بررسی اثر سامانه پخش سیلاب بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (مطالعه موردی: داوودرشید کوهدشت)

کریمی سنگچینی, ابراهیم; یوسفی مبرهن, ابراهیم; ویسکرمی, ایرج; ویسکرمی, فیروزه

doi:10.48308/envs.2024.1447

	بررسی اثر سامانه پخش سیلاب بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (مطالعه موردی: داوودرشید کوهدشت)
فصلنامه علوم محیطی
مقاله 13، دوره 23، شماره 3، 1404، صفحه 753-766 اصل مقاله (1.03 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1447
نویسندگان
ابراهیم کریمی سنگچینی^* ¹؛ ابراهیم یوسفی مبرهن²؛ ایرج ویسکرمی¹؛ فیروزه ویسکرمی³
¹بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم آباد، ایران
²بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سمنان، ایران
³بخش تحقیقات آب و خاک، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم آباد، ایران
چکیده
سابقه و هدف: ایستگاه پژوهشی پخش سیلاب داوودرشید کوهدشت با هدف مهار سیلاب، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی و سازگاری گونه‌های مختلف درختی در منطقه کوهدشت احداث شده است. اهمیت ایستگاه پژوهشی پخش سیلاب داوودرشید کوهدشت زمانی مشخص می‌شود که تا قبل از احداث این طرح، شهر کوهدشت و روستای آب باریکی در معرض وقوع سیل قرار داشته‌اند. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر پخش سیلاب بر بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در ایستگاه پخش سیلاب داوود رشید کوهدشت است. مواد و روش‌ها: ایستگاه پخش سیلاب داوود رشید در مختصات ۴۲ً َ33 ْ۳3 عرض شمالی و ۳ً َ4۱ ْ4۷ طول شرقی (مساحت حدود ۲۳ هکتار) در دشت کوهدشت قرار گرفته است. از دو ناحیه عرصه پخش سیلاب و عرصه شاهد به ترتیب 28 و 20 نمونه از عمق 0 تا ۳۰ و ۳۰-۶۰ سانتی‌متری سطح خاک براساس روش سیستماتیک-تصادفی برداشت شد. در آزمایشگاه خاکشناسی خصوصیاتی نظیر بافت خاک، درصد ماسه، سیلت و رس، اسیدیته ‌(pH)، هدایت الکتریکی (EC) و همچنین، از ویژگی‌های حاصل‌خیزی خاک و مواد غذایی اصلی آن، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، درصد کربنات کلسیم معادل (CCE)، درصد کربن آلی (OC)، فسفر قابل جذب (P)، درصد ازت کل (N) و پتاسیم قابل جذب (K) خاک اندازه‌گیری شد. برای تحلیل آماری داده‌های پارامترهای فیزیکی و شیمیایی داخل و خارج عرصه آزمون t-Student استفاده شد. برای مقایسه تغییرات پارامترهای فیزیکی و شیمیایی در عرصه‌های مختلف پخش سیلاب در اثر سیل‌گیری، از آزمون کروسکال والیس استفاده گردید. نتایج و بحث: نتایج بررسی استفاده از آزمون t بین مقادیر پارامترها در عرصه‌های پخش سیلاب و شاهد نشان داد که در عمق ۰-۳۰ سانتی‌متر خاک، بین مقدار پارامترهای pH، درصد شن، درصد رس، فسفر، EC و درصد نیتروژن تفاوت معنی‌داری وجود دارد. در عمق 30-60 سانتی‌متر، بین مقادیر پارامتر پتاسیم، EC، درصد شن، درصد سیلت، پتاسیم و درصد نیتروژن تفاوت معنی‌داری وجود دارد. که حاکی از اثر گذاری معنادار پخش سیلاب بر روی پارامترهای ذکر شده بوده است. نتایج آزمون کروسکال والیس بین عرصه‌های A، B و C (بالادست، میانه و پایین‌دست) پخش سیلاب نشان می‌دهد که بین مقادیر پارامترهای pH، فسفر و درصد نیتروژن، OC، درصد سیلت و درصد رس در عمق ۰-۳۰ سانتی‌متر تفاوت معنی‌دار و در عمق ۳۰-۶۰ سانتی‌متر، بین مقادیر pH، OC، CEC و CCE و در عمق 30-60 سانتی‌متر خاک عرصه‌های پخش سیلاب تفاوت معنی‌داری وجود ندارد. بین مقدار EC درصد شن، OC، درصد سیلت، فسفر، درصد نیتروژن و درصد رس در عمق 30-60 سانتی‌متر عرصه‌های پخش سیلاب تفاوت معنی‌داری در سطح 05/0 وجود دارد. بین مقادیر پارامتر پتاسیم در خاک با عمق 30-60 سانتی‌متر عرصه‌های مختلف پخش سیلاب تفاوت معنی‌داری در سطح ۰۱/۰ وجود دارد. نتیجه گیری: با احداث پروژه پخش سیلاب داوودرشید کوهدشت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک نسبت به منطقه شاهد تغییر یافته‌اند و همچنین توانسته است که با ایجاد شرایط مناسب زمینه را برای بهبود پوشش گیاهی به دلیل وجود رطوبت بیشتر و خاک حاصلخیزتر فراهم نماید که این مساله در ادامه خود زمینه‌ساز بهترشدن کمیت و کیفیت خصوصیات خاک شده است. همچنین با توجه به اینکه در بالادست عرصه پخش سیلاب آبشویی بیشتر اتفاق افتاده و در پایین دست معمولاٌ رسوب‌گذاری عناصر ریزدانه بیشتر بوده است، کمیت و کیفیت خصوصیات خاک در پایین دست شرایط بهتری نسبت به بالادست عرصه پخش سیلاب داوودرشید نشان داده است.
کلیدواژه‌ها
آزمون کروسکال والیس؛ آزمون t؛ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک؛ عرصه شاهد؛ استان لرستان
عنوان مقاله [English]
Assessment of Flood Spreading Impact on Soil Physico-chemical Properties: A Case Study from Davudarshid, Kohdasht
نویسندگان [English]
