دکتر مهین کله هویی
-
مقدمه و هدف
شناخت نقش و عامل های موثر بر فرسایش خاک زمینه ی مناسبی را برای مدیریت خوب و شناسایی مناطق فرسایش پذیر فراهم می کند. مدیریت آبخیز، یکی از حساس ترین و پیچیده ترین انواع مدیریت منابع و تولید است. بعد فراکتالی، ابزار بررسی اندازه ی پیچیدگی میان داده ها و ساده سازی پدیده های پیچیده ی طبیعت است. با این ابزار می توان رفتارسنجی و توان ویژگی های ریخت شناسی آبخیز را با ایجاد الگوهای فراکتالی بررسی کرد. از این رو، در این پژوهش ارتباط و تعامل میان ویژگی های ریخت شناسی آبخیز و بعد فراکتال در تولید رواناب و رسوب بررسی شد.
مواد و روش هادر این پژوهش داده های لازم از آمار کشور در ایستگاه های آب سنجی و همدید آبخیز، دریافت شد. ویژگی های آبخیز، بر اساس نقشه های پایه تهیه شد. ویژگی های فراکتالی مطالعه شده با استفاده از روش شمارش جعبه ای در نرم افزار Fractalyse 2.4 محاسبه شد. با روش تحلیل عاملی 85 ویژگی مرتبط با آبخیز شناسایی شد. در این پژوهش برای انجام تحلیل های بیش تر، اندازه ی رواناب و رسوب سالانه با دوره های بازگشت گوناگون بررسی شد؛ بنابراین، پنج سناریوی مختلف بر اساس همگن بودن آبخیز، ویژگی های اقلیمی، ویژگی های فیزیکی و ریخت شناسی آبخیز، ویژگی های فیزیکی و اقلیمی به شکل هم زمان و ویژگی های فراکتالی آبخیز در نظر گرفته شد. هم بستگی میان اندازه اندازه ی آ ب دهی و رسوب برآوردشده (با دوره های بازگشت گوناگون) و ویژگی های مختلف ریخت شناسی نیز انجام شد.
نتایج و بحث:
نتایج روش تحلیل عاملی نشان داد که از میان 85 ویژگی آبخیز، 18 ویژگی موثر شامل مساحت، مساحت شیب 12-8 و 20-12%، مساحت جهت شیب شرق در نه جهته، طول خطوط تراز 100 متری، طول کل آبراهه، زمان تمرکز با روش کرپیچ، اختلاف بلندی، فراکتال خطوط تراز 200 متری، انحراف از معیار رطوبت، اختلاف دما، میانگین شیب، شیب خالص آبراهه ی اصلی، میانگین دما، میانگین رطوبت، میانگین بارش، ضریب کشیدگی و فراکتال محیط آبخیز بودند. همچنین، ویژگی بعد فراکتالی خطوط تراز 200 متری و بعد فراکتالی محیط آبخیز، توانستند به شکل قابل توجهی اندازه ی تغییرات کلی آ ب دهی و رسوب را تبیین کنند. این یافته نقش ویژگی های فراکتالی در روابط آ ب دهی و رسوب را به خوبی بیان کرد.
نتیجه گیری و پیشنهادها:
بر پایه ی نتایج این پژوهش مشخص شد تقریبا تمام عامل های موثر در برآورد آ ب دهی و رسوب در آبخیز های بزرگ، در مساحت و فراکتال محیط آبخیز خلاصه شده است و این دو ویژگی بیش ترین تغییرات آ ب دهی و رسوب را توجیه می کنند. از این رو، با کاهش مساحت آبخیز ها نقش دیگر عامل ها از جمله جهت شیب، شیب خالص آبراهه و غیره در تبیین تغییرات بیشتر مشهود است و می توان گفت برای مهار کردن فرسایش و رواناب آبخیز ها، تقسیم آبخیز های بزرگ به آبخیز های کوچک تر، بهترین اقدام است. گام بعدی انجام اقدام های آبخیزداری در این زیرآبخیزهای کوچک است. کاهش مساحت آبخیزها در بیشتر روابط به تنهایی توانست تا 70% تغییرات رسوب را توجیه کند. پیشنهاد می شود که بهره وران و سودبران از یافته های این پژوهش در اجرای برنامه های توسعه و مدیریت آبخیزها استفاده کنند.
کلید واژگان: آبخیز های همگن, بعد فراکتال, خود تشابهی, فرسایشIntroduction and Goal:
Understanding the role and influencing factors of soil erosion is crucial for effective management and recognition of erodible land areas. Watershed management is one of the most sensitive and complex types of resource and production management. The fractal dimension can be used to examine the complexity of data and simplify complex natural phenomena. This tool enables generating fractal patterns to assess the morphological behavior and power of watersheds. This research focused on the connection and interplay between the morphological characteristics of the watershed and the fractal dimension in the creation of runoff and sediment.
Materials and MethodsIn this research, the necessary data were obtained from the statistics of the country in the water measuring and observation stations of the watershed. The base maps were utilized to determine the watershed characteristics. The calculation of the fractal characteristics was done in Fractalyse 2.4 software by utilizing the box counting method. The factor analysis method was used to identify 85 features related to watershed. In this research, for further analysis, the size of annual runoff and sediment was investigated using different return periods. Therefore, 5 different scenarios were considered based on the homogeneity of the watershed, climatic characteristics, physical and morphological characteristics of the watershed, physical and climatic characteristics simultaneously, and fractal characteristics of the watershed. The correlation between estimated irrigation and sediment size (with different return periods) and different morphological features was also carried out.
Results and DiscussionThe results of the factor analysis technique showed that among the 85 parameters related to the watershed, 18 are the effective parameters of the area, the slope area is 8-12 and 12-20%, the area of the east slope in 9 directions, the length of the 100-m level lines in the watershed, the total length of the stream , the concentration time base Kirpich method, elevation difference, fractal of 200-m level lines, deviation from the moisture standard, temperature difference, average slope, net slope of the main stream, average temperature, average moisture, average precipitation, elongation coefficient and fractal of the basin environment. Also, the fractal dimension of the 200-m horizontal lines and the fractal dimension of the watershed environment were able to significantly explain the overall changes in discharge and sedimentation. This finding explained well the role of fractal characteristics in the relationship between irrigation and sedimentation.
Conclusions and Suggestion:
Based on the results of this research, it was found that almost all the effective factors in estimating discharge and sedimentation in large watersheds are summarized in the area and fractal of the watershed environment, and these two features justify the most changes in discharge and sedimentation. Therefore, with the reduction of the area of watersheds, the role of other factors such as the direction of the slope, the net slope of the waterway, etc., is more evident in explaining the changes, and it can be said that dividing large watersheds into smaller watersheds is the best measure to control the erosion and runoff of watersheds. Implementing watershed management measures in these small sub-watersheds is the next step. The reduction of watershed area in most relationships is sufficient to justify up to 70% of sediment changes. This research findings should be utilized by users and beneficiaries to implement watershed development and management programs.
Keywords: Erosion, Fractal Dimension, Homogenous Watersheds, Runoff, Self-Similarity -
مقدمه
سامانه بارشی در بخش عمده ای از سرزمین ایران، از نوع مدیترانه ای است که در آن میزان ریزش های جوی در دوره رویش گیاهان کم است. علاوه بر این، وقوع بارش در دوره غیررویشی و یا اوایل دوره رویشی که گیاهان هنوز سطح زمین را به خوبی نپوشانده اند، از دلایل مهم فرسایش آبی در ایران است. از آنجایی که پوشش گیاهی نقش ویژه ای در مهار فرسایش خاک و نگهداشت رواناب دارد، هرگونه تغییر در ساختار و الگوی آن که بیان گر الگو و عملکرد سیمای سرزمین است، می تواند اثر قابل توجهی در تغییر فرایندهای هیدرولوژیکی داشته باشد. لذا، ارزیابی از هدررفت آب و خاک و کمی سازی ارتباط آن با سنجه های سیمای سرزمین، اطلاعات کلیدی به منظور توسعه راهبردهای مدیریتی کیفیت آب و خاک فراهم می کند.
مواد و روش هاپژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات مولفه های هیدرولوژیکی در ارتباط با سنجه های سیمای سرزمین در مقیاس کرت های صحرایی دو متر مربعی و با استفاده از باران شبیه سازی شده در شدت 32 میلی متر بر ساعت، در بخشی از مراتع شهرستان اردبیل انجام شد. در ابتدا، با در نظر گرفتن نوع و درصد پوشش گیاهی به عنوان متغیر اصلی، هشت گروه از ترکیب پوشش گیاهی به همراه یک گروه بدون پوشش گیاهی (شاهد) با سه تکرار در نظر گرفته شد. ترکیب و درصد پوشش گیاهی از گروه اول تا هشتم به ترتیب شامل غالبیت گرامینه با ارتفاع کم (45)، ترکیب بوته ای متراکم با گرامینه (43)، بوته ای با ارتفاع کم و پراکنش متوسط (37)، بوته ای پراکنده با ارتفاع عمدتا کم و متوسط (31)، ترکیب بوته ای پراکنده با گرامینه (56)، بوته ای متراکم در بالادست (54)، بوته ای با ارتفاع کم و پراکنش بسیار کم (15) و بوته ای متراکم با پوشش تقریبا یکنواخت (56) بوده است. پس از اندازه گیری رواناب و رسوب در خروجی کرت ها، مولفه های هیدرولوژیکی مختلف محاسبه شدند. سپس، کرت های دارای نه ترکیب مختلف از پوشش گیاهی در سه تکرار قبل و پس از شبیه سازی باران، تصویر برداری شدند. پس از انتقال تصاویر تهیه شده از کرت ها به محیط Arc/Map 10.8، نه سنجه مهم سیمای سرزمین محاسبه شد.
نتایج و بحث:
تغییرات میانگین سنجه های تراکم لکه (26.90-4.43)، شاخص بزرگ ترین لکه (86.75-54.16)، تراکم حاشیه (107.38-17.12)، شاخص شکل سیمای سرزمین (4.47-1.50)، میانگین اندازه لکه (37.46-4.16)، میانگین فاصله نزدیک ترین همسایه اقلیدسی (1.65-0.00)، شاخص گسستگی سیما (2.31-0.19)، میانگین شاخص شکل لکه (22.85-1.24) و اندازه شبکه تاثیرگذار (43.96-15.80)، نشان دهنده تاثیرپذیری متفاوت آن ها از درصد و ترکیب مختلف پوشش گیاهی بوده است. تحلیل ماتریس همبستگی اسپیرمن، ارتباط غیرمعنی داری (r<0.26 و p-value>0.10) بین مقادیر میانگین هدررفت خاک، حجم رواناب، ضریب رواناب و غلظت رسوب با سنجه های سیمای سرزمین نشان داد. کوچک بودن مقیاس کرت های مورد بررسی، عدم تنوع زیاد در ترکیب پوشش گیاهی و یکنواختی از نظر ارتفاع پوشش گیاهی را می توان از دلایل عدم همبستگی ذکر کرد. در حالت کلی، گروه هایی که مقادیر پوشش گیاهی بالای 50 درصد داشتند، از وضعیت بهتری از نظر LPI، AREA_MN و MESH برخوردار بودند که نشان دهنده پیوستگی بیشتر و تخریب کمتر است. افزایش پوشش گیاهی و ناهمگنی مکانی بالای سیمای سرزمین می تواند مسیر انتقال رسوب را تغییر داده، اتصال رسوب را کاهش داده است و منجر به کاهش رسوبگذاری شود.
نتیجه گیرینتایج به دست آمده، در تبیین مرجع مناسب به منظور بهینه سازی اقدامات حفاظت آب و خاک در مقیاس حوزه آبخیز کاربرد دارند. هر چند، پیشنهاد می شود که پژوهش های مشابه و جامع تر در مقیاس های مختلف از کرت های فرسایشی و نیز حتی در مقیاس دامنه صورت بگیرد تا با در نظر گرفتن طیف وسیعی از شرایط پوشش گیاهی، توپوگرافی، اقلیمی و نیز رگبارهای متوالی، امکان مقایسه نتایج، انتخاب بهینه مقیاس مطالعاتی و در نهایت، برنامه ریزی به منظور مدیریت و حفاظت از پوشش گیاهی و منابع آب و خاک، فراهم شود.
