–283

1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS..................................................................................................................11
1-5-1- تعریف GIS...................................................................................................................................................12
1-5-2- مزایای استفاده از GIS...............................................................................................................................12

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

1-6- مرور منابع .........................................................................................................................................................13
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر............................................................16
1-8- انواع سازههای استحصال آب .........................................................................................................................18
فصل دوم: مواد و روش تحقیق
2- مواد و روش تحقیق .............................................................................................................................................21
2-1- منطقه مورد مطالعه ........................................................................................................................................21
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی ...........................................................................................................................21
2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39
2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46
2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77
شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.
ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824
که در آن:T، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر.میباشد.
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف
2-2-3-1- مقدار بارش
مقدار بارندگی یک متغیر تصادفی بوده و میتوان دادههای موجود را بررسی و طبق قوانین توزیع آماری هنگامی که برازش مناسب وجود داشته باشد، حداکثر یا حداقل بارندگی را با دوره بازگشت مورد نظر تعیین نمود. فرم کلی معادلات مورد استفاده معمولا به صورت زیر است:
رابطه 2-4 PT=P+K.Sکه در آن: PT، حداکثر و یا حداقل بارندگی با دوره بازگشت معین T سال؛ P، میانگین بارندگی؛ K، ضریب فراوانی (ضریب تناوبی)؛ S، انحراف معیار دادهها میباشد.
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع پیرسون تیپ III، مقادیر متوسط بارندگی سالانه در دورهبازگشتهای 2 و 10 سال محاسبه شد.

—116

فهرست مطالب
عنوان....صفحه
فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات کذشته
1-1- مقدمه......................................................................................................................................................................2
1-2- هدف و ضرورت تحقیق......................................................................................................................................5
1-3-. تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن...............................................................................................6
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب.........................................................................................10
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS..................................................................................................................11
1-5-1- تعریف GIS...................................................................................................................................................12
1-5-2- مزایای استفاده از GIS...............................................................................................................................12
1-6- مرور منابع .........................................................................................................................................................13
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر............................................................16
1-8- انواع سازههای استحصال آب .........................................................................................................................18
فصل دوم: مواد و روش تحقیق
2- مواد و روش تحقیق .............................................................................................................................................21
2-1- منطقه مورد مطالعه ........................................................................................................................................21
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی ...........................................................................................................................21
2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39
2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46
2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.
ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824
که در آن:T، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر.میباشد.
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف
2-2-3-1- مقدار بارش
مقدار بارندگی یک متغیر تصادفی بوده و میتوان دادههای موجود را بررسی و طبق قوانین توزیع آماری هنگامی که برازش مناسب وجود داشته باشد، حداکثر یا حداقل بارندگی را با دوره بازگشت مورد نظر تعیین نمود. فرم کلی معادلات مورد استفاده معمولا به صورت زیر است:
رابطه 2-4 PT=P+K.Sکه در آن: PT، حداکثر و یا حداقل بارندگی با دوره بازگشت معین T سال؛ P، میانگین بارندگی؛ K، ضریب فراوانی (ضریب تناوبی)؛ S، انحراف معیار دادهها میباشد.
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع پیرسون تیپ III، مقادیر متوسط بارندگی سالانه در دورهبازگشتهای 2 و 10 سال محاسبه شد.

—d1924

1-6- مرور منابع .........................................................................................................................................................13
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر............................................................16
1-8- انواع سازههای استحصال آب .........................................................................................................................18
فصل دوم: مواد و روش تحقیق
2- مواد و روش تحقیق .............................................................................................................................................21
2-1- منطقه مورد مطالعه ........................................................................................................................................21
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی ...........................................................................................................................21
2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46
2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77
شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.
ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824
که در آن:T، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر.میباشد.
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف
2-2-3-1- مقدار بارش
مقدار بارندگی یک متغیر تصادفی بوده و میتوان دادههای موجود را بررسی و طبق قوانین توزیع آماری هنگامی که برازش مناسب وجود داشته باشد، حداکثر یا حداقل بارندگی را با دوره بازگشت مورد نظر تعیین نمود. فرم کلی معادلات مورد استفاده معمولا به صورت زیر است:
رابطه 2-4 PT=P+K.Sکه در آن: PT، حداکثر و یا حداقل بارندگی با دوره بازگشت معین T سال؛ P، میانگین بارندگی؛ K، ضریب فراوانی (ضریب تناوبی)؛ S، انحراف معیار دادهها میباشد.
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع پیرسون تیپ III، مقادیر متوسط بارندگی سالانه در دورهبازگشتهای 2 و 10 سال محاسبه شد.
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته
در منطقه تحقیق، با استفاده از توزیع گمبل نوع I، که در تجزیه و تحلیل مقادیر حد بهکار گرفته میشود، مقادیر حداکثر بارش 24 ساعته در دورهبازگشتهای 2 و 10 ساله محاسبه شد.
2-2-3-3- شدت بارندگی
به طور کلی هر چه مدت بارش کوتاه باشد، شدت آن زیاد خواهد بود و برعکس بارانهای دراز مدت از شدت کمتری برخوردار میباشند. از طرف دیگر مسلم است که هر چه دوره بازگشت یک رگبار طولانیتر باشد، شدت آن نیز بیشتر خواهد بود.با پیدا کردن حداکثر شدت بارندگی در پایههای زمانی مختلف در طول مدت آماری، میتوان دادههای مربوط به هر یک از پایههای زمانی را با یک توزیع مناسب برازش داده و سپس شدتهای مربوط به زمانهای بازگشت متفاوت را روی محور مختصات و بر حسب پایههای زمانی مختلف رسم نمود.
با بررسیهای انجام شده روی منحنیهای شدت، مدت و فراوانی، فرمولهای تجربی متعددی ارائه شده که در این تحقیق از فرمول قهرمان (1366- به نقل از علیزاده، 1379) که برای ایران ارائه شده است، استفاده شد. قهرمان روی دادههای باران نگارهای ایستگاههای ایران مطالعه و مقدار باران یک ساعته با دوره بازگشت 10 ساله را به صورت زیر برای نقاط مختلف ایران قابل محاسبه دانسته است (علیزاده، 1380):
رابطه 2-5 P1060=e0.8153 .X11.1374.X2-0.3072که در آن: X1، متوسط حداکثر بارش 24 ساعته بر حسب میلی‌متر؛ X2، متوسط بارش سالانه منطقه بر حسب میلی‌متر میباشد.
بنابراین با داشتن مقدار میتوان مقدار PTt (مقدار بارش در زمان و دوره بازگشتهای مختلف) و سپس شدت باران t دقیقهای را با دوره بازگشت T سال محاسبه کرده و منحنی شدت، مدت و فراوانی را رسم کرد.
رابطه 2-6 PTt= [0.4524 + 0.247 ln (T – 0.6)](0.3710 + 0.6184t0.4484)P1060شدت بارندگی (I) نیز عبارتست از نسبت بارندگی (P) به زمان (T). یعنی:
رابطه 2-7 I=Pt2-2-3-4- رابطه ارتفاع- شدت بارشبرای تهیه نقشه شدت بارش، همانند نقشه همدما و همبارش، ابتدا رابطه رگرسیونی بین ارتفاع از سطح دریای ایستگاههای انتخاب شده و میزان شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دروه بازگشت 2 سال و 10 سال در Exel به صورت زیر تهیه شد. بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش ، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه شدت بارش حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی شدت بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مورد نظر به 5 کلاس شد.
رابطه 2-8 I230=-0.003H+19.99 R2=0.627
که در آن: I230، شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت دو سال؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
رابطه 2-9 I260=-0.002H+12.0 R2=0.583

user7-373

1-2-10- الگوی جریان رواناب روی ساختمان جاده جنگلی ..................................................
1-2-11- مدل برآورد رسوب SEDMODL............................................................................
1-2-12- مدل برآورد رسوب WARSEM .............................................................................
1-2-13- سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) .............................................................................
فصل دوم: پیشینه تحقیق
2-1- سابقه تحقیق در داخل کشور .................................................................................................
2-2- سابقه تحقیق در خارج از کشور ..............................................................................................
2-2-3- جمع بندی نظرات ارائه شده .............................................................................................
فصل سوم: مواد وروش‌ها
3-1- مواد ..........................................................................................................................................
3-1-1- مشخصات کلی منطقه مورد مطالعه ..................................................................
3-1-2- شیب و ارتفاع از سطح دریا ................................................................................
3-1-3- خصوصیات اقلیمی ...............................................................................................
3-1-4- خصوصیات زمین شناسی ...................................................................................
3-1-5- مشخصات خاکشناسی ..........................................................................................
3-1-6- راه‌های دسترسی ...................................................................................................
3-2- روش پژوهش ..............................................................................................................................
3-2-1- جمع آوری اطلاعات و برداشت مقدماتی ..............................................................
3-2-2- برآورد رسوب جاده با SEDMODL .................................................................
3-2-3- برآورد رسوب جاده با WARSEM ....................................................................
3-2-4- اندازه‌گیری میدانی رسوب .........................................................................................
3-2-5- محاسبات آماری ..........................................................................................................
فصل چهارم: نتایج
4-1-موقعیت جاده وسگمنت‌ها .....................................................................................................
4-2- مقایسه و ارزیابی دو مدل WARSEM و SEDMODL ..........................................
4-2-1- محاسبه فرسایش .................................................................................................................
فصل پنجم: بحث و نتیجه‌گیری
5-1- بحث............................................................................................................................................
5-2- نتیجه‌گیری ............................................................................................................................
5-3- پیشنهادات .............................................................................................................................
فصل اول
کلیات

