Toprak Mekansal Varyasyonu ve Zamansal Koşullarla Etkilenmiş Yüzey Akış ve Erozyon
Runoff and Erosion as Affected by Soil Spatial Variation and Temporal Conditions
Yazar: Mamedov, Amrakh İ.; Levy, Guy J.; Mıkaılsoy, Fariz D.
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 2 Ek:A No. 2 Sp:A, 2011
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Runoff,erosion,spatial variation,intrinsic properties and temporal condition ; Yüzey akış, erozyon, mekansal değişimi, içsel özellikleri ve zamansal durumu

Tarım arazileri veya su havzalarında toprağın yüzey akış ile kaybı tüm dünyada ciddi bir sorundur. Tarım alanları, genellikle, toprak özellikleri, değişen sediment yükü, kirleticiler ve hidrolojik hassas alanlar nedeniyle karmaşık bir uzaysal-zamansal değişkenlik gösterebilir. Bu çalışmada, toprağın mekansal değişimi/özelliklerinin ve zamansal koşulların yüzey akış ve toprak erozyonuna etkisi, çok sayıdaki toprak örnekleri üzerinde sistematik bir şekilde araştırılarak değerlendirilmiştir. Değerlendirmede kullanılan toprak özellikleri ve koşulları şunlardır: (1) toprak yapısı sınıfları ve diğer özellikleri; (2) baskın kil mineraloji (kaolinitik illitic ve smectitic), (3) organik madde içeriği, (4) nem içerikleri (kurudan tam doygunluğa kadar); (5) yağmur kinetik enerjisi (KE, 0-22 kJ m-3); (6) yağmur veya sulama suyu ile toprak ıslanma oranları; (7) tarım şekli (konvansiyonel ve minimum toprak işleme), (8) su kalitesi (yağmur, taze, atık veya tuzlu sulama suyu); (9) toprak düzenleyicilerin kullanımı (polimer, jips ve gübre).Yüzey akış ve erozyon kil mineralojisinden oldukça etkilenmekte; yağışın KE, toprak ıslanma oranı ve toprak tuzluluğu katlanarak artmaktadır. Yağışın KE ve su kalitesi, orta ve kaba bünyeli topraklarda, ıslanma koşulları ise kil dokulu topraklarda infiltrasyon, yüzeysel akış ve toprak kaybının belirlenmesinde, baskın bir rol oynamaktadır. Solma noktası ile tarla kapasitesi arasında nem içeriğine sahip yarı-kurak bölgelerdeki toprakların yüzey akış ve toprak kaybına daha az duyarlı olduğu görülmüştür. Minimum toprak işleme etkileri, toprak yapısı ve sulama suyu kalitesine bağımlıdır. Ancak, minimum toprak işlemenin etkileri geleneksele göre daha düşük bulunmuştur. Küçük miktarda polimerin jips ile kombinasyonu, kontrol denemelerine göre, yüzey akış ve toprak kaybını etkili bir şekilde 2-4 kat azaltabilmektedir. Yüzey akış ve toprak erozyonu üzerine sunulan veriler kurak ve nemli bölge topraklarının yüzey akış ve erozyon derecelerinin modellenmesi ve anlaşılmasında önemli ölçüde yardımcı olabilir

Soil loss by overland flow in agricultural lands or watersheds is a severe problem worldwide. Agriculturalfields usually exhibit a complex spatio-temporal variability related to soil characteristics, and hence variable sources ofsediment and pollutant, and hydrologically sensitive areas. We have studied and quantified, in a systematic manner, thecontribution of soil spatial variation/properties and temporal conditions on runoff and soil erosion from numerous soils.The soil properties and conditions included: (1) soil texture classes and other properties; (2) predominant clay mineralogy(kaolinitic, illitic and smectitic); (3) organic matter content; (4) antecedent moisture contents (from dry to full saturation);(5) rain kinetic energy (KE, 0-22 kJ/m3); (6) wetting rates of soil by rainfal or irrigation water; (7) tillage type (conventionaland minimum tillage); (8) water quality (rain, fresh, effluent or saline irrigation water); (9) use of soil amendments(polymer, gypsum and manure).Runoff and erosion were highly affected by clay mineralogy, and increased exponentially with the increase in rain KE,rate of soil wetting and soil sodicity. Rain KE and water quality played a predominate role in determining infiltration, runoffand soil loss in medium- and coarse-textured soils, and wetting condition played a predominate role in fine-texturedsoils. Soils from semi-arid regions, having moisture content in the range between wilting point and field capacity wereless susceptible to runoff and soil loss. Effects of minimum-tillage depend on soil texture and irrigation water quality. However,effects of minimum-tillage were lower than conventional one. Application of a small amount of polymer in combinationwith gypsum may effectively decrease runoff and soil loss by 2-4 times relative to the control.The presented data on runoff and soil erosion may significantly assist in improving our understanding and modelling ofthe changes in the degree of runoff and erosion in arid and humid zone soils.