کلید واژگان: بررسی میدانی, پوشش مرتعی, تغییرپذیری مکانی, ضریب رواناب, هدررفت خاکIntroductionThe rainfall system of a major part of Iran is mediterranean, where the precipitation amount during the vegetation period is low. In addition, the occurrence of precipitation in the non-vegetation period or beginning of the vegetation period, which does not cover the surface of the earth well, is one of the important reasons for water erosion in Iran. Since vegetation has a special role in soil erosion control and runoff retention, any change in the vegetation structure and pattern, which expresses the landscape pattern and function, can have a significant effect on changing hydrological processes. Therefore, the assessment of soil and water loss and the quantification of its relationship with landscape metrics provide key information for the development of water and soil quality management strategies.
Materials and methodsThe current research was conducted to investigate the hydrological component changes with landscape metrics on 2 m2 plots using simulated rainfall at an intensity of 32 mm.h-1 in a part of rangelands of Ardabil County. At first, considering the type and percentage of vegetation as the main variable, eight groups of vegetation composition along with one group without vegetation (control) were considered with three replications. The composition (and percentage) of the vegetation from the first to the eighth groups, respectively, include low-height graminea predominance (45), the composition of dense bushes with graminea (43), bushes with low-height and medium-distribution (37), sparse bushes mostly with low and medium height (31), the composition of sparse bushes with graminea (56), dense bushes in upper parts (54), low-height bushes with very low distribution (15), and dense bushes with almost uniform distribution (56). After measuring the runoff and sediment at the plot outlets, different hydrological components were calculated. Then, plots with nine different vegetation combinations were imaged in three replicates before and after rainfall simulation. After transferring the images prepared from the plots to the Arc/Map10.8 environment, nine important landscape metrics were calculated.
Results and discussionChanges in the mean patch density (4.43-26.90), largest patch index (54.16-86.75), edge density (17.12-107.38), landscape shape index (1.50-4.47), mean shape area (4.16-37.46), mean Euclidean nearest neighbor distance (0.00-1.65), landscape division index (0.19-2.31), mean patch shape index (1.24-22.85), and the effective mesh size (15.80-43.96) indicate their different influence from different percentage and composition of vegetation cover. Spearman's correlation matrix analysis showed a nonsignificant relationship between the mean soil loss, runoff volume, runoff coefficient, and sediment concentration with landscape metrics (r<0.26 and p-value>0.10). The small scale of the studied plots, the lack of diversity in the vegetation composition, and the uniformity in terms of vegetation height can be cited as the reasons for the lack of correlation. In general, groups with vegetation values above 50% had a better condition in terms of LPI, AREA_MN, and MESH, which indicates more connectivity and less degradation. The increase in vegetation cover and spatial heterogeneity above the landscape surface can change the path of sediment transport, reduce sediment connectivity, and lead to a decrease in sedimentation.
ConclusionThe obtained results are applicable in explaining the appropriate reference to optimize water and soil protection measures on the watershed scale. However, It is suggested that similar and more comprehensive research be done in different scales of erosion plots and even in the landscape (slope) scale so that by considering a wide range of vegetation, topography, climatic conditions, as well as successive rains, it is possible to compare the results, optimum selection of study scale, and finally planning to manage and protect vegetation and water and soil resources.
Keywords: Field survey, Rangeland cover, Runoff coefficient, Soil loss, Spatial Variability -
سیلاب یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی و تاثیرگذار بر هدررفت خاک و آسیب به زیرساخت های انسانی است. هدف پژوهش حاضر، برآورد ارتفاع رواناب تولیدی حاصل از بارش مازاد و تحلیل تغییرات مکانی مقادیر ارتفاع رواناب و حجم رواناب در حوضه آبخیز شارقنج بیرجند است. در این پژوهش میزان رواناب تولیدی ناشی از حداکثر بارش 24 ساعته در دوره های بازگشت مختلف با استفاده از روش SCS برآورد شده است. برای این کار حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاه های اطراف منطقه با روش عکس مجذور فاصله (IDW) میان یابی شد. در ادامه پس از تهیه نقشه شماره منحنی، برای تخمین رواناب نیز از روش SCS استفاده و حجم رواناب محاسبه شد. نتایج نشان داد از غرب به شرق شماره منحنی به دلیل وجود باغ های زرشک و اراضی زراعی آبی کاهش می یابد. براساس نقشه همبستگی مکانی مقادیر ارتفاع رواناب، خوشه های زیاد-زیاد (HL) در بخش های بالادست حوزه تشکیل شده است. هم چنین خوشه های کم-کم (LL) در بخش های پایین دست شکل گرفته که ناشی از مقادیر بالای بارش در بخش بالادست و شیب بالای زیرآبخیزها مرتبط دانست. مقادیر همبستگی مکانی حجم رواناب نشان داد که تجمع حجم رواناب در زیرآبخیزهای واقع در پایین دست منطقه موردمطالعه بیش تر است و تشکیل خوشه های زیاد-کم (HL) کم داده است. به عبارتی در زیرآبخیزهای پایین دست و مجاور خروجی منطقه میزان حجم سیلاب بیش تر شده است. براساس نتایج عوامل مختلف از جمله شیب، کاربری اراضی، شماره منحنی و گروه هیدرولوژیکی خاک بر آن تاثیرگذار است که بر تغییرات مکانی مولفه های ارتفاع و حجم رواناب موثر بوده و رفتار هیدرولوژیک سیلاب را تعیین می کند.
کلید واژگان: اولویت بندی, تغییرات مکانی, رواناب سطحی, خودهمسبتگی, الگوی مکانیStatement of the Problem: Floods are a devastating natural disaster that can cause soil erosion, soil wastage, and damage to human infrastructure in flood-prone areas of watersheds. Therefore, it is crucial to predict and determine the amount of runoff production processes and its safe transfer to the outlet of the watershed. Various factors, including climatic and physiographic parameters, affect the conversion of precipitation into runoff. Climatic factors involve the intensity and duration of rainfall as well as the distribution of rainfall locations. Physiographic parameters include land use type, soil type, watershed area, basin shape, height, slope, direction, and type of drainage network. Therefore, several methods can be used to estimate the runoff generated by rainfall, and one of the commonly used methods in hydrology is the Soil Conservation Service (SCS) method. Furthermore, determining the spatial changes and correlation between the factors of runoff production and flooding can identify flood-prone areas. Therefore, this research utilized geographic information systems (GIS) to provide essential and fundamental information for obtaining direct runoff using the curve number (CN) method. The study aimed to estimate the height of excess rainfall runoff and analyze the spatial variations of runoff height and volume in the Sharganj watershed, Birjand. To achieve this goal, the SCS method was employed to estimate the amount of runoff generated by the maximum 24-hour rainfall in different return periods in the aforementioned watershed. Subsequently, the changes and spatial correlation of the values of the height and volume of the runoff were evaluated in the Sharganj watershed, Birjand.
MethodologyThis study estimated the amount of runoff produced from the maximum 24-hour rainfall in different return periods in the Sharganj watershed using the SCS method. To achieve this, the maximum 24-hour rainfall from surrounding stations was averaged using the IDW method. Next, the SCS method was utilized to estimate the runoff by combining land use maps and soil hydrological groups to prepare the curve number map. The basin runoff volume was then calculated for different return periods. Additionally, the spatial autocorrelation of the runoff height and volume in the 25-year return period was analyzed using the general Moran's index, and their clustering pattern was determined using Anselin Local Moran's Index.
Results and discussionThe Sharganj watershed is primarily used for pastures and agricultural lands, with the former being located in hydrological group C. Despite this, rainfed and irrigated garden lands, mainly located in hydrological group B, have better permeability. Using ArcGIS software, land use maps and soil hydrological groups were combined to prepare a curve number map of the watershed. The results showed that the curve numbers of the sub-watersheds ranged from 68 to 79, with sub-watershed number 9 having the lowest curve number value (68) and sub-watersheds 22, 25, and 29 having the highest (79). The Global Moran's index values presented in Table 3 and Figure 10 showed that the spatial correlation of runoff height and volume had values of 0.1828 and -0.2694, respectively. The curve number decreased from west to east due to the presence of barberry gardens and irrigated agricultural lands. The spatial correlation map of runoff height values showed high-high (HL) clusters forming in the upstream parts of the basin, while low-low clusters (LL) were present in the downstream areas. These patterns were related to the amount of precipitation in the upstream part and the high slope of the upstream sub-watersheds. Meanwhile, the spatial correlation values of runoff volume indicated that the accumulation of runoff volume was higher in the sub-watersheds located downstream of the study area, with low formation of high-low (HL) clusters. This increase in flood volume occurred in the downstream sub-watersheds and adjacent to the outlet of the area. In general, the difference in the cluster pattern of runoff height and volume did not follow the same pattern, which depended on various factors affecting runoff production, such as the amount of precipitation in different parts and the difference in topography. It should be noted that the analysis was based on height and volume values in the 25-year return period, and the results can be expected to be similar for other return periods based on the curve number method.
ConclusionThe research findings suggest that the spatial changes in runoff height and volume components, which impact watershed response and flood producing procedures, are determined by various factors such as slope, land use, curve number, and soil hydrological group. Areas with high amounts of runoff are more susceptible to damages caused by floods and can be prioritized for management measures. Furthermore, the results indicate that the type of surface runoff control measures or flood volume control required will vary, providing valuable guidance for determining the appropriate damage reduction operations. Further studies analyzing the spatial correlation of height and runoff volume variables with other basin features and climatic factors could enhance the understanding of spatial changes. The formation of surface runoff is influenced by various factors related to rainfall and ground conditions, which could be considered in future research.
Keywords: Prioritization, Spatial Changes, Surface runoff, Autocorrelation, Spatial Pattern -
مقدمه و هدف
امروزه نابودی منابع طبیعی یکی از مهم ترین و جدی ترین چالش های فرا راه برنامه های توسعه است. فرسایش خاک یکی از فرآیندهایی است که منابع خاک و آب کشور ما را به صورت مستقیم و غیرمستقیم شدیدا تهدید می کند. فرسایش آبی با شکل های مختلفی روی زمین نمایان می شود که یکی از شکل های پیشرفته آن آبکندها است. فرسایش آبکندی از فرآیندهای مهم نابودی خاک است که در اقلیم های مختلف سبب ازبین رفتن قابل ملاحظه ی خاک و تولید رسوب فراوان می شود. هدف از این پژوهش بررسی ویژگی های ریخت شناسی آبکندهای استان خوزستان و نقش عامل های تاثیرگذار آن بر گسترش مناطق آبکندی است.
مواد و روش هانخست، با جمع آوری داده های موجود و انطباق آن ها با داده های تصویرهای ماهواره ای و سایر داده ها، مناطق آبکندی استان رسم شد. بازدید اولیه ی میدانی برای صحت و سقم این مناطق و تصحیح مرزهای آبکندی انجام شد. از کل مساحت استان خوزستان 6350179 هکتار در اقلیم خشک بیابانی و بیش از 33862 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. اقلیم گرم نیمه خشک نیز حدود 12/1% استان را فرا گرفته است و 16116 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. پس از تعیین مساحت آبکندها و تفکیک مساحت های بیشتر و کم تر از 500 هکتار، به دلیل اختلاف در شکل ظاهری، پستی بلندی و پوشش گیاهی، از اقلیم گرم و خشک بیابانی و گرم و نیمه خشک به ترتیب دو و یک منطقه معرف و از هر معرف دو تکرار انتخاب شد. نیم رخ های عرضی و طولی آبکندهای معرف و تکرار، رسم شد و پس از نمونه برداری خاک، کلیه ویژگی های شکل شناسی آبکندها اندازه گیری شد.
نتایج و بحثبراساس نتایج، آبکندهای استان بیشتر در دشت های با شیب کم با خاک عمیق و بافت شنی لومی، سیلت و یا سیلت لومی با زمین های مرتعی و گاهی زراعی و سطح مقطع U شکل به وجود آمده است. آبکندهای درخزینه و روستای شریف، با اندازه های 1260 و 912 سانتی متر و آبکند درخزینه با اندازه ی 420 سانتی متر بیش ترین عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. هم چنین آبکندهای چغازنبیل، درخزینه و چغازنبیل با اندازه های 30 سانتی متر کم ترین عمق و عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. نیم رخ عمومی پنجه ای و از نظر عمقی در رده ی آبکندهای با عمق متوسط و راس عمودی بودند.