مقدمه
در سطح جهانی پس از دهه‌های 60 و 70 میلادی علاوه بر ارزیابی‌ها و مطالعات فنی و اقتصادی برای پروژه‌های عمرانی از جمله راه‌سازی، ارزیابی زیست محیطی آغاز گردید. اما در کشور ما جز در سال‌های اخیر توجه چندانی به شناخت و ارزیابی‌ پیامد‌های اجتماعی – اقتصادی و زیست محیطی نشده است. با توجه به اینکه انجام ارزیابی زیست محیطی پروژه‌های راه‌سازی باعث شناخت و پیش‌بینی هرچه دقیق‌تر پیامد‌ها و اثرات اجرای این پروژها بر جوانب مختلف اجتماعی- اقتصادی وبه خصوص محیط‌های طبیعی، گیاهی، جانوری، آب، خاک و هوا گزینه‌‌های مناسب‌تر برای کاهش این اثرات نامطلوب را ارائه می‌نماید و برنامه‌های مدیریت و پایش زیست‌محیطی را مد نظر قرار می‌دهد (بی نام،1386).
جنگل‌های پهن برگ مناطق معتدله دارای اهمیت فراوانی از جهت بهبود کیفیت آب و تولید چوب هستند. برای دسترسی و مدیریت هر چه بهتر این جنگل‌ها وجود جاده‌های جنگلی ضروری بوده ولی از طرفی جاده‌های جنگلی با عملکرد اکولوژیکی و هیدرولوژیکی این جنگل‌ها در تضاد می‌باشد. جاده‌های جنگلی باعث به هم خوردن مسیر و سرعت آب‌های سطحی و زیر سطحی شده و سبب تغییر الگوی توزیع آب می شوند. افزایش سرعت رواناب در سطح جاده‌ها و کاهش پوشش گیاهی باعث تولید رسوب و انتقال آن به آبراهه‌های پایین دست شده و در نتیجه باعث آلودگی منابع و زیستگاه‌های آبی می‌شود (راهبری سی سخت و عبدی، 1389). هدر رفت خاک پدیده‌ای است که در صورت بروز در هر منطقه‌، حاصلخیزی خاک، دوام و پایداری ابنیه فنی و سازه‌های مختلف، پایداری دیواره‌های خاکی، کیفیت منابع آب سطحی، توازن بوم شناختی و منظره طبیعت را به مخاطره می‌اندازد (پارساخو 1391).
طراحی سطح جاده های جنگلی از اهمیت ویژهای برخوردار است به طوری که درجاده های تثبیت نشده سطح جاده پتانسیل تولید رسوب بالایی دارد، عبور و مرور وسایل نقلیه باعث خرد شدن مواد سطحی جاده می‌شود و آن‌ها را به ذرات ریز قابل حمل تبدیل می‌نماید. همچنین رد چرخ‌های وسایل نقلیه افزایش میزان فرسایش و حمل رسوبات را به دنبال دارد تمرکز آب در این مکان‌ها باعث افزایش انرژی رواناب و قدرت جریان رواناب شده و قدرت حمل ذرات درشت را افزایش می‌دهد، تناوب عملیات حفاظتی و نگهداری جاده نیز می‌تواند در افزایش و یا کاهش میزان تولید رسوب از سطح جاده‌ها موثر باشد عملیات مسطح سازی جاده می‌تواند مکان‌های تجمع هرز آب (شیارها و رد چرخ‌ها) را از بین ببرد و فرسایش را کاهش دهد. اما از طرف دیگر باعث خرد شدن مواد سخت سطح جاده شده و آن‌ها را به ذرات ریز قابل حمل تبدیل می‌کند(بهزادفر،1383). سطح جاده می‌تواند به شکلی طراحی شود که شیب داخلی یا شیب خارجی داشته باشد و یا به شکل گرده ماهی باشد جاده‌هایی که دارای شیب داخلی هستند رواناب را به سمت جوی کناری هدایت می‌کنند در حالی شیب بیرونی رواناب را به سمت دیواره خاکریزی هدایت می‌کند و شکل گرده ماهی تلفیقی از دو عمل بالا را انجام می‌دهد تا رواناب کمتری در سطح جاده جریان داشته باشد (ارهان کاسکن، 2012).
جاده‌های جنگلی تاثیر زیادی روی آب و منابع آبی وتولید رسوب دارند به همین جهت می‌توان با شناسایی بخش‌هایی از جاده که توان تولید رسوب بالایی را دارند این اثرات را به مقدار زیادی کاهش داد. تا کنون مدیران جنگل نتوانستند رسوب جاده جنگلی را اندازه‌گیری کنند ولی امروزه به کمک متغیرهایی نظیر خصوصیات مواد سطحی جاده، شدت ترافیک، شیب، روش ساخت جاده و بارندگی می‌توان تولید رسوب را مدل سازی واز آن در جهت احیا و نگهداری جاده‌های جنگلی استفاده نمود (بهزادفر،1383).
مساله
فرسایش آبی یک فرآیندی طبیعی است که طی آن ذرات خاک در اثر برخورد قطرات باران از بستر اصلی خود جدا شده و به کمک رواناب به مکانی دیگر حمل می‌شوند(هدر رفت خاک).کاهش توان تولید مزارع، جنگل‌ها و مراتع فقط بخشی از مسئله تاسف بار فرسایش را بازگو می کند. ذرات خاک شسته شده و یا باد رفته از مناطق فرسایشی بعداً در جای دیگر مانند اراضی پست مجاور رودخانه‌ها و نهر‌ها و یا در مخازن ته نشین می‌شوند. مواد خاکی جابجا شده سبب آلودگی آب و هوا شده و هزینه سنگین اقتصادی و اجتماعی را در جامعه به دنبال خواهد داشت. خوشبختانه دهه‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در فهم سازوکار فرسایش و ابداع روش‌هایی که می توانند به طور موثر و توجیه پذیر از جنبه اقتصادی هدر رفت خاک را در اکثر موارد مهار کنند، صورت گرفته است.در گذشته طراحی شبکه جاده بستگی زیادی به مسائل اجتماعی و اقتصادی داشته است، در سالهای اخیر نحوه نگهداری ساختمان جاده‌های جنگلی، وضعیت رسوبدهی جاده‌ها، حجم ترافیک، آلودگی صوتی و تنوع زیستی گیاهان و جانوران حاشیه جاده مورد بحث و بررسی محققین قرار گرفته است(آکای و همکاران، 2007) وجود جاده‌ها و اهمیت آن‌ها در جنگل ضروری و غیر قابل اجتناب است استقرار جاده در جنگل خسارت‌هایی را به اکوسیستم جنگل وارد می‌کند که غیر قابل محاسبه است رسوب تولیدی ناشی از احداث جاده موجب از دست رفتن خاک و مانع از استقرار گونه‌های گیاهی جنگلی می شود(خلیل پور و حسینی ، 2008).
مدیریت اقتصادی جاده‌های جنگلی نه تنها شامل مدیریت هزینه‌های کل جاده بلکه شامل مدیریت هزینه‌های خسارت زیست محیطی ایجاد شده طی مراحل ساخت جاده و استفاده از آن نیز میشود. همچنین کارایی وسایل سنگین جاده‌‌سازی بایستی مورد مطالعه قرار گیرد تا از بهترین آن‌ها برای ساخت جاده استفاده گردد(پارساخو و همکاران، 2009). در یک جاده با میزان فاکتور ترافیک بالا معمولاً کیفیت مواد روسازی به کار رفته خوب است و در نتیجه تولید رسوب کاهش مییابد(آکای و همکاران، 2007). مدلهای مختلفی برای پیشبینی میزان رسوب دهی وجود دارد که میتوانند به کارشناسان جهت پیش‌بینی میزان تولید رسوب در جاده‌های جنگلی کمک کنند. هم چنین به منظور تجزیه و تحلیل طرح سیستم زهکشی عرضی و کاستن از حجم تحویل رسوب حاصل از جاده‌های جنگلی به رودخانه، نرم افزارها و مدل‌های مختلفی طراحی شده است(آکای وسیسان، 2005). مدلهای مختلفی مانندWEPP،SEDMODL ، STJ-EROS،WARSEM، FROSAM، CULSEDو ... برای پیشبینی میزان رسوبدهی وجود دارد که میتوانند به کارشناسان جهت پیشبینی میزان تولید رسوب در جادههای جنگلی کمک کنند. در این مطالعه ازمدلهای پیش بینی تولید رسوب WARSEM و SEDMODL برای تخمین میزان متوسط سالیانه تولید رسوب در جادههای جنگلی استفاده شد. مدلهای مذکور، یک برنامه مدلسازی مبتنی بر GIS هستند که توسط شرکتهای خصوصی در ایالات متحده آمریکا و با همکاری انجمن ملی بهسازی هوا و رودخانه توسعه پیدا کردند(داف وهمکاران2010 ). این مدلها قسمتهایی از یک جاده با پتانسیل رسوبدهی بالا در یک حوزه آبخیز را معین و مشخص میکنند. وضعیت دوری و نزدیکی جادهها به شبکه رودخانه، توسط دادههای مکانی سنجیده میشود. به منظور افزایش اعتبار مدل، اغلب مجموعهای از مشخصات مهم جاده مانند نوع کاربری، وضعیت روسازی، پهنای جاده، زمان ساخت، ارتفاع شیروانی خاکبرداری و شیب جاده به مدل اضافه میشود. مدل فرسایش سطح جاده واشنگتن توسط گروه منابع طبیعی واشنگتن طراحی شده است(داف وهمکاران2010 ). این برنامه قادر است فرآیند رسوبگذاری و زهکشی را از یک حوزه آبخیز پهناور گرفته تا یک قسمت کوچک از جاده مدلسازی کند. به کمک این مدل میتوان یک برنامه دراز مدت برای مدیریت پایدار جاده تدوین نمود. در تحقیق حاضر، هر دو مدل یاد شده جهت برآورد نرخ رسوب تولیدی توسط سطح جاده جنگلی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل از آنها با یکدیگر مقایسه گردید. دانستن این مطلب می تواند درتعمیر و نگهداری جاده های جنگلی به نحوی که میزان رسوب تولیدی به حداقل برسد، به مدیران و طراحان این جاده‌ها کمک کند.
1-1-2-فرضیات
کارآمدی SEDMODL بیشتر از مدل WARSEM در برآورد مقدار رسوب است .
میزان رسوب برآورد شده برای سطح جاده توسط دو مدلWARSEM و SEDMODEL بیشتر از مقدار واقعی است.
1-1-3-اهداف
به کارگیری مدلهای SEDMODL و WARSEM و ارزیابی قابلیت آنها در برآورد رسوب جاده جنگلی.
مقایسه دو مدل SEDMODEL و WARSEMو بررسی میزان تفاوت آنها در برآورد رسوب جاده جنگلی.
1-2- تعاریف و مفاهیم
1-2-1- جاده جنگلی
به هر خط ارتباطی که حداقل استاندارد های لازم برای عبور کامیون‌ها را داشته باشد،جاده یا راه گفته می شود، برای دسترسی به تمام نقاط یک جنگل، مجموعه ای از راه‌ها ساخته می‌شود که به آن شبکه جاده جنگلیمی‌گویند(لطفعلیان و پارساخو،1391). ساختمان یک یک جاده جنگلی از اجزاء زیر ساخته شده است:
عرض عبور: سطح تراز در آمده یا بستر ماشین رو را عرض عبور گویند.
شانه راه: شانه های خاکی که در طرفین عرض روسازی شده قرار دارند، به حفظ مواد متشکله سطح راه، توقف اتومبیل وتامین عرض اضافی برای موارد اضطراری کمک می‌کنند.
کانال کناری: جوی کناری جهت هدایت رواناب درسمت دیواره خاک برداری ساخته میشود.(پارساخو، 1391). (شکل1-1)

شکل1-1- اجزاء پروفیل عرضی جاده (پارساخو، 1391 )
1-2-2-واحدهای همگن جاده
یک واحد همگنطولی از جاده است که از نظر ترافیک، روسازی، شیب، پهنا، ارتفاع شیروانی خاکبرداری و پوشش گیاهی تغییرات کمی در آن به چشم می‌خورد. تمام جریانات سطحی یک قطعه ممکن است در انتها به یک آبراهه طبیعی یا مصنوعی، تغییر شیب عمده و گاه یک برجستگی ختم شود. همگن بودن خصوصیات واحدها بسیار حائز اهمیت می‌باشد (دابی و همکاران، 2004).
1-2-3- فرسایش پذیری خاک
فرسایش پذیری در حقیقت بیان کمی حساسیت ذاتی خاک نسبت به جداشدن ذرات از بستر و انتقال آن توسط عوامل فرساینده است. به عبارت دیگر فرسایش پذیری خاک مقاومت خاک در برابرجدا شدن و انتقال ذرات است. خصوصیاتی از خاک که در فرسایش پذیری آن موثرند عبارتند از سرعت نفوذ، مقدار مواد آلی، بافت، ساختمان و کلوئیدهای خاک (رفاهی،1385).
1-2-4- هدر رفت خاک: مقدار خاک شسته شده از یک سطح معین را گویند که بر حسب تن در هکتار یا گرم در متر مربع بیان می شود (مهدوی، 1378).
1-2-5- نقش بافت، ساختمان و مواد آلی در هدر رفت خاک
بین مقدار سیلت یک خاک و فرسایش پذیری آن ارتباط نزدیکی وجود دارد. هر چه مقدار سیلت خاک بیشتر باشد و میزان فرسایش پذیری آن افزایش می یابد، زیرا سیلت چسبندگی ندارد. ارتباط بین درصد سیلت خاک و میزان فرسایش پذیری تحت تاثیر درصد مواد آلی و رس خاک می باشد. بین دو خاک با میزان سیلت برابر ولی مواد آلی و رس متفاوت، خاکی که میزان مواد آلی و رس بیشتری دارد، کمتر فرسایش پذیر است ( رفاهی،1385).
1-2-6- نقش سازند زمین شناسی در هدررفت خاک
با شناخت سنگ ها، حساسیت آن ها نسبت به فرسایش تا حدودی معلوم می شود. مثلا سنگ های آذرین با فرسایش کم در مقابل آب و هوا و یخبندان مقاوم هستند و سنگ های رسوبی مانند مارن های دوره میوسن با مقدار گچ و نمک زیاد پتانسیل فرسایشی بیشتر و سنگ‌های آهکی مقاومت بیشتری در مقابل فرسایش دارند (احمدی،1377).
1-2-7- نقش درجه شیب در هدر رفت خاک
نقش شیب زمین در فرسایش بر حسب خصوصیات خاک متفاوت است. اثر شیب در خاک های قابل نفوذ کاهش می‌یابد زیرا آب پیش از سرعت گرفتن در داخل خاک نفوذ می‌کند. با افزایش شیب پایداری خاک کاهش می‌یابد، به عبارت دیگر نیروی انتقال ذرات به طرف پایین افزایش می‌یابد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، شیب های تند فرسایش بیشتری ایجاد می‌کنند. زیرا در شیب تند، آب به سرعت به طرف پایین جاری می‌شود و انرژی جنبشی و قدرت فرسایندگی آن بیشتر می‌شود. اگر شیب زمین چهار برابر شود سرعت جریان دو برابر می‌شود یا با دو برابر شدن سرعت جریان، انرژی جنبشی و در نتیجه قدرت فرسایندگی آن چهار برابر می‌شود (مهدوی،1387).
1-2-8- نقش جهت شیب در هدر رفت خاک
شیب های آفتاب گیر معمولا نسبت به شیب‌های سایه‌گیر فرسایش بیشتری ایجاد می‌کنند، زیرا شیب‌های آفتاب‌گیر نسبت به شیب‌های سایه‌گیر گرمتر بوده و تبخیر بیشتری دارند، بنابراین ذخیره آب خاک کم شده، رشد پوشش گیاهی کمتر است. همچنین، در شیب‌های آفتاب‌گیر تابش شدید خورشید با تجزیه مواد آلی، چسبندگی خاک از دست رفته و مستعد فرسایش می‌شود (پارساخو، 1391).
1-2-9- رواناب
زمانی که شدت بارندگی خالص در سطح زمین بر شدت نفوذ فزونی یافته و ذخیره چالاب سطحی پر شود، رواناب ایجاد خواهد شد. در حقیقت، رواناب از محاسبه اختلاف بین شدت بارندگی و نرخ نفوذ‌پذیری خاک بدست می‌آیدوقتی میزان مواد منتقله بیش از توان حمل رواناب باشد، رسوب گذاری شروع خواهد شد (فرسیت و همکاران، 2006؛ رفاهی، 1385).
1-2-10- الگوی جریان رواناب روی ساختمان جاده جنگلی
با وقوع بارندگی، رواناب از دامنه بالادست جاده روی شیروانی خاکبرداری سرریز شده و این جریان به همراه رواناب حاصل از شیروانی خاک‌برداری وارد جوی کناری می‌شود (پارساخو، 1391). در جاده گرده ماهی شکل نیمی از رواناب حاصل از شیروانی خاک‌ریزی وارد جنگل می‌شود (دابی و همکاران،2004).بخشی از جریان آب داخل جوی کناری از طریق آبروهای عرضی وارد دامنه پایین دست جاده شده و در سطح جنگل رسوب می‌کند و بخش دیگر مستقیما وارد آبروهای جنگلی می‌شود (پارساخو،1391).