Ebrahim Karimi Sangchini¹؛ Ebrahim Yousefi Mobarhan²؛ Iraj Vayskarami¹؛ Firouzeh Vayskarami³
¹Department of Soil Conservation and Watershed Management Research, Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Khorramabad, Iran
²Department of Soil Conservation and Watershed Management Research, Semnan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Semnan, Iran
³Department of Soil and Water Management Research, Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Khorramabad, Iran
چکیده [English]
Introduction: The small part of natural recharge from precipitation in the underground water table of the Kohdasht plain and at the same time the excessive dependence and uncontrolled exploitation of underground water has caused the artificial recharge of the aquifer to be considered as a solution to provide part of the water needs in this region. The purpose of this research is to investigate the effect of flood spreading on the improvement of physical and chemical properties of soil Davudarshid Kouhdasht floodwater spreading station. Material and Methods: 28 samples were taken from the flood spreading area and 20 from the control area based on systematic-random method. The samples were taken from the depth of zero to 30 and 30-60 cm from the soil surface. Characteristics such as soil texture, percentage of sand, silt and clay, acidity (pH), electrical conductivity (EC) and also, from the characteristics of soil fertility and its main nutrients, cation exchange capacity (CEC), equivalent calcium carbonate percentage (CCE) , the percentage of organic carbon (OC), absorbable phosphorus (P), percentage of total nitrogen (N) and absorbable potassium (K) of the soil were measured. Student's t-test was used for statistical analysis of the data of physical and chemical parameters inside and outside the field. The Kruskal-Wallis test was used to compare the changes of physical and chemical parameters in different areas of floodwater spreading due to flooding. Results and Discussion: The results of the investigation using the t-test between the values of the parameters in the fields of floodwater spreading and the control show that there is a significant difference between the values of pH, sand percentage, clay percentage, P, EC and %N parameters in the soil depth of 0-30 cm. At the depth of 30-60 cm, there is a significant difference between the parameter values of EC, sand percentage, silt percentage, K and %N. The results of the Kruskal-Wallis test between areas A, B and C (upstream, middle and downstream) of flood spreading show that there is a significant difference between the values of pH, P and %N , OC, silt percentage and clay percentage in the depth of 0-30 cm of the floodwater spreading areas. At the depth of 30-60 cm, there is no significant difference between the values of pH, OC, CEC and CCE at the depth of 30-60 cm in the soil of floodwater spreading areas. There is a significant difference at the level of 5% between the amount of EC, percentage of sand, percentage of OC, percentage of silt, P, %N and percentage of clay in the depth of 30-60 cm in floodwater spreading areas. There is a significant difference at the level of 1% between the values of the K parameter in the soil with a depth of 30-60 cm in different floodwater spreading areas. Conclusion: With the construction of Davudarshid floodwater spreading, the physical and chemical properties of the soil have changed compared to the control area, and it has also been able to create suitable conditions to improve the vegetation due to the presence of more moisture and more fertile soil, which is the foundation for the future. Improving the quantity and quality of soil properties. Also, due to the fact that in the upstream of the floodwater spreading area, washing occurred more and in the downstream, the sedimentation of fine-grained elements was usually more, the quantity and quality of the soil properties in the downstream showed better conditions than the upstream of the Davudarshid floodwater spreading area.
کلیدواژه‌ها [English]
Kruskal-Wallis test, T-test, Physical and chemical properties of soil, Control area, Lorestan Province