نتیجه گیری و پیشنهادهامی توان نتیجه گرفت ویژگی های ذاتی خاک، سازند و جنس زمین شناسی، اقلیم، شدت بارندگی به عنوان عامل های طبیعی و نابودی پوشش گیاهی، تغییر کاربری زمین ها و نبودن مدیریت صحیح، عملیات غیراصولی جاده و پل سازی، احداث و نصب تاسیسات نفتی و حتی تیرهای برق به عنوان عامل های انسانی در روند گسترش آبکندها نقش دارند؛ اما تنوع و تغییر تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین محیطی است. این شرایط ایجاب می کند که پژوهش های بیشتری برای شناسایی هر چه بهتر عامل های موثر در رخداد فرسایش خندقی و اندازه ی مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده در نقاط مختلف و با شرایط زمین محیطی متفاوت اجرا شود.
کلید واژگان: چغازنبیل, ریخت شناسی اقلیمی, فرسایش خاک, کاربری زمین, نیم رخ عمومیIntroduction and ObjectiveToday, the destruction of natural resources is one of the most important and serious challenges facing development programs. Soil erosion is among the processes that directly and indirectly threaten our country's soil and water resources. Water erosion appears on the earth in different forms, one of the advanced forms of which is the gulies. Gully erosion is one of the important processes of soil destruction, which in different climates causes significant soil losses and the production of large amounts of sediment. The purpose of the present research is to investigate the morphological characteristics of the gullies of Khuzestan province and the role of its influencing factors in the expansion of the gully areas.
Materials and MethodsFirst, by collecting available data and comparing it to satellite image and other data, the province's gullies have been defined. The first field visit focused on verifying the integrity of these areas and correcting the gullies boundaries. The total area of Khuzestan province approximately is 64000 km2 in the dry desert climate, and more than 33,862 ha of it is under the influence of gully erosion. The hot semi-arid climate also covers approximately 12,1% of the province and 16,116 ha have experienced gullies erosion. After determining the area of gullies and dividing the areas above and below 500 ha, due to the difference in appearance, topography, and vegetation, 2 and 1 representative areas were selected from the hot-dry desert and hot-semi-arid climates, respectively, and 2 replicates were selected from each representative. Longitudinal and cross-sectional profiles of representative and replicated gullies were drawn and after soil sampling, all morphological features of the gullies were measured.
Results and DiscussionAccording to the results, most of the gullies of the province have been created in the plains with a low slope with deep soil and loamy sand texture, silt or silt loam with pasture, and sometimes agricultural land and U-shaped cross-section. Darkhazine and Sharif gullies, with 1260 and 912 cm, and Darkhazine gullies with 420 cm value have the maximum width of top, bottom and depth in the cross-section of 75%. Also, the gullies of Choghazanbil, Darkhazine and Choghazanbil with values of 30 cm have the lowest depth, top and bottom width in the cross-section area of 75%. The overall profile is scratched, and in terms of depth class, they are in the category of medium-deep gullies with a vertical top.
Conclusion and SuggestionsIntrinsic characteristics of soil, formation and geological type, climate, intensity of rainfall as natural factors, and destruction of vegetation, land use change and the lack of proper management, unprincipled road and bridge construction operations, construction and installation of oil facilities and electricity bars as human factors have played a role in the process of gully expansion. However, the diversity and change of the number and degree of influence of different factors from one point to another and the difference in their participation in the formation and expansion of the gully are based on the environmental conditions of the land. These conditions require that more research be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and their participation in the formation and expansion of this phenomenon in different places and with different environmental conditions.
Keywords: ChoghaZanbil, General profile, land use, Morphoclimatic, soil erosion -
افزایش ناگهانی رشد جمعیت و به دنبال آن محدودیت و کمبود در عرضه منابع آب شیرین در سطح جهان باعث فراهم شدن شرایط جدیدی برای کشورهای واقع در کمربند خشک و نیمه خشک شده است. پروژه های متعددی ازجمله آبیاری و زهکشی، کنترل سیلاب و ساخت سد به منظور حفظ، بهبود و بهره برداری بهینه از این منابع باارزش اجراشده است. دراین بین سدها ابزاری بسیار مهمی برای مدیریت آب رودخانه برای توسعه اجتماعی-اقتصادی و هم چنین بهبود وضعیت اکولوژیکی تخریب شده سیستم رودخانه و خدمات آن ها به شمار می رود. سدها بسته به مکان و زمان درزمینه جریان زیست محیطی دارای نقش منفی و مثبتی است که در این میان هزینه های زیست محیطی آن ها قابل توجه می باشد. مطابق نتایج مستندات و گزارش های انجام شده احداث سد دربرگیرنده تغییرات زیست محیطی از جنبه های مختلف هجوم و افزایش گونه های مهاجم تا افزایش دسترسی به زیستگاه های تخم ریزی برای ماهیان مهاجر بوده است. امروزه چالش پیش روی مدیران و دانشمندان درک و مدیریت بهتر عواقب ناشی از حذف سدها می باشد. به همین تقدیر هدف از نوشتار حاضر ارایه رویکردهای حذف سد بر تغییرات اکولوژیکی می باشد. نتایج این پژوهش می تواند اطلاعات باارزشی از تغییر رفتار سدها روی ویژگی های محیط زیست را به کنش گران بخش های مربوطه ارایه دهد.
کلید واژگان: بوم سازگان, تنوع زیستی, زیستگاه, زیست محیطی, مدیریت منابع آبThe sudden increase in population growth, followed by the restriction and scarcity of the world's supply of freshwater resources, has created new conditions for countries in the arid and semi-arid belts. To conserve, enhance and make the best use of these valuable resources, several projects have been implemented, including irrigation and drainage, flood control and dam construction. Meanwhile, dams are a very important tool to manage the river water for socio-economic development and also to improve the deteriorated ecological status of the river system and its services. Depending on place and time, dams play both negative and positive roles in environmental flows, with significant environmental costs. According to the results of the documents and reports, the construction of the dam has brought about environmental changes from various aspects of invasion and increase in invasive species to improving access to spawning habitats for migratory fish. The challenge for managers and scientists today is to better understand and manage the consequences of dam decommissioning. For this reason, the purpose of this study is to present the approaches of removing the dam on ecological changes. The results of this research can provide stakeholders in the responsible departments with valuable information about the changes in the behavior of dams on the environmental properties.
Keywords: Biodiversity, Ecosystems, environment, habitat, water resource management -
مقدمه و هدف
فرسایش خندقی متاثر از عامل های فراوانی است، که همراه با زیان های فراوان اقتصادی و اجتماعی موجب ازبین رفتن و هدررفت حجم وسیعی از خاک می شود. متغیر بودن تنوع، تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین است. چنین شرایطی سبب شده تحقیقات بیش تری جهت شناسایی هر چه بیش تر عامل های اثرگذار در رخداد فرسایش خندقی و اندازه مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده انجام شود. پژوهش حاضر، باهدف برآورد حجم هدررفت خاک ناشی از فرسایش خندقی در آبخیزهای هدام و شریف استان خوزستان برنامه ریزی شده است. آبخیز مدرس شوشتر با داشتن زیرآبخیزهای شریف و هدام به عنوان یکی از آبخیزهای مهم و خاص استان هرساله وسعت زیادی از زمین های کشاورزی آن مورد تهدید فرسایش خندقی قرار می گیرد.
مواد و روش هابرای انجام این پژوهش، نخست در منطقه ی موردمطالعه در طول دوره ی 20 ساله (1391-1372) بخش های دارای خندق روی نقشه ی پستی وبلندی با مقیاس 1:250000 مشخص شد. سپس از هر طبقه اقلیمی گرم- خشک بیابانی و گرم- نیمه خشک، 15 خندق شناسایی و بررسی شد. ویژگی هایی از قبیل شیب نقطه ی اولیه ی ایجاد خندق و شیب پیشانی خندق از روش میدانی و با استفاده از متر نواری، تراز و دستگاه شیب سنج اندازه گیری و مساحت سراب پیشانی خندق در محیط گوگل ارث محاسبه شد. هم چنین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک هرکدام از خندق ها آزمایش شد.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که متوسط درصد خاک لخت در بالای پیشانی خندق های انتخاب شده آبخیزهای هدام و شریف به ترتیب 99/8 و 97/26 % بود. بر اساس ویژگی های خاک، عامل اصلی ناپایداری خاک و ایجاد فرسایش در خندق های هر دو آبخیز شوری خاک EC است. ویژگی های ریخت شناسی خندق ها نشان داد که تمامی خندق ها در آبخیز هدام دارای مقطع V شکل هستند. در آبخیز شریف تنها خندق B12، دارای مقطع V شکل و مابقی U شکل است. آبخیز هدام دارای بیش ترین ژرفا، بیش ترین عرض پایین و بیش ترین عرض بالای خندق نسبت به آبخیز شریف است. در آبخیز شریف و هدام مجموع حجم هدررفت خاک به ترتیب 23000 و 51579 مترمکعب است. در آبخیز هدام، خندق های A18 و B1 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک، به اندازه ی 11599 و 1612 مترمکعب است. در آبخیز شریف نیز خندق های A2 و B4 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک به اندازه ی 5282 و 369 مترمکعب است.
نتیجه گیری و پیشنهادها:
مهم ترین عامل در هدررفت خاک و گسترش خندق ها، ویژگی های آبخیز در سراب پیشانی خندق (گستره و شیب آبخیز) و هم چنین ریزدانه بودن خاک (لای زیاد) و بالا بودن شوری خاک بوده است. با توجه به لخت بودن بیش ازحد خاک، افزایش زبری سطح خاک با استقرار پوشش گیاهی، به عنوان یکی از روش های سازگار و کم هزینه در امر حفاظت منابع خاک است. برای مهارکردن گسترش فرسایش خندقی افزایش ماده ی آلی خاک، اصلاح خاک های شور و سدیمی با کاربرد اصلاح کننده ها و هم چنین انحراف رواناب های پیشانی خندق ضروری است.
کلید واژگان: آبخیز هدام, تولید رسوب, ریخت شناسی, سطح مقطع خندق, فرسایش خاک, کاربری زمینIntroduction and ObjectiveGully erosion affected by many factors causes the destruction and loss of large volumes of soil along with great economic and social damage. The variability of diversity, the number and size of the influence of different factors from one point to another and the difference of their participation in the formation and expansion of gullies is based on the conditions of the land. Such conditions have caused more researches to be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and the extent of their participation in the formation and expansion of this phenomenon. In this regard, the present study has been planned with the aim of monitoring and evaluating the effective factors in the development of gullies in the Haddam and Sharif watersheds of Khuzestan province. Modares Shushtar watershed, having Sharif and Hadam subwatersheds, as one of the important and typical basins of the province, every year a large area of its agricultural land is threatened by gully erosion.
Materials and MethodsIn order to carry out this research, first, the parts with gullies in the study area were identified on the topography map with a scale of 1:250,000 during the 20-year period (1993-2012). Then, 15 gullies have been identified and investigated from each climate class of hot-dry desert and hot-semi-arid. Features such as the slope of the initial point of creating a gully and the slope of the front of the gully were calculated by the field method and using a tape measure, level and inclinometer measuring device and the mirage area of the gully front in the Google Earth softwave. Also, the physical and chemical characteristics of the soil of each gully were tested.
Results and DiscussionThe results showed that the average percentage of bare soil above the head cut of selected gullies in Haddam and Sharif watersheds is 99.8% and 97.26%, respectively. Based on soil characteristics, the main cause of soil instability and erosion in gullies in both watersheds is EC. The morphometric characteristics of the gullies showed that in the Haddam watershed, all gullies are V-shaped in terms of cross section, and in the Sharif watershed, only gullies are B12, V-shaped and the rest are U-shaped. The Haddam watershed has the highest depth, width, and top of the gully compared to the Sharif watershed. The total volume of soil loss in Sharif and Haddam watersheds is 23000 and 51579 m3, respectively. Gullies A18 and B1 in Haddam watershed have the highest and lowest soil loss volume, at 11599 and 1612 m3, respectively. In the Sharif watershed, the maximum and minimum soil loss volume of gullies related to gullies A2 and B4 are 5282 and 369 m2, respectively.