شکل 1-2- الگوی جریان رواناب روی ساختمان جاده جنگلی (فو و همکاران 2010)
1-2-11- مدل برآورد رسوب SEDMODL
SEDMODLیک برنامه مدلسازی مبتنی برGISاست که در سال 1999 توسط شرکتی در شهر بیزایالات متحده آمریکا و با همکاری انجمن ملی بهسازی هوا و رودخانه توسعه پیدا کردند. این مدلها قسمتهایی از یک جاده با پتانسیل رسوبدهی بالا در یک حوزه آبخیز را معین و مشخص میکنند. وضعیت دوری و نزدیکی جادهها به شبکه رودخانه، توسط دادههای مکانی سنجیده میشود (آکای و همکاران، 2008؛ سارفیلت و همکاران، 2011).
1-2-12- مدل برآورد رسوب WARSEM
WARSEMیامدل فرسایش سطح جاده واشنگتنتوسط گروه منابع طبیعی واشنگتن طراحی شده است .این برنامه قادر است فرآیند رسوبگذاری و زهکشی را از یک حوزه آبخیز پهناور گرفته تا یک قسمت کوچک از جاده مدلسازی کند. به کمک این مدل میتوان یک برنامه دراز مدت برای مدیریت پایدار جاده تدوین نمود (داف وهمکاران، 2010 ).
1-2-13- سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)
به دلیل نیاز به تسریع امور اجرایی، محدود بودن منابع مالی و افزایش هزینه‌‌ها در کشور ما، استفاده از فن‌آوری‌های برتر مانند فناوری اطلاعات، سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) و تکنولوژی سنجش از دور(RS)در امور جنگل‌داری ضروری و از اهمیت زیادی برخوردار است. سامانه اطلاعات جغرافیایی، یک سیستم رایانه‌ای برای مدیریت داده‌های مکانی است. هدف نهایی در کلیه پروژه‌های این سیستم،‌ ترکیب داده‌های مختلف از منابع گوناگون به منظور توصیف، آنالیز پدیده‌ها یا ایجاد نقشه‌های جدید است که می‌توانند در تصمیم گیری‌ها مورد استفاده قرار گیرند (هوشیارخواه، 1385).
فصل دوم
پیشینه تحقیق

2-1- سابقه ی تحقیق در داخل کشور:
راهبری سی‌سخت و عبدی(1389) میزان تاثیر چهار عامل عرض روسازی، شیب طولی جاده، درصد پوشش گیاهی، و سن جاده در تولید رسوب جاده های جنگلی را با کمک CULSED در جنگل آموزشی و پژوهشی خیرود کنارمورد بررسی قرار دادند. میزان رسوب تولیدی به کمک این مدل 19/13 تن در سال برآوردشد. برای نشان دادن میزان حساسیت تولید رسوب نسبت به هر یک از عوامل فوق، از ضریب همبستگی اسپیرمن بین دو متغیر استفاده کردند، نتایج نشان داد همبستگی میان عرض جاده و میزان رسوب تولیدی بیشترین و همبستگی بین سن و رسوب تولیدی کمترین مقدار است.
حسینی و همکاران (1391) از مدل پیشبینی تولید رسوب SEDMODL، برای تخمین میزان متوسط سالیانه تولید رسوب در جادههای جنگلی سری 1 جنگلهای داراب کلا استفاده کردند سپس فاکتورهایی مانند طول جاده، عرض جاده، میزان رسوب دهی با توجه به وضعیت زمینشناسی، فاکتور مربوط به سطح جاده، فاکتور ترافیک، شیب، بارندگی و فاکتور تحویل دادن رسوب با استفاده از نقشههای GIS محاسبه کردند ونتایج نشان داد میزان فرسایش که در جادههای منطقه 514/77 تن در سال میباشد و از مقدار کل با توجه به فاکتور تحویل رسوب 175/13 تن در سال به آبراههها و رودخانهها وارد میشود.
پارساخو (1391) به اندازه‌‌‌گیری مقدار رواناب و هدررفت خاک بخش‌های مختلف ساختمان جاده جنگلی در سری‌های لت تار و لولت – ساری پرداخت و با بهره‌گیری از SEDMODLنقشه خطر رسوب‌دهی شبکه جاده به دست آمد. به منظور ارزیابی کارایی این مدل نرخ رواناب و هدر رفت خاک با باران ساز مورد اندازه‌گیری مستقیم قرار گرفت. نتایج نشان داد که زمان لازم تا ظهور رواناب در جنگل و شیروانی خاکریزی طولانی تر از شیروانی خاکبرداری و سطح جاده بودسطح جاده در مقایسه با شیروانی خاکبرداری شیروانی خاکریزی و جنگل رواناب بیشتری تولید می‌کند. هم‌چنین کارایی SEDMODL در برآورد هدررفت خاک 23درصد بدست آمد.
2-2- سابقه ی تحقیق در خارج از کشور:
لوس و بلک (1999) به بررسی رسوب تولید شده ناشی از جاده جنگلی در ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا پرداختند. به این منظور جاده جنگلی را به هفتاد و چهار قطعه تقسیم کردند و به بررسی رابطه بین تولید رسوب و ویژگیهای جاده مانند فاصله میان زهکشهای عرضی، شیب جاده، بافت خاک و ارتفاع دیواره خاکبرداری پرداختند. نتایج نشان داد که تولید رسوب از جادههای که بافت لوم رسی سیلتی دارند حدود 9 برابر بیشتر جادههایی که بافت لومی شنی دارند است،هم‌ چنین خاک های دارای مقدار زیاد رس در مقایسه با خاک های در بردارنده مقادیر زیاد سیلت، پتانسیل فرسایش پذیری کمتری دارند و دانه‌های ریز شن سریعتر از دانه‌های درشت حرکت کرده وشسته می‌شوند.
لوس و بلک (2001) به مطالعه تاثیرات ترافیک و نگهداری جاده بر تولید رسوبات جاده جنگلی در ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا پرداختند. نتایج نشان داد که ترافیک سنگین در طول بارندگی و یا خراش جاده به منظور ایجاد کانال میزان فرسایش در جاده را افزایش میدهد. در خاکهای ریزدانه و با مواد روسازی شده با کیفیت در پلاتهای مورد مطالعه کندن (احداث) کانال رسوب بیشتری تولید میکند که این رسوب تولیدی معادل رسوبی است که ممکن است از تردد 12 کامیون حمل بار در روز ایجاد شود.
گلن مورفی و وینگ (2005) به بررسی رسوبات دریافتی در جویها در روشهای بهره برداری تک گزینی و متمرکز در یک دوره 20 ساله در 4900 هکتار از جنگلهای کوهستانی ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا با استفاده از سه مدل در یک package پرداختند. مدل SPECTRUMبرای برنامهریزی زمان برداشت در یک پریود 150 ساله و مدل NETWORK 2000 برای تعیین جادهها در یک دوره 20 ساله برداشت از جنگل و عبور کامیونهای حامل چوب استفاده شد. مدل SEDMODL2 نیز برای تخمین رسوبات دریافتی در جویها بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که در برداشت جنگل به شیوه متمرکز 36 درصد کاهش در کل رسوبات دریافتی در جویها نسبت به شیوه تک گزینی مشاهده گردید. جادهها در شیوه متمرکز رسوب کمتری تولید میکنند اما میزان تردد در این جادهها بالاست.
آکای و همکاران (2007) مدلهایی را بر اساس روابط تجربی میان فاکتورهای محرک فرسایش تحت عنوان SEDMODL برای حوزه آبخیز جنگلی باسکنوس واقع در غرب شهر کهرمنمرس ترکیه طراحی کردند که امکان محاسبه حجم سالانه رسوب حاصل از شبکه جادههای جنگلی را به کمک تکنیکهای GIS فراهم نمود. در این تحقیق مقدار رسوب حاصل از جادههای جنگلی درجه دو با روسازی شنی، طول 893/5 متر، عرض 5 متر و شیب طولی 14 درصد 839/0 تن در سال بدست آمد.
فیو و همکاران (2007) در جنوب شرق استرالیا به بررسی مدل WARSEM در پیش بینی رسوب دریافتی در دو منطقه Moruya-Deua و حوزه آبخیز رودخانه تورسو پرداختند. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که رسوبات ناشی از فرسایش جاده سالیانه 17000 تن در سال میباشد و کمتر از 8 درصد از رسوبات دریافت شده از جویها نشأت میگیرند و جالب اینکه تنها 2 درصد از کل بخش جاده نیمی از این رسوبات را تولید میکند.
فیو و همکاران (2008) در جنوب شرق استرالیا به بررسی مدل WARSEM در پیش بینی رسوب دریافتی در دو منطقه Moruya-Deua و حوزه آبخیز رودخانه تورسو پرداختند. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که میزان فرسایش سالیانه جادهها در این دو منطقه به ترتیب 35000 و 21000 تن در سال و تحویل رسوب به رودخانه به ترتیب 6 و 9 درصد بود. نتایج این مطالعه نشان داد که WARSEMنرخ فرسایش خاک را بیشتر از میزان واقعی برآورد کرد.
مایرس (2008) در پژوهشی که در مورد کاهش رسوب در یافتی از جاده های جنگلی در جنگل تحقیقاتی مک دونالد دام ایالت متحده آمریکا پرداختند به این نتیجه رسیدند که رسوب ایجاد شده از جاده جنگلی در طول بارندگی ناشی از زیر لایه ها نیست بلکه از مواد روسازی شده (سنگریزهها) است و مدیران جاده جنگلی برای کاهش تولید رسوب جاده بایستی مواد روسازی مقاوم را به کارگرفته و به خوبی آن را متراکم کنند تا در برابر تایر ماشینها وایجاد شیار مقاومت نمایند. تراکم مواد سطح جاده و کنترل حداقل حمل بار و عدم برداشت چوب در هوای بارانی به بهبود سطح جاده و کاهش تولید رسوب کمک میکند.
فیو و همکاران (2009) میزان فرسایش و رسوب جاده جنگلی را با ترکیب دو مدل WARSEM(مدل پیش بینی رسوب) و CatchMODS(مدل تکنیکهای ردیابی رسوبات ژئوشیمیایی) در جنوب شرقی استرالیا برآورد کردند. این مطالعه به منظور ارائه اطلاعات جامعی در مورد رسوب معلق در مورویا و حوضه رودخانه تورسو انجام گرفت. نتایج حاصل از ترکیب این دو مدل در دو منطقه مورد مطالعه نشان داد که میزان رسوب حاصل از جاده به ترتیب 9% و10% از کل رسوبات دریافتی در حوزه آبخیز بود.
سارفلیت و همکاران (2011) ثابت کردند که برآورد تولید رسوب جاده در یک حوزه آبخیز در ایالت ارگون آمریکا از طریق اندازه گیری‌های میدانی رواناب و رسوب بهبود پیدا می‌کند. آن‌ها برای برآورد میزان رواناب ورسوب از مدل‌های DHSVM، WARSEM و SEDMODEL2 استفاده کردند. نتایج اندازه‌گیری‌های صحرایی نشان داد که میزان تحویل رسوب 9/6 تن در هکتار در سال برآورد شد، در حالی که با SEDMODEL2 و WARSEM تعدیلشده توسط مقادیر رواناب و رسوب اندازه‌گیری شده در صحرا، میزان تحویل رسوب به ترتیب 28درصد و 34 درصد کمتر از مقادیر به دست آمده توسط مدل‌های تعریف شده بدست آمد.
اسگاست و همکاران (2011) میزان تولید رسوب 44 قطعه از جاده های جنگلی مناطق معتدله و مرطوب ایالت ارگون و کالیفرنیا را به کمک مدل‌هایWARSEM، SEDMODEL2، WEPPو RUSLEبرآورد نمودند. مدل‌های یاد‌ شده، میزان تولید رسوب را 2تا 8 برابر بزرگتر از مقدار واقعی ارائه دادند.مقادیر به دست آمده توسط این چهار مدل برای هر قطعه از جاده بسیار متنوع بود.
ارهان کاسکن (2012) به برسی میزان تولید رسوب جاده جنگلی به کمک مدل‌های WEPP، SEDMODL، STJ-EROS در جنگل Anbardağ که در سواحل دریای سیاه کشور ترکیه واقع شده پرداخت وبه این نتیجه رسید میزان رسوب اندازه‌گیری شده توسط مدل SEDMODL کمتر از دو مدل دیگر برآورد و برای مدیران جنگل‌ها استفاده ازدو مدل SEDMODL و STJ-EROS آسان است ونتایج آن‌ها هم به واقعیت نزدیکتر می‌باشد.
2-2-3- جمع بندی نظرات ارائه شده
میزان تولید رسوب جاده جنگلی به کمک مدل‌های WEPP، SEDMODL، STJ-EROS ، WARSEM ، RUSLEنتایج نشان داد مدل ها نرخ فرسایش خاک را بیشتر از میزان واقعی برآورد می کنند . نتایج بررسیها نشان داده که با افزایش میزان شیب از 5 درصد به بیشتر از 10 درصد میزان فاکتور شیب از 1 به 5/2 افزایش مییابد و میزان تولید رسوب افزایش مییابد به همین علت ما میتوانیم در شیبهای بیشتر از 10 درصد، از موادی مانند شن وماسه که دارای فاکتور روسازی و سطحی کمتری هستند و میزان تولید رسوب را کاهش میدهند استفاده کرد. در برزیل با بهره‌گیری از مدل‌های WEPP، SEDMODL، STJ-EROS نشان داد که حدود 50 درصد طول جاده‌ها، دارای پتانسیل فرسایش بالایی است. بدین ترتیب با استفاده از نقشه خطر رسوبدهی شبکه جاده جنگلی می‌توان اولویت اجرای طرح‌های حفاظت و نگهداشت جاده را برای کنترل فرسایش در مناطق مختلف مشخص واز هدر رفت خاک جلوگیری کرد.
فصل سوم
مواد وروش‌ها

3-1- مواد
3- 1-1- مشخصات کلی منطقه مورد مطالعه
جنگل دارابکلا در جنوب شرقی شهر ساری بین طول شرقی "00 ´20°52 تا "00 ´31°52 و عرض شمالی "00 ´28 °36 تا "00´33 °36 قرار دارد. این جنگل شامل دو سری بوده که تا سال 1386 بخشی از منطقه مورد بهره برداری شرکت سهامی نکا چوب بوده است اما از آن به بعد سری یک آن به عنوان جنگل آموزشیو پژوهشی در اختیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری قرار گرفت. طرح جنگلداری سری یک دارابکلا شامل 41 قطعه با مساحت 2612 هکتار متعلق به حوزه استحفاظی جنگلداری ساری – کیاسر(شکل3-1) است.جنگلهای این منطقه در تقسیمبندی جغرافیایی جنگلهای جهان، بالاتر از عرضهای نیمه حارهای و پایین تر از عرضهای جغرافیایی مربوط به جنگلهای سردسیری قرار دارد. تیپ منطقه ممرز- انجیلی بوده و دارای خاک قهوهای شسته شده و در برخی موارد پسدوگلی میباشد. در مجموع در داخل طرح 24 کیلومتر جاده وجود دارد که عمدتا از نوع جاده درجه یک روستایی ودرجه یک جنگلی بوده وانشعابات داخلی آن عمدتا از نوع درجه 2 و3 جنگلی می‌باشد وتراکم جاده 87/10 متر درهکتار است (بی نام، 1383)..
404495-386080الف- نقشه استان مازندران