اصل مقاله
Aghaeiafshar, M., & Beheshtirad, M. (2015). Investigating the effect of flood spreading on some physical and chemical soil properties. Environmental Erosion Research, 4(4), 13–26. URL:http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-184-fa.html. [In Persian] Arabkhedri, M., Partoee, K., Ghafari, A., & Sar Reshtedari, A. (1995). Effect of sedimentation on the infiltration efficiency in the traditional water spreading system (Final Reports of Central Researchs of Soil Conservation and Watershed Management, 85 pp.). [In Persian]. https://jwmsei.ir › article-1-1163. Branson, F. A. (1956). Range forage production changes on a water spreader in southeastern Montana. Journal of Range Management, 9(4), 187–191. http://www.jstor.org/stable/3894390 Ghasemzadeh, Z., Izadpanah, M., Zomorodian, M., Mirmohammadmeygooni, S., Shamsi, R., Parhizkar, M., & Shabanpour, M. (2023). Soil inoculation with Bacillus megaterium increases infiltration rate and reduces runoff and soil loss under natural rainfall. Rhizosphere, 28, 100787. https://doi.org/10.1016/ j.rhisph.2023.100787 Ghazavi, R., Vali, A., & Eslamian, S. (2010). Impact of flood spreading on infiltration rate and soil properties in an arid environment. Water Resources Management, 24(11), 2781–2793. https://doi.org/ 10.1007/s11269-010-9579-y Hashemi, H., Berndtsson, R., & Persson, M. (2014). Artificial recharge by floodwater spreading estimated by water balances and groundwater modeling in arid region of Iran. Hydrological Sciences Journal, 60(2), 336–350. https://doi.org/ 10.1080/02626667.2014.881485 Huang, Y., Xiong, T., Zhao, M., Deng, Y., Yang, G., Ban, Y., Lei, T., Yu, X., & Huang, Y. (2024). Influence of soil properties and near-surface roots on soil infiltration process in short-rotation eucalyptus plantations in southern subtropical China. Catena, 234, 107606. https://doi.org/10.1016/j.catena. 2023.107606 Javadi, M. R., Baghery, M., Vafakhah, M., & Gholami, S. A. (2014). Effect of the floodwater spreading on physical soil properties (A Case Study: Delijan Flood Spreading). Journal of Watershed Management Research, 5(9), 119–129. [In Persian]. https://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-874-fa.html Javadi, M. R., & Mahmoodi, E. (2011). Investigation on the effects of water spreading on the variation of some physical and chemical properties of soil (Case Study: Jajarm Water Spreading System). Journal of Sciences and Techniques in Natural Resources, 6(1), 1–16. https://rangelandsrm.ir/article-1-336-en.pdf Jordan, T. E., Whigham, D. F., Hofmockel, K. H., & Pittek, M. A. (2003). Nutrient and sediment removal by a restored wetland receiving agricultural runoff. Journal of Environmental Quality, 32(4), 1534–1547. https://doi.org/10.2134/jeq2003.1534 Ju, X., Lei, G., She, D., Jia, Y., Pang, Z., & Wang, Y. (2024). Impacts of the soil pore structure on infiltration characteristics at the profile scale in the red soil region. Soil and Tillage Research, 236, 105922. https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105922 Kamali, K., Eslami, A. R., Jalali, N., Mostafaei, A., Jalalediny, S. M. S., Ghiasi, N., & Seyedi, E. (2013). Principals of floodwater spreading on aquifers. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute Publication. [In Persian]. https://jwem.areeo.ac.ir/article_115723 Karimi Sangchini, E., Salehpour Jam, A., & Mosaffaie, J. (2022). Flood risk management in Khorramabad watershed using the DPSIR framework. Natural Hazards, 122(1), 3101–3121. https://doi.org/10.1007/s11069-022-05355-2 Liao, Y., Dong, L., Li, A., Lv, W., Wu, J., Zhang, H., Bai, R., Liu, Y., Li, J., Shangguan, Z., & Deng, L. (2023). Soil physicochemical properties and crusts regulate the soil infiltration capacity after land-use conversions from farmlands in semiarid areas. Journal of Hydrology, 626, 130283. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130283 Mahdavi, S. K., Azaryan, A., Javadi, M. R., & Mahmoudi, J. (2016). Effects of Floodwater spreading on some physic – chemical properties and soil fertility (case study: Band-E Alikhan Area, Varamin). Rangeland, 10(1), 68–80. [In Persian]. http://rangelandsrm.ir/article-1-336-en.html Mahdian, M. H., Hosseini Chegeni, E., & Khaksar, K. (2004). Investigating the effect of floodwater spreading on physico-chemical soil properties at Qoosheh station, Semnan province. Pajouhesh and Sazandegi, 61, 39–44. [In Persian]. Mirjalili, A., Tabatabaeizadeh, M., Hakimzadeh, M. R., & Mashhadi, N. (2016). Investigation effect of floodwater spreading on vegetation and soil (Case study: Floodwater spreading of Miankooh, Yazd). Desert Management, 4(7), 26–34. https://doi.org/ 10.22034/jdmal.2016.22241 Moslemi, H. (2018). Impact assessment of Floodwater spreading project on some physico-chemical properties and soil fertility, case study: Tigh Syah- Hashtbandi floodwater spreading in the Hormozgan Province. Watershed Engineering and Management, 10(1), 71–80. https://doi.org/ 10.22092/ijwmse.2018.115723 [In Persian] Moslemi, H., Hossaeinipour, H., & Samali, R. (2019). Impact of aquifer management on some of فصلنامه علوم محیطی نوین، دوره 23 ، شماره 3، پاییز 1404 7۶۶ the characteristics of soil surface parameters in an Arid Environment (Case study: Sarchahan-Haji Abad Floodwater Spreading in Hormozgan Province). Journal of Geographic Space, 19(68), 149–162. https://www.magiran.com/p2132154 Mostafaei, A., Kalantari, N., & Zarkesh, M. K. (2016). Assessing the success of floodwater spreading projects using a fuzzy approach. Water Science and Technology, 74(8), 1980–1991. https://doi.org/10.2166/wst.2016.385 Padyab, M., Feiz Nia, S., Nohtani, M., Ahmadi, H., & Shafiei, A. (2013). Investigation of composition and evolution of clay minerals in floodwater spreading stations. Iranian Journal of Range and Desert Research, 20(3), 345–453. https://doi.org/ 10.22092/ijrdr.2013.5786 Salmasi, R., Behbahaninia, A., Salmasi, F., & Abraham, J. (2024). Flood-spreading effects on the chemical properties of the soil: a case study of the Tasuj station, Iran. Water Supply, 24(4), 995–1004. https://doi.org/10.2166/ws.2024.052 Soleimani, R., Mahdian, M. H., & Kamali, K. (2013). Spatial and temporal variability of soil infiltration as affected by floodwater spreading in southern Dehloran. Journal of Water and Soil Conservation, 20(3), 51–71. [In Persian]. https://jwsc.gau.ac.ir/article_1240.html?lang=en Viskarami, I., Payamani, K. A., Shahkarami, A., & Sepahvand, A. (2013). The effects of water spreading on groundwater resources in kohdasht plain. Journal of Water and Soil Science (Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 17(65), 153–161. [In Persian]. http://jstnar.iut.ac.ir/article-1-1721-en.html Zheng, Y., Li, X. G., Jia, B., & Jiang, R. (2019). Simulation of pedestrians’ evacuation dynamics with underground Floodwater spreading based on cellular automaton. Simulation Modelling Practice and Theory, 94, 149–161. https://doi.org/10.1016/ j.simpat.2019.03.006
مراجع

آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,280 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,479

سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

بررسی اثر سامانه پخش سیلاب بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (مطالعه موردی: داوودرشید کوهدشت)