Conclusion and Suggestions :
The most important factors in the volume of soil loss and expansion of gulies are the characteristics of the watershed located upstream of the gully front (such as the extent and slope of the watershed) as well as the fineness of the geological formation (silt) and high soil salinity. Due to the excessive bareness of the soil, increasing the roughness of the soil surface with the establishment of vegetation is one of the compatible and low-cost methods in protecting soil resources. In order to control the spread of gully erosion, it is necessary to increase soil organic matter, modify saline and sodium soils with the use of modifiers, and also divert the runoff from the gully front.
Keywords: Gully cross section, Haddam watershed, land use, morphometric, soil erosion, sediment yield -
مقدمه و هدف
فرسایش خاک امروزه به یکی از بزرگ ترین معضل های دنیا به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک تبدیل شده است که مسایل محیط زیستی، کشاورزی و امنیت غذا را تحت تاثیر قرار می دهد. از طرفی رشد و توسعه فعالیت های بشری همراه با تغییر کاربری اراضی و تخریب منابع ازجمله عوامل موثر بر شدت فرسایش است. حال آن که تاکنون رویکردهای پیشگیرانه مبتنی بر ارزیابی خطر فرسایش خاک برای اتخاذ تدابیر صحیح مدیریتی کم تر موردتوجه قرارگرفته است. ازاین رو، پژوهش حاضر باهدف بررسی خطر و شناخت مناطق حساس به فرسایش خاک در حوزه آبخیز ساحلی سورک استان هرمزگان با استفاده از مدل ICONA انجام شد.
مواد و روش ها:
لایه های ورودی اطلاعاتی شیب، سطوح سنگی و کاربری اراضی، برای کاربست مدل مزبور در آبخیز مطالعاتی با یکدیگر هم پوشانی شد. نقشه خطر فرسایش پذیری خاک نیز با هم پوشانی دو نقشه فرسایش خاک و حفاظت خاک تهیه شد.
یافته ها:
نتایج به دست آمده ضمن معرفی زیرحوزه های آبخیزهای با اولویت بالای مدیریتی بر گسترش نسبی خطر فرسایش خاک در منطقه موردمطالعه به ترتیب در محدوده خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد با مقادیر یک 31/08، 28/23 ، 12/01 ، 28/67درصد دلالت داشت.
نتیجه گیرییافته های حاصل از پژوهش حاضر علاوه بر تایید توانایی مدل مزبور در تخمین خطر فرسایش خاک در حوزه آبخیز مطالعاتی بر امکان استفاده از نقشه خطر فرسایش تهیه شده به عنوان ابزار مناسب برای مدیران و کارشناسان اجرایی در انجام موثر مدیریت آب وخاک منطقه تاکید داشت.
کلید واژگان: ارزیابی کیفی فرسایش, تخریب خاک, راهبرد حفاظت خاک, منطقه ساحلی جاسک, نقشه خطر فرسایش پذیریIntroduction and ObjectiveToday, soil erosion has become one of the most severe problems in the world, especially in arid and semi-arid regions, affecting environmental, agricultural, and food security. The growth and development of human activities, land-use change, and resource degradation are among the factors affecting erosion intensity. However, preventive approaches based on soil erosion risk assessment have received less attention to taking proper management measures. Due to the importance of preventive measures and soil erosion control, this study was conducted in the costal Sourak Watershed in Hormozgan Province using the ICONA model to investigate erosion risk and identify erosion-sensitive areas.
Material and MethodsThe information input layers of steepness, rock surfaces and land- use are overlapped for the employ of this model in the study watershed. Soil erodibility risk map was also developed using complying soil erodibility and soil conservation maps.
ResultsThe results, besides prioritizing sub-watersheds, portrayed the erosion risk at different levels of very low, low, moderate, high, and very high with relative area extension of less than one percent, 31.08, 23.28, 12.01, and 28.67%, respectively.
ConclusionThe findings of the current research, in addition to confirming the ability of the applied model to estimate the risk of soil erosion in the study watershed, emphasized the possibility of using the erosion risk map as a suitable tool for managers and executive experts in the effective management of water and soil in the region.
Keywords: Jask Coastal Region, Qualitative Soil Erosion Assessment, Soil Conservation Strategy, Soil Degradation, Soil Erodibility Map -
فرسایش بادی یکی از مهم ترین عوامل اصلی در ایجاد کانون های گردوغبار در بسیاری از مناطق کشور است که در اثر تخریب اراضی و سوء مدیریت در بسیاری از مناطق ایران دیده می شود. بدین تقدیر هدف این تحقیق شناسایی شکل ناهمواری ها (مرفولوژی)، فعالیت، ویژگی های فیزیکی - شیمیایی و مینرالوژیکی شن زارهای استان کرمانشاه می باشد. در این مطالعه به منظور دستیابی به نتایج پژوهش با استفاده از مطالعات میدانی و پرسشنامه ای کانون های بحران در سطح استان کرمانشاه شناسایی شد. سپس با استفاده از نمونه برداری از نقاط بحرانی، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی اراضی ماسه ای در مناطق بحرانی استخراج گردید. نتایج نشان داد مهم ترین شکل موجود در اراضی بیابانی منطقه موردمطالعه پیکان ماسه ای و درجه فعالیت شن زارها نیمه فعال و بیش تر آن ها تثبیت نشده می باشند. منشا این ماسه ها از سازندهای آغاجاری است که در منطقه گسترش داشته و هرساله مقداری ماسه از آن ها هوا دیده و جدا می گردد و توسط باد بر روی اراضی کشاورزی و مرتعی قرار می گیرد و بخشی هم حاصل رسوبات ماسه ای رودخانه های فصلی است. بررسی بینی کولر عناصر درخشان در بین نهشته های بادی قصرشیرین، حاکی از نقش موثر آبرفت های رودخانه ای و تپه های اطراف در تغذیه مناطق ماسه ای می باشد. فعالیت های کشاورزی مانند عملیات آماده سازی بستر برای کاشت موجب اضافه شدن این مواد فرسایش یافته به خاک اصلی شده و تغییر بافت خاک سطحی را به همراه داشته است. بر اساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی نمونه ها عمدتا فاقد گچ، ماسه ای و با pH بین 18/7 تا 95/7 و مقدار EC بین 32/0 تا 18/3 میلی موس بر سانتی متر در نوسان است. بنابراین پهنه های شناسایی شده جزء ماسه زارهای با اشکال پیکانی ماسه ای، غیرشور، نیمه فعال، تثبیت نشده می باشند. بررسی مورفوسکوپی نمونه ها نشان می دهد که بیش ترین درصد نمونه های ماسه ای به شکل زاویه دار بوده که حاکی از فاصله نسبتا کم بین محل برداشت و رسوب گذاری است. پیشنهاد می شود در راستای جلوگیری از تغییر بافت خاک و نیز تخریب ساختمان خاک ، اقدامات حفاظتی (احیاء پوشش گیاهی، احداث بادشکن زنده، مالچ پاشی و بهبود هوموس خاک) مناسب انجام شود.
کلید واژگان: شن زارها, فرسایش پذیری, کانون بحران, گردوغبار, مرفولوژیThe purpose of this study is to identify the shape of ruggedness, activity, physical-chemical and mineralogical characteristics of sands in Kermanshah province. The results showed that the most important form in the desert lands of the study area is the sand arrow and the degree of activity of the sand dunes is semi-active and most of them are unstable.
Keywords: Crisis center, Erodibility, Dust, Morphology, Sand dunes -
امروزه الگوهای جدید برنامه ریزی در سطح حوزه آبخیز به منظور اجرای طرح های مشارکتی جایگاه ارزشمند یافته است. برنامه ریزی در حوزه های آبخیز با مشارکت و شریک قراردادن ذی نفعان منطقه در روند تهیه و اجرای طرح ها می تواند گامی موثر در افزایش پایداری منطقه باشد. رویکردهای مشارکتی باید کاملا در راستای دانش، تجربیات، ارزش ها و منافع ذی نفعان مختلف باشد. این مطالعه با هدف بهره گیری از ادراک و رویکردهای ساکنان حوزه آبخیز محمدآبادگنبکی کرمان به منظور یافتن راهبردهای بهینه مدیریت حوضه برنامه ریزی شده است. مطالعه پیش رو، اهمیت و ضرورت تحلیل SWOT را برای ترکیب ترجیحات ذی نفعان در فرآیند تصمیم گیری نشان می دهد. پژوهش حاضر در سه مرحله، فهرست نمودن عوامل درونی (نقاط قوت-ضعف) و بیرونی (فرصت و تهدید)، تهیه ماتریس ارزیابی عوامل داخلی (IFE) و خارجی (EFE) و تهیه ماتریس برنامه ریزی راهبردی کمی (QSPM) انجام شده است. نتایج حاصل نشان داد که قطب تولید مرکبات و خرمای مضافتی کشور با وزن 444/0، وجود کانون های گردوغبار در منطقه با وزن 198/0، توانمندی تولید برق از سد نسا با وزن 384/0 و اقتصادی تک بعدی مبتنی بر تولید خرما با وزن 247/0 به ترتیب مهم ترین نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید منطقه است. توان بالقوه بالای منطقه در ایجاد کارگاه های زودبازده تجاری با توجه به شرایط موجود از طریق امکان پرورش زنبور عسل با وجود مرکبات، امکان احیای صنایع دستی، افزایش تولیدات کشاورزی و گیاهان دارویی، ایجاد گلخانه با کشت آب کشت و پرورش ماهی، امکان احیای صنعت دام پروری، فراهم کردن مراکز بسته بندی و فرآوری خرما و مرکبات، مهم ترین راهبرد در زمینه فراهم نمودن بازار کار برای جوانان، کاهش فقر اقتصادی و مهاجرت ساکنین را به دنبال دارد.
کلید واژگان: آبخیزنشینان, اولویت بندی, برنامه ریزی, توسعه پایدار, حفاظت خاکToday, new patterns of planning at the watershed level have found a valuable place in order to implement collaborative projects. Planning in watersheds with the participation and partnering of regional stakeholders in the process of preparing and implementing plans can be an effective step in increasing the sustainability of the region. Collaborative approaches must be fully aligned with the knowledge, experiences, values, and interests of the various stakeholders. This study is planned with the aim of taking advantage of the perceptions and approaches of the residents of the Mohammad Abad Ganbaki watershed, Kerman, in order to find optimal strategies for the management of the watershed. For this reason, in the upcoming study, it shows the importance and necessity of SWOT analysis to combine the preferences of stakeholders in the decision-making process. For this purpose, the current study has been carried out in three stages, listing the internal (strengths-weaknesses) and external (opportunities and threats), preparing the assessment matrix of internal (IFE) and external (EFE) factors, and preparing the quantitative strategic planning matrix (QSPM). The results showed that the production pole of citrus fruits and dates in the country with a weight of 0.444, the existence of dust centers in the region with a weight of 0.198, the potential of electricity generation from the Nessa Dam with a weight of 0.384 and a one-dimensional economy based on date production with a weight of 0.247 are the most important strengths, weaknesses, opportunities and threats of the region. The high potential of the region in creating early productive commercial workshops according to the existing conditions through the possibility of raising honey bees with the presence of citrus fruits, the possibility of reviving handicrafts, increasing agricultural production and medicinal plants, creating a greenhouse with hydroponic cultivation and fish farming, the possibility of reviving the animal husbandry industry, providing date and citrus packing and processing centers are the most important strategy in the field of providing a job market for young people, reducing economic poverty and migration of residents.