ب- نقشه سری یک دارابکلا
شکل 3-1- موقعیت منطقه مورد مطالعه
3-1-2- شیب و ارتفاع از سطح دریا
جهت عمومی شیب در جنگل‌های دارابکلا، شمالی و شمال غربی می باشد. میانگین شیب حدود 40% است، حداقل شیب منطقه 5% و حداکثر آن 70% می باشد، گاه در بعضی از نقاط میزان شیب از این مقدار بیشر بوده و پرتگاه‌های پراکنده دیده می شود. حداکثر سطح عرصه در مناطق کم شیب واقع شده، حداقل ارتفاع از سطح دریا 180 متر و حداکثر ارتفاع از سطح دریا 874 متر است (بی‌نام 1383).
3- 1- 3- خصوصیات اقلیمی
جهت بررسی شرایط آب و هوایی جنگل‌های دارابکلا از آمار و اطلاعات 20 ساله ایستگاه هواشناسی مهدشت ساری که در ارتفاع 118 متر از سطح دریا به فاصله 20 کیلومتری از محدوده ی طرح قرار دارد استفاده شده است. متوسط باران سالیانه 8/983 میلی متر، حداکثر باراندگی ماهانه مربوط به آبان ماه به میزان 8/119 میلی متر و متوسط حداقل بارندگی مربوط به تیرماه به میزان حدود 1/36 میلی متر می باشد به همین دلیل فصل رویش طولانی است. سری یک دارابکلا بر اساس اقلیم نمای آمبرژه در منطقه ااقلیمی مرطوب تا خیلی مرطوب قرار گرفته است (بی‌نام 1383) .
3-1-4- خصوصیات زمین شناسی
وجود و گسترش طبقات مارنی و رسوبات سست دیگر در نهشتههای کواترنری، پلیوسن و میوسن این سری از یک طرف و عبور گسلهای متعدد در تمامی قسمتهای این منطقه از سوی دیگر شرایطی ایجاد نموده است که حساسیت منطقه به فرسایش را بالا برد. در مجموع علل اصلی وقوع لغزشهای منطقه را میتوان در بارندگیهای شدید و هم شیب بودن حرکت آبهای زیرزمینی با شیب لایهها، وجود واریزههای منفصل رس و مارن در بین بلوکهای سنگی، دخالتهای انسانی، عملکرد ناقص یا فقدان زهکشهای سطحی و عاری بودن شیبها از پوشش گیاهی و عامل گسل دانست. بنابراین با توجه به پتانسیل لغزشی بالای منطقه که با دخالت عامل انسانی میتواند به شدت تشدید گردد پیشنهاد میشود هر گونه برنامه ریزی با توجه به مطالعه نقشه فرم زمین که در واقع نوعی نقشه پهنه بندی خطر بروز زمین لغزش منطقه محسوب میگردد صورت پذیرد مشخصات تیپ‌های مختلف زمین‌شناسی در جدول( 3-1) آمده است.
جدول 3-1- مشخصات زمین شناسی منطقه مورد مطالعه
ردیف تیپ زمین شناسی دوران دوره سنگهای غالب سطحی فرم زمین
1 L.P CM3 سوم میوسن کنگلومرا، مارن، مارن سیلتی مناطق جنگلی با شیب کم که از پایداری ضعیفی برخوردار بـوده و دارای نفوذپذیــری متــوسط میباشد.خاکزایی مناسب
2 L.M1 سوم میوسن مارن، ماسه سنگ آهکی، سنگ آهک ماسهای، کنگلومرا دامنههای با شیب تند بر روی مارنهای میوسن که دارای نفوذپذیری ضعیف بوده و ناپایدار محسوب میگردند. خاکزایی نسبتا ضعیف
3 L.M2 سوم میوسن مارن، ماسه سنگ آهکی، سنگ آهک ماسهای، کنگلومرا این زمینها دارای شیب تقریبا متوسط بوده خاکزایی نسبتا خوب، نفوذپذیری این فرم ضعیف بوده و پایداری آن ضعیف است.
4 L.M3 سوم میوسن مارن، ماسه سنگ آهکی، سنگ آهک ماسهای، کنگلومرا مناطق جنگلی باشیب ملایم، خاکزایی بسیار خوب نفوذپذیری و پایداری از متوسط تا ضعیف متغیـر میباشد.
5 L.R سوم میوسن مناطق گسلی مستعد حرکت و لغزش بوده و ناپایدار محسوب میگردد.
محدوده مورد مطالعه از دو تیپ زمین شناسی زیر تشکیل شده است شکل (3-2):
L.M2، این تیپ در بخش غرب تا جنوب غربی طرح دیده میشود از شیب توپوگرافی تقریبا متوسط برخوردار بوده و از سنگهای مارنی و ماسه سنگ آهکی، آهک ماسهای به همراه مختصری کنگلومرا تشکیل مییابند که به دوره میوسن مربوط میشوند، به دلیل گسترش و ضخامت مارن در این فرم از پایداری و نفوذپذیری ضعیفی برخوردارند.
LM3، دامنههای با شیب نسبتا ملایم که بر روی نهشتههای مارنی میوسن واقع است این فرم بیشترین گسترش را داشته و از نفوذپذیری و پایداری متوسط تا ضعیفی برخوردار است.
حاشیه دره‌ها را آبرفت‌های کوآرترنری در بر گرفته اند بنابراین وضعیت سنگ شناسی منطقه نشان از ناپایداری منطقه ومستعد لغزش و رانش بودن آن دارد.

شکل 3-2- نقشه زمین شناسی سری یک دارابکلا و جاده مورد مطالعه
3- 1- 5- مشخصات خاکشناسی
منشا خاک محدوده مورد مطالعه از سنگ های مادری آهکی و مارنی با ماسه سنگ آهکی می باشد، بر این اساس سه نوع تیپ خاک مشخص شد که عبارتند از 1- خاک قهوه‌ای جنگلی با pH قلیایی 2- خاک قهوه‌ای شسته شده با افق کلسیک 3- خاک قهوه‌ای شسته شده با پسدوگلی
سنگ مادر تشکیل دهنده خاک از نوع آهک، آهک مارنی و آهک ماسه‌ای می‌باشد. بنابراین بافت خاک کمی سنگین (رسی لومی) تا سنگین (رسی) و نفوذ‌پذیری آب در خاک غالبا متوسط و گاهی ضعیف است. pH خاک قلیایی ولی در خاک‌های تکامل یافته که عمل آبشویی آهک به طور کامل انجام گرفته، اسیدی تا خنثی می‌باشدریشه دوانی متوسط و عمق نفوذ ریشه حدود 70-65 سانتی متر است. علت این مسئله وجود سنگ‌های مادری، درصد زیاد رس و بافت سنگین در عمق زیرین می‌باشد که مانع پراکنش مناسب ریشه درختان قطور می‌شود. محدوده مورد مطالعه شامل زیر واحد اراضی به شماره‌های 2.1.2 و2.1.3 و 2.1.4 می‌باشد شکل (3-3)، خصوصیات هر یک از زیر واحد‌ها به شرح زیر است:
زیر واحد اراضی 2.1.2:
تیپ خاک قهوهای جنگلی با pH قلیایی متشکل از سنگهای آهکی و مارن با شیب متوسط گاهی کمی زیاد با پوشش جنگلی راش، ممرز، افرا، توسکا، انجیلی و ضخامت لاشبرگ حدود 4-1 سانتیمتر خاکی تکامل یافته بدون بیرون زدگی سنگی دارای سنگریزه کم حدود 5% در نیمرخ پروفیل با تیپ پروفیلی ABCکه دارای باد افتادگی درختان جنگلی، که علت آن عدم پراکنش مناسب ریشه در عمق زیرین است بافت خاک کمی سنگین Silty Clay loam تا Silty Clay نفوذپذیری آب در خاک بسیار ضعیف دارای لغزش و ریزش جدید توده خاک در بالا دانهای درشت در عمق زیرین چندوجهی رنگ خاک در بالا قهوهای تیره در عمق زیرین روشن، میزان خلل و فرج خاک کم تا متوسط تهویه در خاک به کندی صورت میگیرد.
زیر واحد اراضی 2.1.3:
تیپ خاک قهوهای شسته شده با افق کلسیک. متشکل از سنگهای آهکی و آهک مارنی همراه با آهک ماسهای با شیب کم گاهی متوسط بدون بیرون زدگی سنگی فاقد سنگریزه تا عمق یک متر با پوشش جنگلی راش، ممرز، توسکا در ارتفاعات پایین مخروبه با پوشش جنگلی انجیلی و بلوط ضخامت لاشبرگ حدود 3-1 سانتیمتر خاکی تکامل یافته نسبتاً عمیق تا عمیق با حداکثر عمق 120-110 سانتیمتر با تیپ پروفیلی ABC، ریشه دوانی متوسط عمق نفوذ ریشه حدود 70-65 سانتیمتر دارای بادافتادگی درختان قطور جنگلی که علت آن عدم پراکنش مناسب در عمق زیرین به علت درصد زیاد رس (بیش از 50%) میباشد نفودپذیری آب در خاک در بالا متوسط در عمق زیرین بسیار ضعیف که نفوذپذیری ضعیف آب در خاک بادافتادگی درختان جنگلی در سطح بعضی از پارسلها مشاهده میگردد.
-زیر واحد اراضی 2.1.4:
با تیپ خاک قهوهای شسته شده پسدوگلی، ارتفاعات نسبتاً بلند تا کوتاه متشکل از سنگهای آهکی و آهک ماسهای گاهی مارن با شیب کم تا متوسط بدون بیرون زدگی سنگی فاقد سنگ ریزه تا عمق یک متری با پوشش جنگلی انجیلی- ممرز و لرگ با تک درختان راش و ارتفاعات پایینتر فاقد گونه راش میباشد. نفوذپذیری آب در خاک به شدت ضعیف به طوریکه در سطح بعضی از پارسلها آب گرفتگی مشاهده میگردد که نشانه هیدرومورف بودن خاک است. در این گونه مناطق از بهره برداری زیاد و قطع درختان جداً باید خودداری گردد زیرا روند هیدرومورف خاک شدت مییابد. خاک سطحی دارای کوبیدگی ، نفوذپذیری و زهکشی خاک بسیار ضعیف است. لغزش و ریزش مشاهده نگردیده است.

شکل 3-3- نقشه خاک شناسی سری یک دارابکلا و جاده مورد مطالعه
3-1-6- راه‌های دسترسی
شبکه اصلی این طرح از محور ساری- نکا می‌باشد. که پس از عبور از روستای دارابکلا در محل نگهبانی سه شاخه می‌شود. شاخه اصلی از نوع جاده جنگلی درجه یک بوده که از داخل طرح جنگلداری و روی یال اصلی (مرز سری یک و دو) به طول 14 کیلومتر به بخش یک طرح جنگلداری نکا- ظالمرود متصل می‌گردد. از محل نگهبانی شاخه دیگری شروع واز داخل سری یک عبور کرده و به طول 11 کیلومتر به دانگ دوم بخش یک متصل می‌گردد و ازنوع جاده جنگلی درجه دو است شکل( 3-4). با توجه به شبکه جاده ساخته شده و جاده‌های پیش بینی شده کل جاده‌های طرح جنگلداری دارابکلا حدود 4/28 کیلومتر و تراکم آن 87/10 متر در هکتار خواهد بود(بی‌نام، 1383).
parselSkid way
Road

شکل3-4- نقشه جاده‌های موجود و موقعیت جاده در سری یک دارابکلا
3- 2- روش پژوهش
3-2- 1- جمع آوری اطلاعات و برداشت مقدماتی
جهت برآورد نرخ رسوبدهی جادههای جنگلی در SEDMODL و WARSEM مجموعهای از دادهها مورد نیاز است. جادههای جنگلی مورد مطالعه در جنگل آموزشی و پژوهشی دارابکلا غالباً بر روی یال ساخته شدهاند و لذا یا فاقد شیروانی خاکبرداری و خاکریزی هستند و یا در صورت وجود شیروانی، توسط انبوهی از گیاهان پوشیده شدهاند. در پژوهش حاضر، از این مدلها فقط به منظور برآورد نرخ رسوب حاصل از سطح جاده استفاده شد. ابتدا جهت بالا رفتن دقت برداشت دادهها، کلجادههای منطقه به فواصل کوتاه و واحدهای همگن از نظر ترافیک، روسازی، شیب و پهناکه اصطلاحاً Segment نام دارد، تقسیم و دادههای لازم از هر کدام از این قسمتها به صورت جداگانه برداشت شد. سپس هر یک از فاکتورها برای واحدهای همگن جادهای به صورت جداگانه محاسبه و میزان فرسایش در هر واحد با استفاده از مدلها مشخص گردید:
3-2-2- برآورد رسوب سطح جاده با SEDMODL
در این مدل میزان کل تحویل رسوب توسط جاده از رابطه (3-1) محاسبه میگردد. که در آن TS کل رسوب تولیدی مربوط به سطح جاده بر حسب تن در یک سال و فاکتور Af نیز مربوط به سن جاده بوده که میزان رسوب کل را تحت تأثیر قرار میدهد. با توجه به اینکه بیشترین میزان تولید رسوب در جادههای جنگلی مربوط به سال اول یا دوم ساخت است و در سالهای بعد کاهش مییابد، فاکتور سن جاده در معادله وارد میشود. میزان این فاکتور برای جادههایی که یک سال از ساخت آن میگذرد 10 و برای جادههایی که بیش از 2 سال از ساخت آنها گذشته باشد 2 میباشد.با توجه به سال ساخت جادههای منطقه فاکتور سن ساخت برابر عدد 2 قرار گرفت.
رابطه (3-1) Total Sediment (t/year) = (TS)Afجهت محاسبه TSاز رابطه (3-2) استفاده شد.
که در آن Lr طول جاده، Wr عرض جاده، GErمیزان فرسایش زمینشناسی، Sfفاکتور مربوط به سطح جاده، Tfفاکتور ترافیک، Gfفاکتور شیب، Pfفاکتور بارندگی و Dfفاکتور تحویل رسوب میباشد.
رابطه (3-2) TS= LrWrGErSfTfGfPfDfدر ذیل هر یک از این فاکتورها به تفکیک معرفی شده و مقادیر مربوط به آنها بر اساس نتایج مطالعات قبلی ارائه میگردد.
میزان فرسایش زمینشناسی (GEr): میزان تولید رسوب در جادههای جنگلی وابستگی زیادی به وضعیت زمینشناسی و خاکشناسی منطقه دارد. میزان تولید رسوب با توجه به وضعیت زمینشناسی از جدول (3-1) استخراج شد (حسینی و همکاران، 1391). وضعیت زمینشناسی و خاکشناسی از نقشههای پایهزمینشناسی، وخاکشناسی منطقه با مقیاس 1:25000 در محیط GIS بدست آمد.تمامی قسمتهای منطقه مورد مطالعه از سازندهای با رسوبات نرم مربوط به دوران سوم زمین شناسی تشکیل شدهاند. از اینرو مقدار فاکتور فرسایش زمین شناسی (GEr)برای تمامی بخشهای جاده مورد مطالعه، 74 تن در هکتار در سال یا به عبارتی معادل 0074/0 تن در متر مربع بدست آمد.
جدول 3-2- میزان فرسایش با توجه به وضعیت زمینشناسی و سنگشناسی (تن در هکتار در سال).

