A common method used to determine rill erosion rate is measuring sediment concentration distribution of eroding rill flow under different flow rates. However, it is not only time-consuming but also had to measure. The volume Replacement Method is an easy method to estimate soil loss from rills in the sloped lands. Limited information is available concerning the ability of this method in different soil textures under slope gradients.
Therefore, this study was conducted to evaluate the ability of the method to estimate rill erosion of semi-arid soils.
Materials and Methods:This study was conducted on three different soil textures i.e. loam, clay loam and sandy clay loam under four slope gradients including 5, 10, 15 and 20% using factorial arrangement based on completely randomized block design with three replications in the laboratory. A flume with 0.3 m width and 4 m length was subdivided into strips of 0.1 m width and 4 m length to imitate eroding rills. Soil samples for each soil texture were passed from 8-mm sieve and packed into the flumes at its bulk density in the field. Prior to each experimental run, the soil materials were pre-wetted to reach to water-holding capacity. Tap water was introduced into the rill from the upper end, through a water supply tank and a pump at a constant flow rate of 0.5 L.min-1. After erosion, the flume was lowered to the horizontal position for the measurements of eroded rill volumes. The rill volume was determined using soil samples passed from a 2-mm sieve. Soil loss mass eroded from soil surface was computed using rill volume and original soil bulk density packed into the flume. This value was considered as estimated value using the Volumetric Replacement Method for each soil texture under different slope gradients. The performance of the method was assessed using the measured data for each soil and slope gradient using error measures such as root mean square error (RMSE) and mean absolute error (ME).
Results and Discussion: Significant differences were found among soil textures and slope gradients as well as their interaction on rill erosion rate. The highest rill erosion rate was observed in clay loam (3.166 g.m-2.s-1), whereas sandy clay loam showed the minimum susceptibility to rill detachment (0.962 g.m-2.s-1). Higher fine particles (clay) and lower aggregation as well as weak aggregate stability are the major reasons for higher susceptibility of clay loam to rill erosion. The rill erosion was more sensitive to slope gradient than soil texture and the strongest dependency of rill erosion on slope gradient was found in clay loam (R2= 0.99). With an increase in slope gradient, rill erosion strongly increased except for loam. The Volumetric Replacement Method overestimated rill erosion in all soils and slope gradients. The highest overestimation was observed in sandy clay loam (RMSE=2.72 g/m2.sec and ME= 7.02 g/m2.sec), whereas the lowest overestimation value was in loam (RMSE= 0.60 g/m2.sec and ME= 3.86 g/m2.sec). The performance of the Volumetric Replacement Method decreased in higher slope gradients and the highest overestimation was observed under 20% slope gradient (RMSE=1.86 g/m2.sec and ME= 3.84 g/m2.sec).
Conclusion: Rill erosion is strongly affected by soil texture and slope gradient. Particle size distribution, aggregates percentage and their stability can control the soil’s susceptibility to detach by concentrated water flow. The Volumetric Replacement Method showed higher uncertainty as evaluated in the semi-arid soil textures especially under steep slopes. The change of soil physical properties by water flow especially bulk density result
1, 2 and 3- Professor, Former M.Sc. Student and Former Ph.D. Student, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, respectively.
(*- Corresponding Author Email: [email protected]) DOI: 10.22067/jsw.v35i1.80261
دلج 35 ، هرامش 1 ، نیدرورف تشهبیدرا–
1400
، ص . 32 - Vol. 35, No. 1, March-April 2021, p. 19-32 19