Keywords: Prioritization, Planning, Stakeholders, Soil conservation, Sustainable development -
فرسایش خندقی سهم زیادی در تخریب سرزمین دارد. بنابراین، شناسایی عوامل تشدیدکننده و پیش بینی مناطق حساس به آن امری ضروری است. تحقیق حاضر، با هدف تعیین توزیع مکانی و اقلیمی عرصه های خندقی در استان کرمانشاه و شناخت ویژگی های مورفولوژیک و عوامل اصلی گسترش آن ها انجام شده است. ابتدا، با استفاده از عکس های هوایی 1:20000 و 1:50000، مناطق عمدتا خندقی استان مشخص و سپس، این اطلاعات با استفاده از عملیات میدانی تصحیح شد. محدوده های اقلیمی مناطق خندقی، با استفاده از نقشه های موجود و به روش دومارتن اصلاح شده مشخص شد. در هر اقلیم یک تا سه منطقه خندقی به عنوان هدف تعیین و در هر یک از آن ها یک خندق معرف و دو تکرار شناسایی و با عملیات میدانی و بازدید میدانی شناسنامه خندق ها تکمیل شد. این مشخصات شامل موقعیت، تیپ اراضی، ابعاد در سر بالاکند در فواصل 25، 50 و 75 درصد از بالاکند، طول، نیم رخ و پلان عمومی خندق بوده است. نتایج نشان داد که حدود 17 درصد استان تحت تاثیر فرسایش خندقی قرار دارد. خندق ها در هشت اقلیم استان و عمدتا در تیپ اراضی تپه و دشت های دامنه ای و عمدتا با مقطع ذوزنقه ای و پلان عمومی پنجه ای و نیم رخ پیشانی عمودی و در سازندهای تبخیری گروه فارس پراکنش دارند. پهنه های خندقی سرفیروزآباد، سومار و جبارآباد بیشترین میانگین عرض بالا، پایین و عمق خندق را در میان سایر پهنه های خندقی دارند. در بین عوامل موثر در ایجاد و گسترش خندق، می توان به شدت بارندگی، شیب، فرسایش پذیری خاک به عنوان عوامل طبیعی و تخریب پوشش گیاهی بالادست حوضه، تغییر کاربری و بهره برداری نامناسب به عنوان عوامل انسانی در گسترش فرسایش خندقی اشاره داشت.کلید واژگان: پهنه های خندقی, تغییر کاربری, توزیع مکانی, عوامل انسانی, عوامل طبیعیGully erosion contributes severe land degradation. It is therefore, necessary to identify the aggravating factors and to provide for sensitive areas to gully development. The aim of this study was to determine the spatial and climatic distribution of gully in Kermanshah Province, Iran and to identify the morphological characteristics and the main factors of their development. First, using 1: 20,000 and 1: 50,000 aerial photographs, the predominantly gully areas of the province were identified and then this information was corrected using field suevey. The climatic zones of the gully areas are identified using existing maps and modified by the Domarten Method. In each climate, one to three gully areas were identified as targets and in each of them a gully was identified and two replications were identified. The gully chanel chrectreristices were location, landuse, dimensions at the head-cut, intervals of 25, 50 and 75%, slope, width, length and cross section. The results showed that 17% of areas in the Kermanshah Province was affecterd by gully erosion comprising eight sub-climate classes. Dominat topographic conditions of gullies were developed at hilly and gentle plain areas with Trapezoidal cross section. The cross section indicated deep and V-shaped gully in marl formations (Fars group). These areas included Sarfiroozabad, Somar and Jabbarabad where most of gully measures were deeper and wider than other parts. Among the effective factors in creating and expanding the gully, we can mention heavy rainfall, slope, soil erodibility and destruction of vegetation upstream of the basin as natural factors and change of land use and improper exploitation as human factors in developing gully erosion.Keywords: Gully areas, human factors, Land use change, natural factors, spatial distribution
-
مقدمه و هدف
فرسایش خندقی یکی از منابع اصلی هدررفت خاک در حوزه های آبخیز و هم چنین یکی از عوامل اصلی ذخیره رسوب در مخازن سدها، و در آبرفت رودخانه ها است. علاوه بر آن فعالیت های انسانی، می تواند سبب وقوع تشدیدی این فرسایش شود که پیامدهای بسیار نگران کننده ای را به دنبال دارد. بدین منظور تحقیق حاضر با هدف تعیین آستانه های محیطی فرسایش خندقی و نیز طبقه بندی مورفوکلیماتیک این عرصه ها در استان کرمانشاه انجام شده است.
مواد و روش هابرای این مهم ابتدا با جمع آوری اطلاعات از مراجع ذی ربط و نیز با استفاده از عکس های هوایی 1:20000 و 1:50000 مناطق عمده خندقی استان که روی تصاویر نمایان بودند مشخص و سپس این اطلاعات با استفاده از عملیات میدانی و مشخص نمودن آن ها بر روی نقشه توپوگرافی تصحیح گردید. محدوده های اقلیمی مناطق خندقی استان با استفاده از نقشه های موجود و بر اساس روش دومارتن اصلاح شده مشخص شد. سپس در هر اقلیم یک تا سه منطقه خندقی به عنوان هدف مشخص گردید و در هریک از آن ها یک خندق معرف و دو تکرار شناسایی و با عملیات میدانی و بازدید صحرایی شناسنامه این خندق ها تکمیل شد. این مشخصات شامل موقعیت، تیپ اراضی، ابعاد در سر هدکت و در فواصل 25، 50 و 75 درصد از راس، طول، پروفیل و پلان عمومی خندق بوده است. ضمنا نمونه گیری از خاک در مقاطع فوق انجام و در آزمایشگاه برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. هم چنین از روش آماری کلاسیک تحلیل خوشه ای برای طبقه بندی خندق ها استفاده شد.
یافته هانتایج این تحقیق نشان داد که تفاوت هایی در مشخصات مهم مورفومتری و آستانه توپوگرافی خندق های مورد بررسی در مناطق مختلف خندقی استان و در اقلیم های مختلف وجود دارد که عمدتا ناشی از اقلیم، نوع سازند، توپوگرافی و پوشش گیاهی این منطقه است. طبقه بندی خندق ها بر اساس روش کلاسه بندی نشان داد که با سطح تشابه 97/5 درصد، سه کلاس کلی برای مناطق خندقی قابل شناسایی است.
نتیجه گیریمناطق خندقی در اقلیم های خشک بیابانی (مناطق گرم) استان در یک کلاس، پهنه های خندقی واقع در ارتفاعات میانی و اقلیم نیمه خشک سرد در کلاس دوم و پهنه های خندقی موجود در اقلیم های نیمه خشک سرد تا مدیترانه ای سرد در کلاس سوم تشابه پهنه های خندقی قرار دارند. خندق های فعال استان عمدتا در تیپ اراضی تپه و دشت دامنه ای قرار دارند. نتایج این پژوهش سیمایی از عوامل موثر و تاثیرگذار در ایجاد خندق ها را نشان دهد که بر اساس آن می توان نحوه مهار آن ها را در برنامه ریزی آینده و مدیریت مسیولین اعمال نمود.
کلید واژگان: طبقه بندی اقلیمی, فرسایش خندقی, کلاسترینگ, مورفوکلیماتیکIntroduction and ObjectiveGully erosion is one of the main sources of soil loss in watersheds and also one of the main causes of sediment storage in dam reservoirs and river alluvium. In addition, human activities can exacerbate this erosion, which has very worrying consequences. Therefore, the present study was conducted to determine the environmental thresholds of gully erosion and also the morphoclimatic classification of these areas in Kermanshah province.
Material and MethodsTo do this, first by collecting information from relevant authorities and also using aerial photographs 1: 20,000 and 1: 50,000, the main gully of the province that were visible on the pictures and then this information using field operations and specifying them on corrected on topographic map. Climatic zones of gully in the province were identified using existing maps based on the modified Domarten method. Then, in each climate, one to three gully were identified as targets, and in each of them, a representative gully was identified and two replications were identified, and the field identification of these gully was completed by field operations and field visits. These characteristics included location, land type, dimensions at the head of the gully and at intervals of 25, 50 and 75% of the top, length, profile and general plan of the gully. In addition, soil sampling was performed in the above sections and some physical and chemical properties of soil were measured in the laboratory. The classical statistical method of cluster analysis was also used to classify gully.
ResultsThe results of this study showed that there are differences in the important morphometric characteristics and topographic threshold of the studied gully in different gully in the province and in different climates, which are mainly due to the climate, type of formation, topography and vegetation of this area. Classification of gully based on the classification method showed that with a similarity level of 97.5%, three general classes can be identified for gully.
Conclusiongully areas in arid desert climates (warm regions) of the province in one class, gully zones located in the middle altitudes and cold semi-arid climate in the second class and gully zones in cold semi-arid climates to the Mediterranean colds are in the third class similar to gully. The active gully of the province are mainly located in the hill and plain lands. The results of this study show a picture of effective and influential factors in creating gully, based on which it is possible to apply how to control them in future planning and management of officials.
Keywords: Clustering, Climatic classification, Morphoclimatic, Gully erosion -
مقدمه و هدف
با توجه به اهمیت خاک و نقش مهم آن در تحول کشورها، روش های فراوانی برای حفظ این سرمایه ملی و مقابله با پیامدهای فرسایش خاک ارایه شده است. در سال های اخیر، ایران نیز همانند سایر کشورها با استفاده از حفاظت کننده های آلی و غیرآلی خاک گامی موثر برای حفاظت خاک برداشته است. در همین راستا هدف مطالعه حاضر، بررسی اثر خاکپوش ذرت بر میزان تغییرات رواناب و رسوب است.
مواد و روش هااین مطالعه در خاک لومی -شنی در مقیاس کرت های کوچک آزمایشگاهی با شیب 20 درصد و با استفاده از شبیه ساز باران با شدت 50 میلی متر بر ساعت با تداوم بارشی 10 دقیقه ای انجام شد. بدین منظور سه سطح پوشش 25، 50 و 75 درصد خاکپوش ذرت و چهار سطح رطوبتی، هوا خشک، 15، 20 و 30 درصد، طی سه تکرار در نظر گرفته شد.
یافته هانتایج این پژوهش نشان داد که اعمال پوشش خاکپوش ذرت تاثیر معنی داری بر کاهش رواناب و رسوب در سطح 99 درصد داشته است. با ثابت در نظرگرفتن سطح های رطوبتی، مقدار رواناب و رسوب تولیدی در کرت های بدون پوشش (شاهد) و پوشش 25، 50 و 75 درصد به ترتیب 4422، 4290، 3943 و 3619 میلی لیتر و 296، 136، 62 و 33 گرم بوده است. نتایج درصد تغییرات رواناب، رسوب و زمان شروع آن ها نیز نشان داد که خاکپوش در سطح های پوشش حفاظتی 25، 50 و 75 درصد و رطوبت های مختلف توانست مقدار رواناب را به ترتیب 3/14، 11/25 و 19/29 درصد، رسوب به ترتیب 62/06، 77/09 و 88/85 درصد نسبت به تیمار شاهد (بدون پوشش حفاظتی) کاهش دهد. درصد تغییرات زمان شروع رواناب و رسوب نیز به ترتیب 32/23، 73/38 و 136/82 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش یافته است.
نتیجه گیریبر اساس تغییرات آب نمود و رسوب نمود مشخص شد که پوشش حفاظتی 75 درصد خاکپوش ذرت در سطح های رطوبتی هواخشک، 15، 20 و 30 درصد به ترتیب با داشتن 645، 452، 215 و 99 ثانیه در افزایش زمان شروع رواناب و رسوب در مقایسه با تیمار شاهد موثرتر از سایر سطح های پوششی به کار برده شده، بوده است. هرچند که دو مقدار دیگر (25 و 50 درصد) نیز بر افزایش زمان شروع رواناب و رسوب تولیدی نیز موثر بودند. علم به روند تغییرات رواناب و رسوب و زمان شروع آن ها با اعمال پوشش حفاظتی می تواند ابزاری مفید و راهکاری کارا برای امر حفاظت خاک و آب پیشنهاد شود.
کلید واژگان: زمان شروع رواناب, سطح های رطوبتی, کرت کوچک آزمایشگاهی, هدررفت خاکIntroduction and ObjectiveGiven the importance of soil and its significant role in the countries evolution, numerous methods are presented to preserve this national capital and to combat the soil erosion consequences. In recent years, Iran like other countries, has taken an effective step to protect soil using organic and inorganic soil preservatives. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of corn mulch on rate and changes runoff and sediment.
Material and MethodsThis study was in loam – sandy soil in scale small plots laboratory and using a rain simulation with an intensity of 50 mm / h with a10-minute duration has been done. For this purpose, three levels of protective cover of 25, 50 and 75% of corn mulch one control treatment (without conservation cover) with four levels of moisture, air dry, 15, 20 and 30% were considered in three replications.