فاکتور مربوط به سطح جاده (Sf):کیفیت مواد استفاده شده در روسازی که در جدول (3-3) اشاره شده تأثیر مستقیمی در میزان رسوبدهی سطح جادههای جنگلی دارد .
جدول3-3- مقادیر فاکتور مربوط به سطح جاده برای جادهای مختلف.
نوع سطح آسفالت شن خاک درهم پوشش علفی بستر طبیعی بستر طبیعی همراه با شیار
عامل سطح 03/0 2/0 5/0 5/0 1 2
عامل ترافیک (Tf): میزان رسوبدهی سطح جادههای جنگلی به نوع کاربری جاده بستگی دارد و از جدول (3-4) استفاده شد (حسینی و همکاران، 1391). طول جاده موجود در منطقه 2471 متر بوده و تمامی جادههای جنگلی منطقه مورد مطالعه از نوع جادههای درجه 2 و شن ریزی شده هستند. از این‌رو فاکتور ترافیک Tf برای کل جادهها برابر با 2 قرار داده شد.مشخصات سطح جاده، وضعیت ترافیکی و بارندگی منطقه از کتابچه طرح جنگلداری دارابکلا استخراج گردید.
جدول3-4- میزان عامل ترافیک برای جادههای مختلف.
نوع جاده بزرگراه اصلی شهری درجه 1 درجه 2 فرعی متروکه و از رده خارج
فاکتور ترافیک 120 120 50 10 2 1 1/0
عامل شیب (Gf): شیب یکی از عوامل موثر در میزان رسوبدهی جادهای جنگلی است. جهت میزان برآورد فاکتور شیب از جدول (3-5) استفاده میشود (حسینی و همکاران، 1391).عرض، طول و شیب سطح جاده طی عملیات صحرایی و با استفاده از متر و دستگاه شیب سنج برداشت شد.
جدول3-5- میزان عامل شیب برای شیبهای مختلف جاده جنگلی.
درصد شیب کمتر از 5 درصد 10-5 درصد بیشتر از 10 درصد
عامل شیب 2/0 1 5/2
عامل بارندگی (Pf): میزان تولید رسوب جادههای جنگلی تحت تأثیر بارندگی محل قرار دارد. فاکتور بارندگی برای SEDMODL را با توجه به میانگین بارندگی سالانه به میلیمتر و از رابطه (3-3) محاسبه شد (حسینی و همکاران، 1391):
رابطه (3-3)
Pfعامل بارندگی، Pavrمیانگین بارندگی سالانه
میانگین بارندگی سالانه در منطقه 8/983 میلیمتر میباشد. نتیجه محاسبات نشان داد که میزان عامل بارندگی در منطقه 7046/0 بود.
عامل تحویل رسوب (Df): برای محاسبه فاکتور تحویل رسوب در این روش از میزان فاصله نقطه مرکزی جاده تا نقطه مرکزی رودخانه استفاده میشود. با افزایش فاصله جاده نسبت به رودخانه از میزان تحویل رسوب کاسته میشود. هنگامی که جاده مستقیماً رودخانه را قطع میکند، عامل تحویل دهی رسوب 100 درصد است. زمانی که فاصله مرکز جاده از مرکز رودخانه کمتر از 30 متر باشد، میزان عامل تحویل رسوب 35 درصد و زمانی که فاصله بین 30 تا 60 متر باشد، این فاکتور 10 درصد است. اگر جاده در فاصله بیش از 60 متر از آبراهه قرار داشته باشد، رسوب تولیدی آن در بستر طبیعی جنگل تهنشین شده و هیچ رسوبی وارد آبراهه نمیشود (حسینی و همکاران، 1391). بنابراین عامل تحویل رسوب برای جادههای موجود در این فاصله صفر میباشد. محاسبه میزان فاصله مرکز رودخانه تا جاده در محیط نرم افزاریGISانجام گرفت.
3-2-3- برآورد رسوب سطح جاده با WARSEM
این مدل یک مدل تجربی است که برای برآورد میانگین بلند مدت تولید و تحویل رسوب از جاده به رودخانه مورد استفاده قرار میگیرد و توسط دپارتمان منابع طبیعی واشنگتن توسعه پیدا کرده است (داف و همکاران 2010). در ذیل ساختار کلی مدل، روابط و عامل‌های مورد نیاز آن شرح داده شده است.
در این مدل میزان کل تحویل رسوب (E) توسط جاده از رابطه (3-4) محاسبه میگردد:
Eرسوب سطح جاده از هرواحد همگنمیباشد،RE رسوب دریافتی از سطح جاده در هر قسمت، CAP نسبت سطح شرکت داده شده در تولید رسوب (درصد)از طریق مشاهدات میدانی برای هر واحد همگن ضمن بارندگی طبیعی اندازه گیری شد، SDRمیزان رسوب دریافتی (درصد)
رابطه(3-4)
0
0(3)

محاسبه رسوب حاصل از سطح جاده:
برای محاسبه رسوب حاصل از سطح جاده (RE) از رابطه (3-5) استفاده میشود:
رابطه(3-5) RE = BE × G × SF × S × T × CA
REرسوب سطح جاده از هر بخش میباشد، BE میزان فرسایش بر مبنای متوسط بارش سالیانه، G فاکتور فرسایش زمین شناسی، SFفاکتور سطح جاده، Sفاکتور شیب جاده،Tفاکتور ترافیک، CAمساحت سطح جاده (متر مربع).
محاسبه میزان فرسایش (BE ) بر مبنای متوسط بارش سالیانه از رابطه (3-6) استفاده میشود:
رابطه(3-6)
Rمتوسط بارندگی سالیانه (mm/yr)، BE میزان فرسایش بر مبنای متوسط بارش سالیانه، CAمساحت سطح جاده (متر مربع).L طول جاده،Wعرض جاده(متر)
BE = 3 × 10-5 ×R1.5
رابطه(3-7)
محاسبه مساح CA = L × W
محاسبه میزان رسوب دریافتی از رابطه (3-8) بدست میآید:
رابطه(3-8)

D فاصله بین زهکشهای خروجی و جویها (متر).SDRمیزان رسوب دریافتی (درصد)
نتایج حاصل از این دو مدل در نرم افزار SPSS از طریق آزمون T-Studentبا یکدیگر مقایسه خواهد شد.
3- 2- 4- اندازه گیری مقدار واقعی رسوب
برای برداشت میزان رسوب واقعی سطح جاده، در انتهای هر سگمنت با قرار دادن ظرف مناسب پس از هر بارندگی اقدام به برداشت نمونه شد.به این صورت که مقدار آب موجود در هر ظرف بر حسب لیتر اندازه گیری شده و پس از ته نشین شدن رسوب در داخل ظرف آب داخل ظرف را خارج کرده و نمونه ته نشین شده را داخل آون گذاشته وپس از خشک شدن، مقدار رسوب برحسب گرم درمتر مربع (مساحت هر سگمنت) محاسبه شد. اندازه‌گیری غلظت رسوب به روش زیر انجام گرفت:
ریختن محلول رسوب جمع آوری شده طی بارندگی در طبیعت در بشر شیشه‌ای وتخلیه آب باقی مانده برروی آن پس از گذشت 24 ساعت
خشک کردن کاغذ‌های صافی در دمای 105درجه سانتی گراد آون به مدت 15 دقیقه
توزین کاغذ صافی و کددهی
قرار دادن کاغذ صافی برروی قیف داخل ارلن
تخلیه رسوب داخل بشر برروی کاغذ صافی
خارج کردن کاغذ صافی از داخل قیف پس از گذشت 24 ساعت و ته نشست کامل رسوب روی کاغذ
قرار دادن کاغذ صافی مملو از رسوب بر روی فویل آلومینیومی
قرار دادن فویل آلومینیومی‌( در بر گیرنده کاغذ صافی ورسوب ) در دمای 105 درجه سانتی گراد آون به مدت 2ساعت
خارج کردن کاغذ صافی مملو از رسوب از داخل فویل و توزین کاغذ و رسوب
10 -‌ محاسبه غلظت رسوب از تقسیم جرم رسوب (گرم) بر حجم رواناب (لیتر)
3-2-5- محاسبات آماری
نتایج حاصل از این دو مدل در نرم افزار SPSS از طریق آزمون -Studenttبا یکدیگر مقایسه شد.
فصل چهارم
نتایج

نتایج
4-1- موقعیت جاده وواحدهای همگن:
برای برآورد رسوب تولیدی از سطح جاده مورد مطالعه به طول 2067متر، جاده به 20 واحد همگن تقسیم گردید.
2023456789101112141316151718191
شکل 4-1- شکل واحدهای همگن در منطقه مورد مطالعه
4-2- مقایسه و ارزیابی دو مدل WARSEM و SEDMODL
نتایج بررسی و همچنین بازدیدهای صحرایی نشان داد که 1397متر از جاده دارای فاصله بیش از 60 متر از آبراهه‌ها بوده که در این قسمتها میزان فاکتور تحویل رسوب صفر و در نتیجه میزان رسوب کل نیز در این نقاط صفر میباشد و480 متر ازطول کل جاده در فاصله 30 تا 60 متر بوده همچنین 190متر از جاده نقاطی بودند که در آن جاده و آبراهه همدیگر را به طورمستقیم قطع میکنند.این نتایج در جدول(4-1) ارائه گردید.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

جدول4- 1- طول جاده در فواصل مختلف جاده از آبراهه (متر) و در قطعههای مختلف منطقه در دو مدل SEDMODEL و WARSEM.
شماره پارسل قطع آبراهه کمتر از 30 متر 60-30متر بیشتر از 60 متر کل پارسل
12 - 240 272 512
15 - - 71 243 314
9 190 - 169 882 1241
جمع 190 - 480 1397 2067
تعداد سگمنت تحویل مستقیم فاصله30-0 متر فاصله60-30 متر بدون تحویل
20 5 0 7 8
جدول4-2- سگمنت بندی شبکه جاده و تعیین فواصل مختلف جاده از ابراهه
4-2-1- محاسبه فرسایش و تولید رسوب:
نتایج محاسبه میزان رسوبدهی در جادهها و قطعههای مختلف نشان دادکل میزانتحویل رسوب در جادههای منطقه به طول 2067 متر و مساحت کل 42/1 هکتار با استفاده از WARSEM و SEDMODELبه ترتیب 14/13 و 29/18 تن در سال میباشد. مقدار رسوب ویژه برآورد شده با WARSEM و SEDMODEL نیز به ترتیب 25/9 و 88/12 تن در هکتار در سال بود.
شماره سگمنت طول سگمنت(متر) شیب(%) عرض جاده (متر) مساحت سگمنت ها(متر مربع) رسوب سطح جاده (SEDMODL)،تن در سال رسوب سطح جاده (WARSEM)، تن در سال
1 60 2 7 420 24/0 09/0
2 40 2 7 280 08/0 08/0
3 93 3 7 651 36/0 21/0
4 70/60 5 7 2/494 00/0 00/0
5 120 4 7 840 63/1 31/1
6 130 2 7 910 00/0 00/0
7 110 2 7 770 00/0 00/0
8 62 5 7 434 58/0 40/0
9 68 5 7 476 00/0 00/0
10 147 3 7 1029 21/2 25/1
11 50 1 7 350 02/0 15/0
12 190 1 7 1330 00/0 00/0
13 145 3 7 1015 40/3 06/3
14 100 4 7 700 00/0 00/0
15 77 4 7 539 02/3 06/2
16 139 6 7 973 91/4 89/3
17 100 4 7 700 86/0 61/0
18 150 0 7 1050 98/0 08/0
19 75 3 7 210 00/0 00/0
20 150 6 7 1050 00/0 00/0
جدول4-3- نتایج محاسبه رسوب سطح جاده سگمنت‌هادر SEDMODL و WARSEM
نتایج نشان داد که شیب طولی جاده بر مقدار رسوب برآورد شده توسط مدلهای تجربی در سطح احتمال 5 درصد تأثیر معنیدار داشت. در حالی که شیب طولی تأثیری بر مقدار رسوب اندازهگیری شده در شرایط بارندگی طبیعی نداشت (جدول4-4). مقدار رسوب برآورد شده توسط مدلها در کلاسه شیب 8-4 درصد به طور معنیداری بیشتر از کلاسه شیب 4-0 درصد بود (جدول4-5). به طور کل، بین مقدار رسوب برآورد شده توسط WARSEM و SEDMODL تفاوت معنیداری وجود نداشت اما این مقادیر برآوردی در سطح احتمال 5 درصد بیشتر از مقدار اندازهگیری شده بود (جدول4-6).
جدول4-4- آنالیز واریانس تأثیر شیب طولی بر رسوب برآوردی توسط WARSEM، SEDMODL و مقدار واقعی
مدل درجه آزادی میانگین مربعات مقدار F
WARSEM 1 7846 *77/3
SEDMODL 1 9652 *15/5
مقدار اندازهگیری شده 1 4587 ns53/1
جدول4-5- مقایسه میانگین رسوب اندازه گیری شده و برآوردی در کلاسههای مختلف شیب طولی جاده
شیب
رسوب 4-0 8-4
WARSEM (تن در هکتار در سال) B43/3 A82/5
SEDMODL(تن در هکتار در سال) B13/5 A75/7
مقدار اندازهگیری شده (تن در هکتار در سال) A65/2 A21/3
جدول4-6- مقایسه مقادیر رسوب ویژه برآوردی و اندازهگیری شده
مدل تن در هکتار در سال
WARSEM 25/9
SEDMODL 88/12
مقدار اندازهگیری شده 86/5

