بررسی اثرات الگوی رگبار و ویژگی های منطقه بر رسوبدهی حوزه آبخیز

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است که نقش کلیدی در امنیت غذایی، اقتصاد ملی و کشاورزی پایدار ایفا می کند. فرسایش خاک، از بارزترین عوامل هدررفت خاک است که فرسایش بارانی از شکل های مهم آن است. از این رو، شناخت دقیق فرایندهای حاکم بر فرسایش خاک و انتقال رسوب در زمینه مدیریت صحیح منابع آب و خاک به منظور رسیدن به توسعه پایدار و همچنین توسعه مدل های فرسایش خاک از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهش های پیشین نشان داده است که الگوی بارش از عوامل تاثیرگذار بر فرسایش بارانی است. پوشش گیاهی نیز با حفظ خاک در برابر اثر قطرات بارش و رواناب از فرسایش خاک می کاهد. در مناطق خشک و نیمه خشک، با توجه به کمبود پوشش گیاهی و رطوبت اولیه بسیار کم خاک، فرسایش بارانی اهمیت ویژه دارد. این پژوهش با توجه به تاثیر الگوی بارش بر فرسایش بارانی و با بررسی الگوی بارش و تغییرات پوشش گیاهی طی 25 سال در دو حوزه آبخیز ابراهیم آباد و رویان شهرستان سمنان انجام گرفت.

برای انجام این پژوهش، ابتدا ویژگی های فیزیکی حوزه های آبخیز با کمک نرم افزار ArcGIS به دست آمد و اطلاعات بارش از باران نگار با دقت 10 دقیقه، استخراج شد. به منظور مقایسه بارندگی ها با مقادیر متفاوت بارش، منحنی بی بعد بارش تجمعی هر رویداد به دست آمد. زمان هر بارش به 10 گام زمانی تقسیم شد و برای دهک های زمانی آن (گام های زمانی)، درصد مقدار بارش مشخص شد. دسته بندی رگبارها بسته به این که وقوع بیشینه بارش در کدام چارک زمانی اتفاق افتاده است، به چارک های یک، دو، سه، چهار تقسیم بندی شد. با توجه به بیشترین مقدار بارندگی بارش در هر چارک، الگوهای آن نامگذاری شد. با توجه به اطلاعات لایه های رسوبی در سد های کوتاه مخزنی واقع شده در خروجی هر حوضه و اطلاعات بارش، رگبارهای مربوط به هر لایه رسوبی مشخص شد و تاثیر الگوی رگبار بر الگوی رسوب مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی شباهت الگوهای بارش و رسوب، از معیارهای میانگین اختلاف در هر گام بارش و رسوب و تغییرات انحراف استاندارد استفاده شد. با نگرش به تغییرات پویای پوشش گیاهی نسبت به دیگر ویژگی های حوضه برای بررسی تغییرات پوشش گیاهی و مساحت آن از داده های سنجش از دور استفاده شد. با توجه به عملکرد موثر و دقت زیاد شاخصNDVI  و تصاویر ماهواره ای لندست در مناطق خشک، برای برآورد پوشش گیاهی، مدیریت و فراخوانی تصاویر ماهواره ای، سامانه Google Earth Engine مورد استفاده قرار گرفت. سپس، به بررسی تاثیر ویژگی های حوضه از جمله شیب، مساحت، جنس خاک، ضریب شکل حوضه و پوشش گیاهی مناطق بر رسوبدهی حوضه ها پرداخته شد.

نتایج نشان داد، میانگین شباهت ها در الگوی بارش و رسوب در حوضه های ابراهیم آباد و رویان به ترتیب 48.2 و 46.1 درصد بوده است. همچنین، با افزایش شماره چارک بارش، درصد رسوبات درشت دانه نیز طی هر رگبار افزایش یافت که گویای نقش مهم الگوی رگبار بر الگوی رسوبدهی حوضه ها است. میانگین ماهانه پوشش گیاهی (حاصل از تصاویر لندست) در حوضه های ابراهیم آباد و رویان در طی دوره مذکور به ترتیب 5.15 و 4.99 درصد به دست آمده است که نسبت به پژوهش های پیشین کمتر برآورد شده است. در این پژوهش، از حد آستانه 0.1 برای شاخص NDVI استفاده شده است که در آن از پوشش های گیاهی بسیار ضعیف صرف نظر شده است.

در مجموع می توان بیان کرد که در هر دو حوضه در بیش از 51 درصد موارد، با افزایش پوشش گیاهی در هر رگبار، ضخامت لایه رسوب مربوطه کاهش یافته است که تاثیر مقادیر و تغییرات پوشش گیاهی بر فرسایش و رسوب حوضه ها را بیان می کند.