ResultsThe results of this study showed that application of corn mulch has a significant effect on runoff and sediment reduction at 99% level. Considering the moisture levels, the amount of runoff and sediment yield in uncoated (control) and 25, 50 and 75% plots were 4422, 4290, 3943 and 3619 ml and 296, 136, 62 and 33 g, respectively. The results of percentage change of runoff, sediment and start time of them showed that the cover at 25, 50 and 75 percent protective cover and different moisture levels were 3.14, 11.25 and 19.29 percent, respectively. Sediment reduction was 62.06%, 77.09% and 88.85%, respectively, compared to the control treatment (without protective cover). The percentage of changes in runoff and sediment of them increased by 32.23%, 73.38% and 136.82%, respectively.
ConclusionBased on the changes in hydrograph and sediment graph, it was found that 75% corn mulch at 15, 20, and 30% moisture content at 645, 452, 215 and 99 seconds, respectively, was more effective in increasing runoff and sediment time to runoff compared to the control treatment other cover surfaces have been used. However, two more (25 and 50%) were also effective in increasing production time to runoff and sediment. knowledge the trends of runoff and sediment changes and their time by applying conservation cover can be a useful tool and effective solution for soil and water conservation.
Keywords: Corn straw, Moisture levels, Small plots laboratory, Soil loss, Sediment, Time to Runoff -
این پژوهش با هدف ارایه راه کار جدید وزن دهی راهبردهای SWOT در مدیریت یکپارچه حوزه آبخیز آسیاب رود مازندران انجام شده است. بر این اساس، ابتدا ماتریس SWOT و جداول شناسایی شاخص های راهبردی عوامل درونی و بیرونی تشکیل شد و در ادامه ماتریس های ارزیابی عوامل درونی و بیرونی مورد بررسی قرار گرفت. راهکار جدیدی که در بحث وزن دهی راهبردهای SWOT مورد استفاده قرار گرفت، بر این مبنا بود که امتیار نهایی هر راهبرد در تعداد قوت ها و فرصت های موثر در آن ضرب شد و نتایج نهایی بر اساس این اولویت ها مورد تحلیل قرار گرفت. بر اساس تحلیل نقاط قوت و ضعف، تعداد نه نقطه قوت و هشت نقطه ضعف مورد شناسایی قرار گرفت. کمیت و کیفیت مناسب آب با وزن 0.444، سردی هوا با وزن 0.395، بهره برداری از آب معدنی با وزن 0.288 و فقر اقتصادی با وزن 0.493 به ترتیب به عنوان مهمترین نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید شناسایی شدند. بر اساس ماتریس های ارزیابی عوامل درونی و بیرونی در مدل SWOT، راهبرد تقویت حس رضایت مندی ساکنین هم بر اساس روش مرسوم و هم راهکار جدید بیشترین امتیاز را به خود اختصاص داد. با نگاه دقیق می توان به این نتیجه رسید که تقویت حس رضایت مندی بین ساکنین، زمانی به تحقق می پیوندد که مشکلات مردم در بخش های مختلف معیشتی اعم از اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، بیشتر مورد توجه قرار گیرد و با ارایه برنامه های مدون باعث افزایش رضایت مندی و نیز کاهش مهاجرت به مناطق شهری شود. به طورکلی، می توان نتیجه گرفت که با توجه به مشکلات و راه حل های مطرح شده در این پژوهش، بایستی برنامه ریزی صحیح و کاربردی به منظور جبران ضعف ها و تقویت هر چه بهتر قوت ها به منظور توسعه حوزه آبخیز آسیاب رود به کار گرفته شود.
کلید واژگان: برنامه ریزی راهبردی کمی, وزن دهی, توانمندسازی جوامع محلی, توسعه پایدار, ماتریس SWOTThe present research aimed at presenting a new SWOT strategy for integrated watershed management of Asiabrood in Mazandaran Province. At first, the SWOT matrix and the tables identifying the strategic indicators of internal and external factors were formed and then internal and external evaluation matrices were analyzed. A new strategy used in the discussion of the weighting of SWOT strategies was based on the fact that the final value of each strategy was multiplied by the number of effective strengths and opportunities and the final results were analyzed based on these priorities. Based on analysis of strengths and weaknesses, nine strengths and eight weaknesses were identified. The suitable water quantity and quality with a weight of 0.444, low air temperature with a weight of 0.395, mineral water utilization with a weight of 0.288 and economic poverty with a weight of 0.493, respectively, were the most important strengths, weaknesses, opportunities and threats. According to the internal-external factors evaluation matrix in the SWOT model, the strategy of increasing the sense of satisfaction of residents, based on the conventional method and the new strategy, gave the highest value. With a careful look, it can be concluded that strengthening the sense of satisfaction between residents happens when People problems in different sectors of livelihoods, including economic, social and cultural, have been considered more and, by presenting correct programs, have increased satisfaction and reduced migration to urban areas. In general, it can be concluded that due to the problems and solutions presented in this study, proper and applied planning should be used to compensate for the weaknesses and to strengthen the strengths as much as possible in the development of Asiabrood watershed.
Keywords: Empowering local communities, Integrated Watershed Management, Quantitative strategic planning, Sustainable development, SWOT analysis -
ECOPERSIA, Volume:8 Issue: 4, Autumn 2020, PP 231 -245Aims
Aim of the present study is to describe the history and outcomes of the Iranian Conference on Watershed Management Sciences and Engineering (WMSE) from 1973 to 2019.
Instruments & MethodsThe archives of 14 WMSE conferences were first collected. Then, important information was derived and analyzed. 25 questionnaires were also analyzed.
FindingsThe WMSE conference activities interrupted from late-1970s to early 1990s because of the Iran-Iraq war, Iranian Cultural Revolution and closure of the universities. Then, after 18 years from the 3rd WMSE conference, the Watershed Management Society of Iran (WMSI) decided to continue holding the series of watershed management conferences. According to the analysis of the last 11 conferences, 2794 papers with 5029 authors have been presented. In total, 2635, 2177, and 47 students respectively with PhD, MSc, and BSc students were contributed. In addition, 862 and 238 contributions were respectively made from university and research institute parts. The temporal pattern of number of papers published in the WMSE conference showed a cyclic pattern during 11 conferences which increased one and a half times (i.e., 54%) in seven years from 2008 to 2014, followed by a sharp decline in 2016 (71%; Yasouj City) and 2017 (77%; Malayer City).
ConclusionDespite a large number of papers presented in the WMSE conferences, knowledge about the watershed governance needs to be improved. It was proved that 48, 32, 16, and 4% of the WMSE contributors respectively anticipated the medium, good, bad, and very bad future for WM state in the country.
Keywords: Environmental Issues, Management of Watersheds, Natural Resources, Research Trend, Watershed Management Society of Iran -
بیلان آب و تجزیه جریان داخل یک حوضه از لحاظ برنامه های توسعه ای و بهره برداری آب از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. لذا هدف از پژوهش پیش رو کاربرد و ارزیابی مدل چهار متغیره سالاس در برآورد و پیش بینی میزان دبی خروجی حوزه آبخیز باغان استان بوشهر می باشد. داده های مورد نیاز برای اجرای مدل بارش و دبی می باشد که بدین منظور داده های بارش ایستگاه هواشناسی باغان و دبی خروجی ایستگاه هیدرومتری باغان از سال 1359 تا سال 1388 تهیه گردید. مدل سالاس از تعدادی زیر مدل ساده که فرآیندهای مختلف جریان را در حوضه مشخص می سازند، نظیر رواناب سطحی، نفوذ، تبخیر و تعرق، نفوذ عمقی، جریان پایه به دست می آید. به منظور کالیبراسیون مدل از تابع مجموع مربعات خطا استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیش ترین مقدار بارندگی در حوضه از طریق تبخیر و تعرق از حوضه باغان خارج می شود. نتایج نشان داد مقدار ریشه میانگین مربعات خطای نسبی قبل و بعد از بهینه سازی ضرایب مدل چهار متغیره سالاس به ترتیب از 2/18 درصد به 1/5 درصد و میانگین خطای مطلق از 10/13 به 0/73 کاهش پیدا کرد. هم چنین نتایج نشان داد در سال هایی که مقدار دبی خروجی به صورت متوسط است، مقدار شبیه سازی به مقدار مشاهداتی آن بسیار نزدیک می باشد. در سال های پرآبی که مقدار دبی خروجی بسیار بیش تر از سال های نرمال است، مقدار شبیه سازی بسیار کم تر از مقدار مشاهداتی آن می باشد.
کلید واژگان: بیلان آب, تبخیر و تعرق, ذخیره سفره, رواناب سطحی, جریان پایهWater balance and flow analysis within a basin is particularly important in terms of water development and utilization programs. Therefore, the purpose of this study is to evaluate and predict the outflow rate of Baghan watershed in Bushehr province. The data required for the implementation of the rainfall and discharge models were used to obtain the precipitation data of the Baghan Meteorological Station and the discharge of Baghan Hydrometric Station from 1981 to 2010. The Salas model is derived from a number of simple sub models that characterize different flow processes in the basin such as surface runoff, infiltration, evapotranspiration, deep infiltration and base flow. Error squares were used to calibrate the function model. The results of this study showed that the highest amount of rainfall in the basin was evacuated from the basin by evapotranspiration. The results showed Relative root mean square error before and after optimization of the coefficients of the four-variable Salas model decreased from 2.18% to 1.5% and the mean absolute error from 10.13 to 0.73. and mean error of the Salas four-variable model showed that in the years when the discharge value is almost average, the simulation value is very close to the observed value, and when the discharge value is much higher than the normal years, the simulation value is the less than its observed value.
Keywords: Water Balance, Evapotranspiration, Aquifer Storage, Surface Runoff, Base Flow -
در بوم سازگانهای جنگلی، ویژگی های پوشش گیاهی همراه با متغیرهای اقلیمی تاثیر زیادی بر توزیع اجزای بارش و چرخه آب میگذارد. از طرفی، چرخه آب کارکرد بسیار زیادی در روابط بین خاک، پوشش گیاهی و محیط در سطوح مختلف به عهده دارد. این چرخه یکی از پدیده های مهم اکولوژیکی در جامعه های زیستی به خصوص در بومسازگان جنگلی است. پژوهش حاضر با هدف اندازه گیری مقادیر بارش، هدررفت ربایشی، میانگذر، ساقاب در توده های بلوط، اوجا و انجیلی در محل دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس شهرستان نور به عنوان نمایندگان توده های جنگلهای هیرکانی کشور انجام شده است. اندازه گیری اجزای بارش توسط 23 ظرف جمع آوری کننده طی دوره یک ساله از تاریخ 15/08/1397 تا 15/08/1398 با ثبت 34 رگبار انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین میزان ساقاب به ترتیب در تیپهای بلوط، انجیلی و اوجا با مقدار 97/0، 56/0 و 34/0 درصد بود. بین ساقاب و بارندگی کل یک رابطه افزاینده و قوی در تیپ انجیلی (70/0=R2) به دست آمد. بیشترین میزان هدررفت ربایشی به ترتیب در گونه های بلوط، اوجا و انجیلی با مقدار 19، 17 و 8 درصد بوده است. تحلیل رگرسیون بین میزان بارندگی کل و میانگین هدررفت ربایشی در گونه بلوط (61/0=R2) در اوجا (62/0=R2) و در گونه انجیلی (46/0=R2) مشاهده شد. نتیجه آزمون ANOVA نیز موید نبود اختلاف معنادار بین هدررفت ربایشی (790/0=P) و میانگذر (894/0=P) بین سه تیپ مطالعاتی بوده است. در حالی که اختلاف بین میزان رطوبت موجود در لاشبرگهای بلوط نسبت به دو تیپ اوجا و انجیلی (015/0=P) و همچنین، بین مقادیر ساقاب تیپهای بلوط و اوجا (009/0=P) معنادار بوده است.