شکل4- 1- تغییرات رسوب تولیدی در دو مدل WARSEM و SEDMODL در دو کلاسه شیب و مقدار اندازه گیری شده
اعتبار سنجی دو مدلWARSEMوSEDMODLو مقایسه آن‌ها با مقدار اندازه‌گیری شده نشان داد که اختلاف معنی داری با مقدار اندازه گیری شده وجود دارد، این دو مدل مقدار رسوب را بیشتر از مقدار اندازه گیری شده برآورد کردند جدول(4-5 وشکل 4-1).
همچنین پتانسیل تحویل رسوب برآورد شده توسط دو مدل ذکر شده مربوط به قسمتی از جاده که در پارسل‌‌9واقع شده است می‌باشد(شکل 4-2).
2023456789101112141316151718191 ton/ha/year 1> ton/ha/year 1-2.5 ton/ha/year 2.5<
شکل 4-2- نقشه خطر رسوبدهی جاده مورد مطالعه

فصل پنجم
بحث و نتیجه‌گیری

5-1- بحث
از آن جا که تلفات خاک جاده های جنگلی دارای پیامدهای زیست محیطی خطرناکی است، لذا کمی کردن صحیح آن در مقیاس مناسب، اطلاعات ارزنده‌ای را جهت ممانعت از هدر رفت منابع یک زیست بوم و تخریب غیر قابل بازگشت خاک فراهم می‌آورد. تا کنون از روش‌های مستقیم و غیرمستقیم نسبت به برآورد نرخ رواناب و هدر رفت خاک جاده‌های جنگلی اقدام شده است. محققین بسیاری با بهره‌گیری از مدل‌های تجربی (روش غیر مستقیم) نظیر WARSEM، WEPP، RUSLE ، SEDMODL و . . . میزان فرسایش آبی خاک ساختمان جاده‌‌ها را برآورد کردند.اما نتایج بدست آمده از این مدل‌ها همواره بیشتر و یا کمتر از مقدار واقعی بود. این موضوع دلالت بر روند تغییر پذیری متغیر های موثر بر فرسایش خاک دارد.از آنجایی که میزان رسوب وارد شده به دریاچه سدهای مخزنی کشور سالانه بیش از 260 میلیون متر مکعب میباشد بنابراین بطور متوسط در کشور هر ساله یک سد با حجم آبگیری معادل سد کرج بر اثر ورود رسوبات ناشی از حوزههای آبخیز بالادست از بین میروند. با توجه به هزینههای بالای لایروبی رسوبات پشت سدها از یک طرف و عدم دسترسی به سایت جدید جهت احداث سد و همچنین هزینههای هنگفت ملی که جهت احداث سدهای مخزنی هزینه میشود، توجه به مسئله تولید رسوب و عوامل موثر در ایجاد آن از مسائل اصلی و اساسی در توسعه اقتصاد کشور خصوصاً در بخش مدیریت منابع آب به حساب میآید. لذا در این تحقیق به بررسی تخمین میزان تولید رسوب سطح جادههای جنگلی با استفاده از دومدل پیشبینی، در 2067متر از جادههای جنگلی سری 1 جنگل آموزشی- پژوهشی دارابکلا که تحت مدیریت دانشکده منابع طبیعی شهرستان ساری قرار دارد پرداخته شد. نتایج این بررسی نشان داد که میزان فرسایش در جادههای منطقه با استفاده از مدل WARSEM14/13تن در سال وSEDMODL29/18 تن در سال میباشدکه با مقدار واقعی اندازه‌گیری شده تفاوت معنا داری را نشان می‌دهد جدول 4-4. این ممکن است به علت عملکرد این مدل‌ها باشد. در WARSEM و SEDMODL حجم زیادی از دادها در قالب کد وارد مدل می‌شود و به کمک این مدلها کل شبکه جاده‌های جنگلی منطقه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد ولی در اندازه‌گیری‌های زمینی امکان جمع آوری رواناب از همه سگمنت‌ها امکان پذیر نبود و بخشی از رواناب بر اثر فرو رفتگی‌ها و شیارهایی که در سطح جاده ایجاد شده بود انباشته می‌شد و هم چنین بخشی از روانابی که از سطح جاده جاری می‌شد وارد جوی کناری میگشت و امکان نمونه‌گیری وجود نداشت به‌ دلیل این‌ که هدف، اندازه‌گیری مقدار رسوب سطح جاده بود، احتمالا این مسئله باعث گردیده که مقدار اندازه گیری شده از دقت بالایی برخوردار نباشد و اختلاف معنی داری با مدل‌ها داشته باشددر سال‌های اخیر، چند مطالعه برای برآورد وضعیت رسوب‌دهی شبکه جاده‌های جنگلی با استفاده از این مدل‌ها به انجام رسیده است. نتایج استفاده از SEDMODL در جنگل‌ سری یک دارابکلا- ساری نشان داد که میزان فرسایش جاده‌های منطقه 88/12تن در هکتار در سال می‌باشد، با توجه به فاکتور تحویل رسوب، هم‌چنین فاکتورهای شیب، فاصله جاده از آبراهه، موثرترین فاکتورها برای تولید رسوب و تحویل آن به آبراهه بودند که با نتایج حسینی و همکاران1391مطابقت داشت. در این مطالعه نتایج حاصل از اعتبار سنجی نشان داد که SEDMODL وWARSEM نرخ فرسایش خاک را بیشتر از مقدار واقعی برآورد می‌کند که با نتایج سارفیلت و همکاران 2011 و اسگاست و همکاران 2011مطابقت داشت.
در این مطالعه با استفاده از مدل WARSEM میزان تحویل رسوب جاده‌ مورد مطالعه14/13 تن در سال به دست آمد که این مقدار با نتایج فیو و همکاران 2008 در استرالیا مطابقت نداشت،به نظر می‌رسد اختلاف بین مقادیر به‌دست آمده توسط این مدل‌در مناطق مختلف به دلیل تفاوت مشخصات فنی جاده‌ها خصوصیات فیزیوگرافی اقلیم و زمین شناسی این مناطق باشد. نتایج این بررسی و بررسیهای مشابه نشان داده که میزان تولید رسوب در جادههای جنگلی به عواملی مانند نوع جاده، نوع استفاده از جاده، میزان شیب، فاصله جاده از آبراهه دارد. همانطور که در مقدمه نیز بیان شد یکی از کاراییهای SEDMODL تعیین مقاطعی از جاده میباشد که دارای حساسیت بالایی نسبت به فرسایش و تولید رسوب هستند. با توجه به نتایج این تحقیق مشخص گردید که واحدهای همگن جاده که در قسمتهای بالا دست مسیر قرار داشتند، دارای میزان تحویل رسوب و در نتیجه حساسیت بالایی بودند. این واحدها بیشتر در پارسل9 و بخش کمی نیز در پارسل12 قرار داشت. لذا توصیه میگردد جهت اجرای عملیات کنترل فرسایش این قسمتها در اولویت قرار گیرد. از آنجاییکه افزایش فاکتور تحویل دهی رسوب سبب ایجاد این تغییر فاحش در میزان تحویل رسوب در این واحدها گردیده، توصیه میگردد در صورت اجرای عملیات کنترلی، از اقداماتی استفاده شود که از انتقال رسوب به آبراهه جلوگیری نماید.
تحقیقات در زمینه عوامل موثر در میزان تولید رسوب نشان داده که یک رابطه معکوس بین فاکتور ترافیک و فاکتور روسازی جاده وجود دارد (لوس و بلک 2001). بدین معنی که در یک جاده با میزان فاکتور ترافیک بالا معمولاً کیفیت مواد روسازی به کار رفته خوب است و فاکتور مربوط به روسازی جاده در تولید رسوب کاهش مییابد (آکای و همکاران، 2007). نتایج این مطالعه نشان داد که شیب طولی جاده بر مقدار رسوب برآورد شده توسط مدلهای تجربی در سطح احتمال 5 درصد تأثیر معنیدار داشت. در حالی که شیب طولی تأثیری بر مقدار رسوب اندازهگیری شده در شرایط بارندگی طبیعی نداشت. مقدار رسوب برآورد شده توسط مدلها در کلاسه شیب 8-4 درصد به طور معنیداری بیشتر از کلاسه شیب 4-0 درصد بود که با نتایج کاستیلو و همکاران 2001، فیو و همکاران 2008 ، عطا صفری 1391 همخوانی داشت. دلیل این امر این است که چون همه متغیر ها به جز شیب و فاصله جاده تا آبراهه که وارد مدل شدند تقریبا در همه سگمنمت ها یکی بوده ولی در اندازه گیری مقدار واقعی رسوب عامل شیب معنی دار نشد به دلیل اینکه میزان کوبیدگی در شیب های کم بیشتر بوده و هم چنین میزان چاله چوله ها در منطقه دارابکلا در شیب های پایین تر بیشتر است و به دلیل کیفیت پایین مواد روسازی و تجمع آب در این نقاط موا روسازی در آب حل شده و موجب ایجاد رسوب میگردد.
نتایج نشان داد از موادی مانند شن وماسه که دارای فاکتور روسازی و سطحی کمتری هستند و میزان تولید رسوب را کاهش میدهند استفاده کرد که با نتایج آکای و همکاران، 2007 مطابقت دارد. مصالح شنی بستر جاده عامل موثری در افزایش ظرفیت هیدرولیکی سطح جاده بوده و باعث کاهش رواناب و فرسایش می‌شود (الیوت و همکاران، 2009). نتایج این بررسی نشان داد که در جادههای جنگلی منطقه مورد مطالعه فاکتورهای شیب، فاصله جاده از آبراهه، مؤثرترین فاکتورها برای تولید رسوب و تحویل آن به آبراهه میباشند که با نتایج تحقیق حسینی و همکاران (1391) مطابقت داشت.
در جنگل‌های شمال، هنوز طراحی شبکه جاده به صورت سنتی انجام می‌پذیرد و از رویهم گذاری لایه‌های مختلف اطلاعاتی برای تهیه نقشه پایداری زمین استفاده چندانی نمی‌گردد در این میان، نقشه خطر فرسایش خاک منطقه، لایه اطلاعاتی ارزشمندی است که در بسیاری از نقاط دنیا جهت طراحی مسیر جاده نادیده گرفته می‌شود. این مسئله سبب خواهد شد تا جاده‌ها پس از ساخت، با مسئله فرسایش ورسوب مواجه شوند. داف (2010) در برزیل با بهره‌گیری از مدل‌های WEPP، SEDMODL، STJ-EROS نشان داد که حدود 50 درصد طول جاده‌ها، دارای پتانسیل فرسایش بالایی است. بدین ترتیب با استفاده از نقشه خطر رسوبدهی شبکه جاده جنگلی می‌توان اولویت اجرای طرح‌های حفاظت و نگهداشت جاده را برای کنترل فرسایش در مناطق مختلف مشخص واز هدر رفت خاک جلوگیری کرد.
5-2- نتیجه گیری
با محاسبه میزان فرسایش و تولید رسوب در جادهها و سگمنت‌های مختلف با استفاده از SEDMODELو WARSEM و مقایسه آن‌ها با مقدار اندازه‌گیری شده مشخص شد که کل میزانفرسایش در جادههای منطقه با استفاده ازWARSEMوSEDMODLبه ترتیب، 14/13 29/18 تن در سال می‌باشد.به طور کل، بین مقدار رسوب برآورد شده توسط WARSEM و SEDMODL تفاوت معنیداری وجود نداشتاما این مقادیر برآوردی در سطح احتمال 5 درصد بیشتر از مقدار اندازهگیری شده بود. هم‌چنین شیب طولی جاده بر مقدار رسوب برآورد شده توسط مدلهای تجربی در سطح احتمال 5 درصد تأثیر معنیدار داشت.پتانسیل تحویل رسوب برآورد شده توسط دو مدل ذکر شده مربوط به قسمتی از جاده که در پارسل 9 واقع شده است می‌باشد.با توجه به فاکتور‌های اندازه‌گیری شده درSEDMODL و WARSEM به منظور برآورد رسوب جاده و میزان تاثیر آنها به این نتیجه رسیدیم که آنچه در قالب عملیات مدیریتی می‌توان انجام داد شامل: طراحی و عبور جاده از سازندهای زمین شناسی مقاوم به فرسایش، ارتقا کیفیت روسازی جاده، کاهش ترافیک، کاهش سطح تحویل دهنده رسوب از طریق ساخت جاده‌های با شیب خارجی و کاهش عرض قطعات جاده می‌باشد.
5-3- پیشنهادات
طراحی و ساخت جاده‌های جنگلی مطابق با استاندارد‌ها و همچنین عملیات به موقع تعمیر و نگهداری جاده برای کاهش اثر منفی جاده‌های جنگلی روی محیط زیست.
با توجه به اینکه در ایران از سه مدل WARSEM، SEDMODL، CULSED در برآورد رسوب جاده جنگلی شمال کشور استفاده شده پیشنهاد می‌شود از سایر مدل‌ها نیز در برآورد رسوب جاده استفاده شود و یا کارایی SEDMODLبا سایر مدل‌ها مقایسه شود.
در اندازه‌گیری مقدار واقعی رسوب جاده در جنگل از تکنولوژی‌های جدید مانند: دستگاه ثبت کننده داده‌ها، دستگاه باران‌نگر، ترافیک شمار، پارشال فلوم، دستگاه اندازه‌گیری فشار هیدروستاتیک و پمپ نمونه بردار آب اشاره کرد که برای اولین بار در جنوب شرق آلاسکا استفاده شده است.
استفاده از نقشه خطر فرسایش خاکی به عنوان یکی از لایه‌های اطلاعاتی در طراحی شبکه جاده جنگلی، تا جاده‌ها از مناطق مستعد فرسایش عبور داده نشوند.
استفاده از مصالح شنی مرغوب با ضخامت مناسب و حفظ سطح رویه در جاده‌های پر‌ترافیک و انجام به موقع عملیات تعمیر و نگهداری جاده.
منابع

منابع
احمدی ح.1377. ژئومورفولوژی کاربردی، فرسایش آبی. جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران.
بی‌نام،1383. کتابچه طرح جنگلداری دارابکلا، اداره کل منابع طبیعی استان مازندران، سازمان جنگل‌ها و مراتع 380ص.
بی‌نام. 1386.دستورالعمل ارزیابی زیست محیطی طرح‌های حمل و نقل جاده‌ای. وزارت راه و ترابری، پژوهشکده حمل و نقل، 58ص.
بهزادفر م.1384. اندازه‌گیری میزان رسوب تولیدی از جاده‌های جنگلی. فصلنامه جنگل و مرتع، شماره 64. صفحه 83.
پارساخو آ.1391. بررسی مقدار رواناب وهدررفت خاک بخش‌های مختلف ساختمان جاده جنگلی با استفاده از شبیه ساز باران (مطالعه موردی: سری‌های لت تار و لولت در حوزه آبخیز تجن). پایان نامه دکترای تخصصی، دانشکده منابع طبیعی ساری،154ص.
حسینی،س،ع ، امیدوار,ا. نقوی ،ح.پارساخو،آ. 1391. برآورد مقدار رسوب حاصل از جادههای جنگلی به کمک SEDMODL. مجله علوم و فناوری چوب و جنگل. جلد نوزدهم، شماره اول.
رفاهی ح. 1385فرسایش آبی و کنترل آن. انتشارات دانشگاه تهران. 2298: 671 ص.
راهبری سی سختس. عبدیا. 1389.بررسی تاثیر عوامل موثر در تولید رسوب جاده‌های جنگلی با استفاده از GIS. اولین کنفرانس ملی ژئوماتیک نوین در خدمت جامعه 14 اسفند 1389، تهران- گروه کارتوگرافی دانشگاه تهران. موسسه آموزشی تحقیقات یوِرنال، موسسه افق دره مهرگان
لطفعلیان م، پارساخو آ. 1391. برنامه ریزی شبکه جاده‌های جنگلی. انتشارات آییژ. 163ص.
مهدوی م. 1378. هیدرولوژی کاربردی، جلد دوم، انتشارات دانشگاه تهران، 401ص.
هوشیار‌خواه ب.1385. بکارگیری فن‌آوری سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) و سنجش از دور(RS) در طراحی جاده‌های جنگلی و مقایسه آن با روش رایج. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی ساری، 51ص.
- Akay, A.E., Erdas, O., Reis, M., Yuksel, A. 2007. Estimating sediment yield from a forest road network by using a sediment prediction model and GIS techniques. Building and Environment, Volume 43, Issue 5, May, Pages 687-695
-Dube, Kathy. Megahan,Walt.McCalmon,Marc.2004. Washington Road Surface Erosion Model, Washington state Department Natural Resource.www.dnr.wa.gov/publication/fp datawarsem manual .pdf
-‌‌‌Çalışkan،E. 2012. Evaluation of Sediment Erosion Prediction Models to Forest Road
in Mountain Area. Journal of Applied Environmental‌ and Biological Sciences, 2(11)567-580

–409

1-1- بیان مسالهاستان ایلام دارای 641667 هکتار جنگل و 1146280 هکتار مرتع می‌باشد که در مجموع بیش از 87 درصد استان را عرصه‌های منابع طبیعی تشکیل میدهد، این مقدار برابر 4% جنگل‌ها و 1% مراتع کشور و همچنین 10% سطح جنگل‌ها و 6% مراتع زاگرس می‌باشد. 66 درصد جنگل‌‌های استان را جنگل تنک تشکیل میدهد و جزء جوامع جنگلی مناطق خشک و نیمه‌خشک سلسله جبال زاگرس بوده و تیپ غالب آن را گونه بلوط ایرانی با 90%، گونه پسته وحشی 6% و 4% بقیه را بادام کوهی، داغداغان، کیکم، بادامک و غیره را شامل می‌شود. از جمله گونه‌های نادر گیاهی استان ایلام میتوان به مورد، بادام، بادامک، گلابی وحشی، سماق، ارغوان، لرگ، زربین و. . . اشاره کرد که ذخیرهگاه‌های جنگلی استان را تشکیل میدهند.
بادام کوهی درختچه‌ای متعلق به خانواده گلسرخیان تا ارتفاع 6 متر، با شاخه‌های متعدد، ایستاده و بدون کرک، سبز رنگ و استوان‌های، برگ‌های خطی، گل‌ها به قطر 25 میلی‌متر و موسم گلدهی آن اسفند تا فروردین ماه می‌باشد (مظفریان 1383). از نظر اکولوژیکی، جنگل‌‌های بادامک به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل بازدارنده بروز سیل در مناطق کوهستانی و تخریب اراضی و محصولات کشاورزی در بسیاری از مناطق جغرافیایی و اکولوژیکی مطرح میباشند.
ذخیره‌گاه بادام کوهی منطقه کلم بدره، جزء رویشگاه‌‌های با اهمیت و از ذخایر ژنتیکی درختچه‌ای در ایران محسوب میشود. عدم شناخت کافی از این ذخیره‌گاه مانع جدی در احیاء رویشگاه‌‌های تخریب یافته آن و برنامهریزی به منظور مدیریت بهینه رویشگاه‌‌های موجود خواهد بود. بر این اساس آگاهی از نیاز رویشگاهی این گونه و تعیین مشخصه‌های کمی و کیفی آن میتواند کمک شایانی برای استفاده مناسب از این گونه به همراه داشته باشد. در این راستا آگاهی از ویژگی‌های خاک رویشگاه این گونه نقش مؤثری در پیشنهاد گونه‌های سازگار با شرایط خاک در مناطق مشابه دارد، بنابراین میتوان از نتایج این پژوهش برای اصلاح، احیاء و حفاظت پوشش گیاهی مناطق با شرایط مشابه استفاده نمود. با توجه به بومی بودن گونه بادامک، ارزش اقتصادی از نظر تولید میوه، دارویی، صنعتی و خوراکی، اهمیت اکولوژیکی و استفاده از آن در طرح‌های آبخیزداری و حفاظت و احیاء و جلوگیری از فرسایش خاک و نبود اطلاعات کافی در خصوص گونه بادامک، اقدام به انتخاب آن برای بررسی و مطالعه رویشگاهی آن در ذخیره‌گاه کلم شهرستان بدره شده است. نتایج به دست آمده از این پژوهش می‌تواند برای جنگل کاری موفق گونه بادامک در استان ایلام به کار گرفته شود.
1-2- اهمیت و ضرورت انجام تحقیقیکی از وسیع‌ترین مناطق رویشی کشور منطقه زاگرس است که با پنچ میلیون هکتار جنگل تقریباً وسعتی معادل 40 درصد از کل جنگل‌‌های کشور را به خود اختصاص داده است. ارزشمندی این جنگل‌ها به لحاظ زیست محیطی ایجاب میکند که گونه‌های ارزشمند این مناطق مورد توجه علمی بیش‌تری قرار گیرند. قدم اول در حفاظت از این ذخیره‌های ارزشمند ملی آشنایی کامل با ویژگی‌های بومشناختی و بومسازگان آنهاست. جنس بادام یکی از با ارزش‌ترین رستنی‌های ایران می‌باشد که در بخش کوهستانی منطقه ایرانی و تورانی در مرکز، شرق و غرب پراکنش دارد. این جنس دارای بیش از 40 گونه در پاره ای از نقاط جهان می‌باشد که بیش از 30 گونه از آن در ایران رویش دارد (ایران نژاد پاریزی 1374). گونه‌های جنس بادام به علت دارا بودن خواص دارویی، صنعتی و خوراکی از لحاظ اقتصادی حائز اهمیت میباشند. گونه گیاهی بادامک در بسیاری از نقاط کشور امکان رویش دارد (الوانی نژاد 1378). بنابراین شایسته است که برای حفظ تنوع گون‌های، توسعه منابع طبیعی کشور و حفظ ارزش‌های زیست محیطی، چنین گونه‌هایی مورد توجه علمی بیش‌تری واقع شوند.
بادامک به عنوان یکی از گونه‌های درختچه‌ای مناسب برای بسیاری از مناطق اکولوژیک کشور مورد توجه بوده و سالهاست در اراضی شیبداری که در معرض خطر فرسایش آبی هستند، کشت میگردد. به جهت ماهیت اجرای طرح‌های تثبیت بیولوژیک، شناخت عوامل توسعه دهنده و یا محدود کننده گونه‌های گیاهی اهمیت به سزایی دارد. اولین گام در انتخاب گونه گیاهی مناسب، شناخت بستر مناسب برای بقا، رشد، زادآوری و استمرار تولید می‌باشد. از جمله مهم‌ترین عوامل در موفقیت طرحها و پروژه‌های جنگل‌شناسی و مدیریت جنگل، شناخت ویژگی‌ها، نیازها و فرایند‌های رویشی گیاه و اثر متقابل آنها با شرایط رویشگاه است. رشد گیاهان علاوه بر خصوصیات ژنتیکی، به عوامل محیطی و رویشگاهی بستگی دارد که این عوامل محیطی مجموع‌های از خصوصیات خاک، توپوگرافی، آب و هوا، اقلیم و دیگر نهاده‌‌های اکولوژیک هستند. در برنامهریزی‌های اصلاح و توسعه منابع طبیعی، ضمن لزوم بررسی‌های گیاه شناسی برای هر گونه گیاهی، شناخت نیاز‌های محیطی گیاه نیز باید مورد توجه متخصصان مربوطه قرار گیرد.
در این راستا، آگاهی از خواهش‌های بومشناختی گونه بادامک در ذخیره‌گاه جنگلی کلم شهرستان بدره در استان ایلام از نظر خاک، اقلیم، شرایط توپوگرافی و سایر عوامل محیطی میتواند برنامه‌‌های حفاظت، احیاء و توسعه این منابع جنگلی را با موفقیت بیش‌تری همراه کند.
در اغلب عرصه‌های ملی بویژه در استان ایلام در حال حاضر امکان استفاده از گونه‌های درختی فراهم نیست و تجربیات اخیر حکایت از عدم استقرار و یا استقرار ضعیف جنگل‌کاری با گونه‌های درختی دارد. بنابراین در حال حاضر استفاده از گونه‌های درختچه‌ای همچون بادامک که میتواند نقش پیش‌آهنگ را در عرصه‌های تخریب یافته جنگل‌‌های زاگرس داشته باشد، تنها راهکار موجود است. یکی از مناسب‌ترین گونه‌های موجود به منظور احیای مناطق تخریب یافته استفاده از انواع بادام بویژه بادامک است. تحقیق حاضر نیز با هدف بررسی شرایط و نیاز رویشگاهی گونه بادامک در ذخیرهگاه کلم شهرستان بدره انجام گرفت که نتایج حاصل از آن میتواند به عنوان یک دستاورد مهم در جهت مدیریت بهینه این ذخیره‌گاه و همچنین در برنامهریزی‌های حفاظت، احیاء، توسعه و مدیریت هر چه دقیق‌تر این گونه ارزشمند مورد استفاده قرار گیرد.
1-3- سؤالات تحقیقخصوصیات کمی و کیفی جوامع درختچه‌ای بادام کوهی در ارتباط با ارتفاع از سطح دریا و جهت جغرافیایی تغییر میکند؟
آیا تراکم درختچه‌های بادام کوهی در یال‌ها بیش‌تر از درهها است؟
1-4- اهداف بررسی شرایط رویشگاهی گونه بادام کوهی در ذخیرهگاه جنگلی کلم شهرستان بدره
تعیین مشخصه‌های کمی و کیفی درختچه بادام کوهی ذخیرهگاه جنگلی کلم شهرستان بدره
1-5- تعاریف و کلیات1- پوشش گیاهی
پوشش گیاهی عبارت از انواع درختان، بوته‌ها و علوفه و چمن و سبزی که در سطح زمین استقرار می‌یابد به عبارتی هرگونه سرسبزی در سطح زمین را سطح پوشش گیاهی نامند (‌جنگل، مرتع، زراعت) فقدان پوشش گیاهی در سطح زمین از عوامل عمده تخریب سطح خاک توسط باران می‌باشد. پوشش گیاهی مانعی است در مقابل باران که به سطح خاک برخورد می‌نماید. برخورد باران به سطح خاک باعث جابجایی خاکدانه‌ها و فرسایش خاک می‌شود. فرسایش خاک حاصلخیز فقر پوشش و نابودی آن‌را در پی دارد‌. عدم وجود پوشش گیاهی نیز نابودی خاک را در پی دارد. به عبارتی پوشش گیاهی و خاک برای حفظ خود مکمل یکدیگرند‌. عدم وجود یکی باعث نابودی دیگری می‌شود. این ارتباط حیاتی به حیات بشر و موجودات زنده ارتباط دارد.
2- اُت اکولوژی
الف) مطالعه و شناخت روابط و چگونگی رفتار جمعیت یک گونه در رویشگاه و تعامل با اجزاء آن است، که در مدیریت علمی رویشگاه‌‌های یک گونه به منظور حفظ، احیاء و اصلاح آنها حائز اهمیت می‌باشد (مهاجر 1385).
ب) شاخه‌ای از علم اکولوژی که روابط بین یک ارگانیسم یا گونه را با محیط زنده و غیر زنده (رویشگاه آن) مورد مطالعه قرار میدهد.
3- رویشگاه
مجموعه عوامل اقلیمی، خاکی و پستی بلندی که در یک محل وجود دارد و شرایط لازم و کافی را برای استقرار و رشد و توسعه درختان بوجود میآورد. رویشگاه مترادف پایگاه به کار برده میشود (مهاجر 1385).
4- شرایط اکولوژیکی
دامنه پراکنش گونه‌‌های درختی در جنگل‌‌های زاگرس متفاوت بوده و هر گونه دارای نیاز رویشگاهی خاصی می‌باشد. در منطقه اکولوژیک زاگرس گونه‌‌های مختلفی انتشار دارند که در فرم‌‌های مختلف زمین، در جهت‌‌های جغرافیایی مختلف، در ارتفاعات مختلف از سطح دریا، بر روی خاک‌‌های مختلف با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلف دارای گسترش‌گاه ویژه‌ای هستند (زهره‌وندی و همکاران 1390).
5- ذخیرهگاه جنگلی
ذخیره‌گاه جنگلی عرصه‌ای جنگلی است که به دلایل اکولوژیک و یا دخالت‌‌های انسانی دچار آسیب شده و با خطر انقراض یک یا چند گونه جنگلی روبه رو است. با توجه به این که چنین پدید‌های نابودی تنوع زیستی را در زیست کره به دنبال خواهد داشت لازم است با هدف جلوگیری از چنین اتفاقی، برنام‌های را برای حفاظت از این مناطق و به منظور استمرار زادآوری اجرا کرد.
6- بادام کوهی
پراکنش جنس بادام از نظر تقسیم بندی‌های جغرافیای گیاهی در منطقه ایرانوـ تورانی است و از حوزه دریای مدیترانه تا آسیا گسترش دارد. پراکنش اصلی آن در جنوب غرب آسیا و خاورمیانه است؛ اما تعداد بسیار کمی از گونه‌ها در چین و مغولستان وهمین طور جنوب شرق اروپا رویش دارند. بررسی‌های تکاملی نشان داده است که تکامل بادام در مناطق استپی خشک، بیابان‌ها و مناطق کوهستانی تحت شرایط سخت صورت پذیرفته و این جنس با زیسگاه‌های خشک و نیمه خشک سازگار شده است. بادام در ارتفاعات و بر روی دامنه‌‌های صخره ای، سنگی، سنگریزه‌ای و یا بستر‌های شنی یا رسی رشد می‌کند. این جنس نیازمند مناطق نورگیر باز است و هم چنین در استپ‌ها و استپ ـ جنگل‌ها می‌روید.
جنس Amygdalus به خانواده Rosaceae گل سرخیان تعلق دارد. در حال حاضر این تیره تقریباً دارای 90 جنس و 3000 گونه می‌باشد و در ایران دارای 4 زیرتیره، 30 جنس و تقریباً 27 گونه و 7 طایفه است. بادام کوهی درختچه‌ای است خاردار شاخه‌‌های آن در ابتدا صاف و قهوه‌ای روشن است پس از چندی رنگ آن به خاکستری روشن یا تیره تبدیل می‌شود. گل بادام روی شاخه‌‌های یکساله به صورت جانبی و انفرادی پدیدار می‌شود. گسترش اصلی جنس بادام در منطقه ایرانی- تورانی است و معمولاً در نواحی جنوب غربی آسیا پراکنده اند. گونه‌‌های بادام در شرایط متفاوتی از جمله در شیب جنوبی رشته کوه‌‌های البرز تا شیب شمالی کوه‌های مکران در جنوب ایران گسترش دارد و رشد می‌کند (وفادار و دیگران 2008). گونه A. arabica در غرب ایران پراکنده است که دارای شاخه‌های شیاردار و دمبرگ 7 میلی‌متری است. این گونه به دلیل اهمیت اقتصادی، دارویی و کشاورزی از زمان‌‌های بسیار دور مورد توجه بوده و در برابر فرسایش از خاک نگهداری می‌کنند و به دلیل وجود اسید‌های چرب غیراشباع و آمیگدالین مصارف دارویی بالایی دارد (شنگ مین 2003).
بلندی درخت بادام به 6 ‌تا10 متر می‌رسد. ریشه آن قوی است و به طور عمودی تا 3 متر در زمین فرو می‌رود و به همین دلیل نسبت به خشکی و کم‌آبی مقاوم است. تنه درختان بادام در جوانی به رنگ خاکستری شفاف و صاف که به‌ تدریج رنگ آن تیره‌تر می‌شود. برگ بادام کشیده و نوک‌تیز و چرمی و کلفت است و بنابراین در هوای گرم و خشک مقاوم است.
از نظر اکولوژیکی، دما مهم‌ترین فاکتور اقلیمی برای گونه بادام است. بادام برای جوانه زنی یکنواخت در بهار، به سرمای زمستانه متوسطی نیاز دارد. درخت بادام سرمای زمستان را در حد متوسطی تحمل می‌کند ولی به علت زود باز شدن گل‌‌های آن تحمل این درخت نسبت به سرمای بهاره کمتر است. نیاز سرمایی برای باز شدن عادی جوانه‌ها بسته به نوع دما متفاوت بوده و از 100 تا 700 ساعت پائین‌تر از 2/7 درجه سانتی‌گراد متغیر است. خواب جوانه‌ها به علت وجود غلظت زیاد قند در آنها می‌باشد. درخت بادام سرمای زمستانه را تا 20- درجه سانتی گراد تحمل می‌کند. در صورتی که سرما بیش از این حد باشد و سرد شدن هوا نیز به تدریج صورت گرفته باشد، درخت بادام مقاومت بیش‌تری به سرما خواهد داشت. عامل محدود کننده کاشت بادام سرمای بهاره بخصوص در زمان گل یا بلافاصله پس از تشکیل میوه است. شیب‌های جنوبی برای کاشت بادام خیلی مطلوب است و زمین‌های هموار نیز در صورتی که دارای هوای ملایمی باشند می‌توانند مورد استفاده قرار گیرد. در مناطقی که سرمای بهاره متداول است باید از ارقام دیر گلده استفاده شود. بنابراین نسبت به سرمای دیررس بهاره بسیار حساس هستند بادام برای رساندن میوه خود نیاز به 8-6 ماه فصل رشد دارد و در تابستان خواهان هوای گرم و خشک می‌باشد و در مناطقی که متوسط بارندگی کمتر از 250 میلی‌لیتر در سال دارد، به خوبی رشد می‌کند (خاتم‌ساز 1371).
مناسب‌‌ترین خاک برای بادام خاک‌‌های لومی می‌باشند، اما با توجه به این‌که درختان بادام اغلب در خاک‌‌های غیر حاصلخیز کاشته می‌شوند، بنابراین قبل از کاشت برای تعیین میزان کمبود مواد غذایی باید تجزیه خاک صورت گیرد. تجزیه برگی نیز برای تشخیص مقدار و نوع عناصر غذایی خاک مفید است.
درخت بادام بی برگ در جنگل‌‌های زاگرسی به عنوان گونه پرستار و پیش‌آهنگ شناخته شده و یکی از مقاوم‌‌ترین درختان به خشکی و گرما در میان درختان و درختچه‌‌های جنگلی شناخته می‌شود. با توجه به اینکه کشور ما یکی از کشور‌های دارای آب و هوای خشک بوده و کمبود آب در کشاورزی و باغبانی مطرح می‌باشد توسعه‌ی کشت و کار گونه‌‌های مختلف بادام در مناطق مناسب ضروری می‌نماید (شکل 1-1).