کلید واژگان: اکوهیدرولوژی, چرخه آب, مدیریت جنگل, هدررفت ربایشی, هیدرولوژی جنگلIn forest ecosystems, vegetation characteristics along with climatic parameters have a great influence on the distribution of precipitation components and water cycle. The present study was therefore conducted to measure the amounts of interception loss, throughfall and stemflow in Quercus castanifolia, Ulmus glabra and Parotica Percica at the campus of Faculty of Natural Resources of Tarbiat Modarres University, Noor, as representative of Hyrcanian forests of the country. Precipitation measurements were carried out by 23 collector containers over the course of a year from 06/10/2018 to 06/10/2019 with 34 storm events. The results showed that the rates of steamflow in Quercus, Parotica and Ulmus species were 0.97, 0.56 and 0.34%, respectively. There was a strong and positive and linear relationship between steamflow and precipitation in the Parotica type (R2 = 0.70). The interception losses were also 19, 17 and 8% in the Quercus, Ulmus and Parotica species, respectively. Regressions were also satisfactorily established between total precipitation and mean interception loss with coefficient of determination of 0.61, 0.62 and 0.46 for Quercus, Ulmus and Parotica stands, respectively. The results of ANOVA verified no significant difference between interception loss (P = 0.790) and throghfall values (P = 0.894) among the three study species. However, there was significant difference (p=0.015) between the moisture contents of litters in Quercus sp. compared to other two types of Ulmus sp. and Parotica sp. There was also significant difference between the values of Quercus sp and Ulmus sp (P = 0.009).
Keywords: Ecohydrology, Forest Hydrology, Forest management, Interception Loss, water cycle -
سیلاب از مهم ترین مخاطراتی است که عوامل انسانی و محیطی فراوانی موجب بروز آن می شود. سال های آبی 1397-1396 و 1398-1397 به ترتیب از نظر خشکسالی و ترسالی در طول دوره آماری ثبت شده کشور بسیار کم سابقه است. در سال آبی 1398-1397 تا تاریخ 20/01/98 درصد اختلاف متوسط بارندگی در کل کشور با موقعیت مشابه زمانی در سال آبی گذشته و متوسط دراز مدت به ترتیب 181 و 46 درصد بوده است. در این میان بررسی آمار و ارقام و علل مربوط به سیلاب می تواند از آن جهت مفید واقع شود که دید صحیح و واقع گرایانه ای را به سیاست گذاران و تصمیم گیران در اتخاذ تصمیم های آتی ارایه دهد تا از بروز حوادث مشابه جلوگیری شود. در این پژوهش با بررسی منابع، مستندات و گزارش های مرتبط به بررسی علل وقوع سیلاب اخیر کشور (اواخر اسفند ماه 1397 و نیمه اول فروردین ماه 1398) به ویژه سیلاب استان گلستان پرداخته شد که منتج به بیان مهم ترین و اثرگذارترین دلایل سیلاب به همراه ارایه پیشنهادات کاربردی قرار گرفت تا متناسب با آن راهکارهای مدیریتی اتخاذ گردد.
کلید واژگان: بارش سالانه, تاب آوری فعال, سیلاب, مدیریت, محیط زیستFlood is one of the most important hazards that many human and environmental factors can cause. water years 2017-2018 and 2018-2019 are drought and tragic, respectively, during the recorded statistical period of the country is very low. In the water year from 2018 to 2019, as of the date of 09/04/2019, the average difference of rainfall in the whole country with a similar situation in the last year and the medium-long term was 181 and 46 percent, respectively. In the meantime, surveying statistics and flood-related causes can be useful in providing a true and realistic view of policy-makers and decision-makers to make future decisions to prevent similar occurrences. In this research, in particular, the flood of Golestan province was investigated by studying the sources, documentation and reports related to the causes of recent flood events in the country (late March, 2018 and the first half of April, 2019), which resulted in the most important and effective reasons of the flood. Submission of practical suggestions was made in order to adapt management solutions.
Keywords: Flood, Management, Environment, Annual Rainfall, Active Resilience -
امروزه از خاکپوش های آلی به عنوان پوشش حفاظتی سطح خاک استفاده می شود. این مطالعه به منظور بررسی اثر پوشش حفاظتی کاه و کلش کلزا بر مولفه های زمان شروع و ضریب رواناب در خاک لومی –شنی در مقیاس کرت های آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه ساز باران با شدت 50 میلی متر بر ساعت با تداوم بارشی 10 دقیقه ای انجام شده است. بدین منظور سه سطح پوشش حفاظتی کاه و کلش کلزا و یک تیمار شاهد با چهار سطح رطوبتی با سه تکرار مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که اعمال پوشش حفاظتی موجب افزایش و کاهش، زمان شروع و ضریب رواناب می شود. افزایش سطح پوشش حفاظتی در هریک از سطح های رطوبتی به ترتیب سبب افزایش و کاهش، زمان شروع و ضریب رواناب شده، به طوری که تیمار بدون پوشش حفاظتی با رطوبت 30 درصد کمترین زمان شروع و بیشترین ضریب رواناب را با مقادیری برابر 28 ثانیه و 19 درصد دارا بوده و تیمار 75 درصد پوشش حفاظتی با رطوبت هواخشک بیشترین زمان شروع و کمترین ضریب رواناب با مقادیری برابر 635 ثانیه و چهار درصد را دارا بوده است. افزایش سطح های رطوبتی سبب افزایش ضریب رواناب و کاهش زمان شروع آن می شود ولی با اعمال پوشش حفاظتی از شدت آن کاسته شده است. خاکپوش های آلی سبب تاخیر در وقوع و کاهش مقدار ضریب رواناب می شود.
کلید واژگان: حفاظت آب و خاک, سطوح پوششی, سطوح رطوبتی, شبیهساز باران, شدت بارشNowadays, organic mulches are used as protective cover for the soil surface.This study in order to investigate the effect of protective cover straw Colza on the components of start time and runoff coefficient in loam – sandy soil in laboratory scale and using a rain simulation with an intensity of 50 mm / h with a 10-minute duration has been done. For this purpose, three levels of protective cover of straw Colza one control treatment with four levels of moisture, were considered in three replications. The results showed that the application of protective cover of straw Colza would increase and decrease respectively, start time and runoff coefficient. Increasing the level of protective coating in each of the moisture levels increased and decreased, the start time and the runoff coefficient, so that the treatment without protective coating with a moisture content of 30 percent had the lowest starting time and the maximum runoff coefficient with values equal to 28 seconds, and 19 percent and 75 percent of protective cover with dry air humidity had the highest starting time and the lowest runoff coefficient with values equal to 635 seconds and 4percent. Increasing the level of moisture reason increases the runoff coefficient and decreases its onset time, but by applying the protective cover of straw Colza its intensity has decreased. Organic mulch cause delay in occurrence and reduces the amount of runoff coefficient.
Keywords: Coverage levels, Moisture levels, Rainfall Intensity, Rainfall simulation, Runoff, Water, Soil Conservation -
خشکسالی یک خطر جدی با اثرات بسیار گسترده بر روی خاک، اقتصاد و تهدید معیشت و سلامت جوامع محلی می باشد. این بلا به عنوان یک پدیده ناگوار اقلیمی که بطور مستقیم جوامع را از طریق محدودیت در دسترسی به منابع آب تحت تاثیر قرار می دهد، هزینه های اقتصادی، اجتماعی و محیطی زیادی را به همراه دارد. شاخص های خشکسالی هواشناسی مستقیما از روی داده های هواشناسی نظیر بارندگی محاسبه می شوند و در صورت فقدان داده های مذکور، در پایش خشکسالی مفید واقع نخواهند شد. لذا تکنیک سنجش از دور می تواند ابزاری مفید در پایش خشکسالی به شمار رود. هدف از این مطالعه پایش خشکسالی و سلامت پوشش گیاهی در شهرستان کرمانشاه با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست می باشد. بدین منظور ابتدا با بررسی داده های باران سنجی و سینوپتیک ایستگاه های موجود و با استفاده از مدل شاخص بارش استاندارد شده خشک ترین سال و یک سال مرطوب به عنوان نمونه انتخاب شد. در این مطالعه دو سال 1394 و 1395 به عنوان سال های خشک و تر انتخاب شد و سپس پوشش گیاهی منطقه با تصاویر لندست مورد مقایسه قرار گرفت. ابتدا پیش پردازش و پردازش های لازم همانند تصحیح هندسی و رادیومتریک بر روی تصاویر ماهواره ای انجام شد. سپس شاخص های شرایط دمایی، شاخص وضعیت پوشش گیاهی و شاخص سلامت پوشش گیاهی برای پایش خشکسالی تهیه گردید. بدین ترتیب در مرحله بعد نتایج این مطالعه نشان داد تصاویر لندست و شاخص های ساخته شده دارای قابلیت لازم برای پایش خشکسالی می باشد. نتایج این تحقیق می تواند گزینه مناسبی برای تصمیم گیران به منظور بررسی نظارت، بررسی و حل و فصل شرایط خشکسالی موثر باشد و ضرورت تعریف نمایه ای را دوچندان کند.
کلید واژگان: پایش خشکسالی, سنجش از دور, شاخص سلامت پوشش گیاهی, کرمانشاهIntroductionDrought is a serious danger with very extensive impacts on the soil, economy, and the threat to the livelihood and health of local communities. This disaster as an unpleasant climatic phenomenon that directly affects the communities through restrictions on access to water resources, causes high economic, social and environmental costs. Meteorological drought indicators are calculated directly from meteorological events such as precipitation, and in the absence of these data, drought monitoring will not be useful. Due to the fact that meteorological drought indicators are only valid for a single location and do not have the required spatial resolution and are also dependent on weather station information, and these stations are often distributed distantly, the reliability of these indicators has been questioned. Given the characteristics of satellite data such as spatial and temporal resolution, extensive coverage of studied areas, and direct investigation of vegetation status by satellite indices, many studies have been carried out for drought modeling using this technology and these indicators. Over the past four decades, far-reaching drought monitoring tools have been widely developed and drought monitoring models are widely proposed, which are generally based on vegetation indices, surface temperature, humidity and reflection in the visible and infrared regions. These include leaf water content index, vegetation cover index and temperature - drought - vegetation index. Therefore, remote sensing techniques can be a useful tool in drought monitoring. The purpose of this study is to monitor drought and vegetation health in the city of Kermanshah using LANDSAT satellite imagery. For this purpose, first, by examining the rain-gauging and synoptic data of existing stations and using the standard precipitation index model, the driest year and one wet year were selected as the sample. In this study, two years of 2015 and 2016 were selected as the dry and wet years and then, the vegetation cover of the region was compared with the Landsat images. To use these images, it is first necessary to make sure that there is no geometric error. For this purpose, the road vector layer was used, which was revealed that the images have geometric errors. Images with less than a half-pixel error were corrected geometrically using 21 and 24 auxiliary points. The adaptation of the vector layers with the roads existing in the image indicated the accuracy of the correction. At the next stage, the driest year and one wet year were selected as samples by examining the rain-gauging and synoptic data of the existing stations and by using the standardized model of rainfall index. At the next stage, the Temperature Condition Indices and Vegetation Health Index (VHI) were compared in two wet and drought periods were studied in order to determine the differences of these indices during a dry year and a year with high precipitation. For this purpose, each of the aforementioned indices was built using the LANDSAT-8 imagery, and the stages of building these indices were subsequently presented. The required pre-processing and processing as well as the geometric and radiometric corrections were first performed on the satellite images. Then, temperature condition indices, vegetation status index and vegetation health index were prepared for drought monitoring. Considering that, the meteorological drought indices are only valid for a single location and lack the required spatial resolution and are also dependent on the information of the meteorological stations, and these stations are often distributed far apart from each other, the reliability of these indexes has been questioned. Satellite data characteristics like high spatial and temporal resolution, extensive coverage of the study areas, and direct survey of the vegetation status by the satellite indexes have led to a large number of studies on drought modeling using this technology, and the confirmation of the use of these indices. The aim of this study is to determine the moisture, heat and health of the vegetation using the LANDST images. Thus, the results of the study in the next stage indicated that the LANDSAT images and the built indices have the required capabilities to monitor drought. The results of this research can be a proper option for decision-makers to effectively supervise, examine and resolve the drought conditions and double the necessity of profile definition. Supplementary studies are suggested for spatial drought monitoring by satellite imagery through ground measurements of the quantitative changes in the coverage and temperature of the earth’s surface. There are limitations in the use of NDVI and satellite thermal bands. These include weather and cloud conditions that should be considered. Using maps obtained from the drought monitoring and evaluating indices can help improve drought management programs and play a significant role in reducing the effects of drought. Using vegetation health status index, it was determined that the vegetation status has had a lot of changes during drought compared to the wet period, hydrological drought has had a major share in the destruction of vegetation and drying of the lakes and, consequently, the abandonment of agricultural lands and the lack of access to alternative water resources, as well as the lack of groundwater resources or the lack of alternative surface water resources have intensified, and it seems that, this part of Iran will face numerous problems if the drought continues in the coming years and the appropriate methods are not used to deal with it. Also, given that the water resources of the region are going to decrease in the coming decades, the necessity of using comprehensive water management methods in all sectors, including the reserve, transfer and distribution sectors seems very essential and inevitable. Finally, it is expected that the trend of destruction of vegetation decreases in the future by applying proper management practices, sustainable water distribution, regional negotiations, methodical agriculture as well as the establishment of optimal hydrological conditions.Keywords: Drought monitoring, Remote sensing, Vegetation health index (VHI), Kermanshah -
خشکسالی یکی از پدیده هایی است که امروزه به صورت جدی به عنوان یکی از معضلات نمایان شده و خسارت های زیادی را در بخش های مختلف به جامعه وارد می کند. از این رو هدف از مطالعه حاضر بررسی و پهنه بندی خشکسالی استان کرمانشاه با استفاده شاخص CZI در محیط GIS برای بازه زمانی مشترک 22 ساله 1395-1374 می باشد. بدین منظور در راستای انجام این مطالعه از داده های بارندگی ایستگاه های سینوپتیک کرمانشاه، کنگاور، صحنه، هرسین، ماهیدشت، سرارود، پاوه، روانسر، سرپل ذهاب و اسلام آباد غرب استفاده شده است. نتایج حاکی از آن می باشد که 50 درصد سطح استان در طول بازه زمانی 22 ساله شاهد خشکسالی بوده است به طوری که بیش ترین بزرگی خشکسالی در سال 1378 برای ایستگاه های ماهیدشت و سرپل ذهاب با شاخصی برابر 25/2- و 12/2- و کمترین میزان خشکسالی در سال 1392 با شاخصی برابر 02/0- برای ایستگاه صحنه بوده است. همچنین در سال 1376 بیش ترین ترسالی یا بیش ترین بارش برای ایستگاه سرپل ذهاب با شاخصی برابر 18/2 بوده و کمترین میزان ترسالی در سال 1388 و 1390 در ایستگاه های ماهیدشت و سرپل ذهاب با شاخصی برابر 01/0 بوده است. طبق نقشه های پهنه بندی شده به ترتیب 11 و پنج بار در سال های مختلف سطح کل استان تحت خشکسالی و ترسالی با شدت های مختلف بوده است.کلید واژگان: ایستگاه سینوپتیک, ترسالی, سرپل ذهاب خشکسالی, ماهیدشت, نقشهDrought is one of the phenomena that has recently been identified as a major challenge , and has incurred a lot of damage in different parts of the world. The purpose of this study was to investigate and map drought in Kermanshah Province using the CZI index in ArcGIS for 1995-2016 using data from synoptic stations of Kermanshah, Kangavar, Sahneh, Harsin, Mahidshah, Sararood, Paveh, Ravansar, Saripul Zahab and Islamabad Gharb. The results of this research indicate that 50 percent of the province's surface area during the 22 year period has experienced drought, with the most severe drought for Mahidshat and Saripul Zahab stations in 1999 with an index of -2.25 and -2.12 respectively. The least severe drought was observed in 2013 with an index of -0.22 for the Sahneh station. Also, in 1997 the highest rainfall was recorded for the Sarpul-e-Zahab station with an index of 2.18 and the lowest was recorded in 2009 and 2011 at Mahidshat and Saripul Zahab stations with equal indices of 0.01. According to the zoning maps, the region has experience 11 drought periods and five wet periods of varying severity.Keywords: Map, Mahidshat, Saripul Zahab, synoptic station
-
فرسایش خاک مشکلی جهانی است که به طور جدی منابع آب و خاک را تهدید می کند. این پژوهش برای بررسی اثر پوشش حفاظتی کاه وکلش کلزا بر تغییرات روان آب و رسوب در مقیاس کرت های آزمایشگاهی با استفاده از شبیه ساز باران انجام شد. سه سطح پوشش حفاظتی 25، 50 و 75 % خاک پوش و یک تیمار شاهد (بی پوشش حفاظتی) با سه تراز رطوبت 15، 20 و 30 %، در سه تکرار انتخاب شد. نتایج نشان داد که اعمال تیمار حفاظتی کاه وکلش کلزا تاثیر معنی داری بر کاهش روان آب و رسوب داشته است. مشخص شد که در تمام ترازهای رطوبت در هر سه سطح پوشش حفاظتی، حجم روان آب به ترتیب 13/144 و 26/29 و31/52 %، و رسوب به ترتیب 41/21 و 72/4 و 78/78 % کاهش یافته است. این روند کاهشی با افزایش پوشش حفاظتی از بی پوشش به پوشش های وسیع تر بیش تر بود، به طوری که کم ترین اندازه ی روان آب (1821 میلی لیتر) و رسوب تولیدشده (58 گرم) در پوشش حفاظتی 75% با رطوبت 15 %، و بیش ترین اندازه ی تولیدشده در تیمار بی پوشش حفاظتی (شاهد) در تراز رطوبت 30% (5501 میلی لیتر و 522 گرم) بود. با افزایش تراز رطوبت، اندازه ی روان آب و رسوب تولیدشده افزایش یافت. علاوه برآن، در همین ترازهای رطوبت، پس از اعمال پوشش حفاظتی تولید روان آب و رسوب کم تر شد.کلید واژگان: ترازهای رطوبت, شدت بارش, فرسایش خاک, کرت های آزمایشگاهی, مدت بارشSoil erosion is a global problem that seriously threatens soil and water resources. This research was conducted to study the effect of protection of colza straw on runoff and sediment yield from the laboratory plots using the rainfall simulator. Three coverage of 25, 50 and 75% of colza straw mulches and a control treatment (without coverage) were considered with three moisture levels of 15, 20 and 30% in three replications. The results showed that colza straw had a significant effect on runoff and sediment reduction. All moisture levels in three protective coverage levels decreased runoff volume by13.14, 26.29 and 31.52%, respectively, and sediment yield by 41.21, 72.4 and 78.78%, respectively. With increasing of protection coverages from no cover to the higher coverages, the trend of runoff and sediment yield decreased, so that the lowest amount of runoff (1821 ml) and sediment yield (58 g) were measured in the protective coverage of 75% with the moisture of 15%. The highest amount of runoff (5501 ml) and sediment yield (522 g) were observed in the control treatment at a moisture level of 30%. With increasing the moisture levels from the amount of runoff and sediment yield increased. Moreover, by applying the protective cover, runoff and sediment yield decreased at the same moisture levels.Keywords: laboratory plots, moisture levels, rainfall duration, rainfall intensity, soil erosion
-
خشکسالی یکی از پدیده های جوی است که آثار سوء آن در بخش های مختلف محیطی، اقتصادی و اجتماعی بتدریج مشخص و ملموس می گردد و به همین دلیل به آن بلای خزنده هم گفته می شود. اثرات منفی خشکسالی تابعی است از میزان، مدت و بزرگی خشکی که در بعضی مواقع قادر خواهد بود حیات طبیعت را به خطر می اندازد و در سطوح ملی تاثیر گذار باشد. در این مطالعه به پهنه بندی خشکسالی در پنج سال متوالی جلگه خزر با استفاده از شاخص های SPI وCZI در محیط Arc GIS برای ایستگا ه های سینوپتیک آستارا، اینچه برون، بندرانزلی، بابلسر، رامسر، رشت، قائمشهر، غفارحاجی، گرگان و نوشهر پرداخته شده است. بدین منظور مجموع بارندگی 25 سال (1389-1365) مد نظر قرار گرفته شده است. نتایج شاخص ها نشان می دهد بیشترین ترسالی برای ایستگاه آستارا در سال 1379 با شاخصی بترتیب برابر2/6 و2/22 و بیشترین خشکسالی برای ایستگاه بابلسر در سال 1389با شاخصی برابر 2/86- و2/39- بوده است. براساس نقشه های خشکسالی پنج ساله، درسال 1369 بیشترین میزان خشکسالی در ناحیه شرقی جلگه خزر بوده و سایر نواحی با میزان کمتری مواجه بوده اند. در سال 1374 خشکسالی به جلگه مرکزی کشیده شده است و در سال 1379 ناحیه شرق و مرکز جلگه شاهد خشکسالی با میزان متفاوتی بوده است. سال 1384 تمام قسمت های حاشیه خزر شاهد خشکسالی با میزان مختلفی بوده است و در سال 1389 نیز اکثر جلگه خزر دارای خشکسالی بوده است و روند خشکسالی از شرق جلگه خزر به سمت غرب جلگه خزر کاهش یافته است.کلید واژگان: ایستگاه سینوپتیک, پهنه بندی, خشکسالی, جلگه خزرDrought is one of the atmospheric phenomena that adverse effects on various sectors environmental, economic and social gradually identified and is tangible and that is the reason it is also called creeping disaster. In this study, droughts zoning for five years consecutive caspian plain with using spi and czi indices with Arc Gis for stations synoptic: Astara, Inchebron, Bandar anzali, Babolsar, Ramsar, Rasht, Ghaemshar, Gafarhaji, Gorgan and Noushar collected. For this purpose, total rainfall for 25 years 1986 to 2010 was considered .The results indexs show that, most wet year for stations Astara with index respectively 2.6 and 2.22 in 2000 year and most dry year for station Babolsar in 2010 year with index respectively -2.86 and -2.39. Based maps drought five year in 1990 most of the drought in the eastern part of the caspian plains and other areas faced with lower rates. in 1995 year the drougt has led to the central plain and in 2000 year area west and central plains experienced drought magnitude is different. in 2005 year drought with differeant magnitude occurred in all parts of the plains and also in 2010 year all part plain caspian withness drought and process drought has decrease in east to west plain caspin.Keywords: Drought, Plain Caspian, station synoptic, zoning
-
فرسایش نامتعادل خاک یکی از خطراتی است که با تولید فراوان رواناب و رسوب، منابع طبیعی قابل دسترس جوامع را تهدید می کند. به کارگیری اصول حاکم بر استفاده از حفاظت کننده های آلی و غیر آلی خاک می تواند گامی موثر برای مقابله با آن باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر مقادیر مختلف پوشش کاه و کلش کلزا بر تغییرات رواناب و رسوب خاک لومی – شنی در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. بدین منظور باران با شدت 50 میلی متر بر ساعت و بارش 10 دقیقه ای در مقیاس کرت های 0/5 مترمربع و سه تکرار، با مقادیر پوششی 25 و 50 درصد کاه و کلش کلزای مزارع صنعتی دشت ناز واقع در شهر ساری با استفاده از شبیه ساز باران موجود در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری شبیه سازی شد. نتایج نشان داد کاربرد هر دو سطح مطالعاتی پوشش کاه و کلش کلزا تاثیر معنی دار (0/5p-value)کلید واژگان: افزودنی های آلی, کرت فرسایشی, مدیریت خاک, مهار فرسایشImbalance soil erosion is one of the dangers that threatens the availability of natural resources to communities by the high amount of runoff and sediment production. To control the effect of soil erosion, the application of the governing principles on the use of organic and inorganic soil stabilizers can be considered as an effective manner. The purpose of this study was to investigate the effect of different amounts of Colza straw on runoff and sediment of loamy-sandy soils in the laboratory conditions. For this purpose, rainfall of 50 mm h-1 with duration of 10 min on plots with scale of 0.5 m2 in the three replications, with coverage values of 25 and 50% protection of Colza straw from industrial fields of Dasht-e- Naz Sari City is harvested and was simulated using rainfall simulator of Faculty of Natural Resources, University of Agricultural Sciences and Natural Resources of Sari. The coverage values of 25 and 50 % of Colza straw provided from industrial fields of Dasht-e- Naz, Sari city was used for the present study. The results showed that the application of both levels of Colza straw had a significant effect (pKeywords: Erosion mitigation, Erosional plots, Organic amendments, Soil management
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.