شکل 1-1- نمایی از درختچه بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه (ذخیره‌گاه بادام کلم بدره)7- تیپ‌های گیاهی منطقه
الف) تیپ Amygdalus arabica- Annual grasses
این تیپ در شیب شمالی منطقه در محدوده طول شرقی 25. 1 54 46 تا 22. 2 59 46 و عرض شمالی 6. 5 2233 تا 15. 2 24 33 واقع شده است. به علت شرایط اکولوژیکی و فشار چرای دام، گرایش پوشش گیاهی منطقه منفی است. گونه‌های علفی منطقه مورد مطالعه نیز شامل گراس و فورب یکساله می‌باشند و گیاهان بوته‌ای به صورت محدود وجود دارند. خاک این تیپ عمیق و دارای املاح گچ و آهک و مارن می‌باشد. بافت خاک متوسط تا سنگین دارای ساختمان توده‌ای، مقدار خلل و فرج متوسط با تعداد زیاد و ریشه‌های ریز با تعداد متوسط واکنش در برابر HCL زیاد، هدایت الکتریکی 74/0 دسی‌زیمنس بر متر و اسیدیته آن برابر 78/7 می‌باشد. از نظر پایداری خاکدانه‌ها بسیار سخت و درصد اشباع آن برابر 48 درصد و مقدار کربنات کلسیم در این افق 48 درصد است. میزان لاشبرگ 5 درصد می‌باشد و در این تیپ 29 درصد سنگریزه دیده می‌شود میزان خاک لخت 1/31 درصد می‌باشد. پوشش گیاهی در این تیپ دارای 5/9 درصد تاج پوشش می‌باشد. لیست گیاهان موجود در این تیپ در جدول1-1 ارائه شده است.
جدول 1-1- لیست گیاهان شناسایی شده در تیپ Amygdalusarabica- Annual grassesردیف نام فارسی نام علمی خانواده شکل زیستی
1 گاوزبان خارک‌دار Anchusa strigosa Labill Boraginaceae He
2 گون Astragalu neomozafarina ina Papilionaceae Ch
3 بارهنگ Plantago psylium Plantaginaceae He
4 دانه تسبیح Aegilo pscrassa Gramineae Th
5 جو هرز (قلطاس) Hordeum glaucum Gramineae Th
6 بادامک Amygdalus lycioides Rosaceae Ph
7 گلرنگ زرد Carthamus oxycanthalis Compositae Th
8 شکر تیغال مشهدی Echinops ritroides Bunge Compositae He
9 دگر گل گندمی Hetheranthelium piliferum Gramineae Th
10 زنگوله ای شرقی Onosma heliotropium Boraginaceae He
11 سدابی زگیل دار Haplophylumtuberculatum Rutaceae He
12 طوسک ایتالیایی Scabiosa rotate Dipsacaceae Th
13 ترشک Rumexephedroides Polygonaceae Th
14 بهمن Stipa capensis Thunb Gramineae Th
15 ختمی Alceaaucheri Malvaceae He
16 سوزن چوپان Erodium ciconium Geraniceae Th
17 بادام کوهی Amygdalus Arabica olive Rosaceae Ph
18 خنجوک Pistachia khinjuk Anacardiaceae Ph
19 چچم شکننده Loliumrigidum Gramineae Th
20 شبدر Trifolium campester Papilionaceae Th
21 شکر تیغال Echinopsritroides Compositae He
22 گوش بره Phlomis persica Bioss Labiatae He
23 کنگر Gundelia tournefortii Compositae He
24 علف جارو Bromus danthonia Gramineae Th
25 جارو علفی بامی Bromus tectorum Gramineae Th
26 مریم گلی Salvia bracteata Labiatae He
27 گچ دوست Gypsophila pallida Caryophyllaceae He
28 بله جی جی Astragalus fasciculifolius Papilionaceae Ch
شکل زیستی: تروفیت :Th، همیکریپتوفیت :He، کامفیت :Ch، فانروفیتPh
ب) تیپ Quercus brantii- Amygdalus arabica
این تیپ در قسمت شمال غربی منطقه قرار گرفته است و در بین طول شرقی 2. 2 53 46 تا 28. 6 57 46 و عرض شمالی 16. 9 21 33 تا 36 23 33 واقع شده است. این تیپ دارای شیب زیاد و عمق خاک کم تا متوسط بوده و سنگ بستر در بعضی قسمت‌‌های آن نمایان شده است. پوشش گیاهی درختی بیش‌تر از نوع بلوط ایرانی همراه با پایه‌‌های پراکند‌های از بنه است. بافت خاک متوسط تا سنگین دارای ساختمان توده‌ای، مقدار خلل و فرج زیاد با اندازه متوسط و بدون ریشه و واکنش در برابر HCL زیاد، هدایت الکتریکی 76/0 دسی‌زیمنس بر متر و اسیدیته آن برابر 65/7 می‌باشد. از نظر پایداری خاکدانه‌ها سخت و درصد اشباع آن برابر 2/32 درصد و مقدار کربنات کلسیم در این افق 5/68 درصد است. میزان لاشبرگ 5 درصد می‌باشد و در این افق 7/26 درصد سنگریزه دیده می‌شود و خاک لخت 35 درصدد می‌باشد. درصد پوشش گیاهی این تیپ 49/20 درصد می‌باشد.
جدول 1-2 لیست گیاهان شناسایی شده در AmygdalusarabicQuercusbrantii-ردیف نام فارسی نام علمی خانواده شکل زیستی
1 جارو علفی هرز Bromus danthonia Gramineae Th
2 گلرنگ زرد Carthamu soxycanthalis Compositae Th
3 جاشیر Ferulago macrocarpa Umbelliferae He
4 بابونه Anthemis altissima Compositae Th
5 کنگر Gundeliatournefortii Compositae He
6 دانه گنجشکی Helianthemum salisifolim Cistaceae Th
7 شیرپنیر موئین Galium setaceum Rosaceae Th
8 دم روباهک Lophocloaphleoides Gramineae Th
9 خشخاش هرز Papaverdubium Papaveraceae Th
10 لعل کوهستان Olivier adecombens Umbelliferae Th
11 بادام کوهی Amygdalus arabica Rosaceae Ph
12 دانه تسبیح Aegilopscrassa Gramineae Th
13 جو وحشی Hordeum glaucum Gramineae Th
14 طوسک ایتالیایی Scabiosa rotate Dipsacaceae Th
15 بارهنگ کتانی Plantago psyllium Plantaginaceae He
16 بلوط ایرانی Quercus brantii Fagaceae Ph
17 شکر تیغال Echinopsritroides Compositae He
18 بله جی جی Astragalus fasciculifolius Papilionaceae Ch
19 زوال Eryngium billardieri Umbelliferae He
20 شبدر Trifolium campester Papilionaceae Th
شکل زیستی: تروفیت :Th، ژئوفیت :GE، همیکریپتوفیت :He، کامفیت :Ch، فانروفیتPh
8- خواص دارویی
بادام ملین بوده و روغن بادام ضد یبوست است مخصوصاً می‌توان از روغن بادام رفع یبوست بچه‌ها استفاده کرد.
بادام برای درمان زخم روده‌ها و مثانه و اسهال مفید است.
بادام تقویت کننده نیروی جنسی است و تولید اسپرم را زیاد می‌کند، بادام آسیاب شده و با عسل مخلوط شده، برای درد کبد و سرفه مفید است.
شکوفه بادام را دم نموده و به عنوان مسهل برای اطفال می‌توان استفاده کرد.
دم کرده پوست قهوه‌ای رنگ مغز بادام بهترین دارو برای تسکین درد و التهاب مجاری تنفسی است.
روغن بادام خواب آور است و بی خوابی را از بین می برد.
مالیدن روغن بادام برروی پوست التهاب را رفع کرده و سوختگی را درمان می‌کند.
ریشه درخت بادام برای درمان انواع دردها مفید است و برای پاک کردن طحال، کلیه و دفع کرم رود به کار می رود.
1-6- جمع بندی و جنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیقبا توجه به گسترش رویشگاهی وسیع گونه بادام کوهی در کشور متاسفانه در ارتباط با بررسی رویشگاهی این گونه تحقیقات در داخل کشور اندک می‌باشد و بجز چند توده بادام کوهی در استان‌های کرمان و چهارمحال بختیاری در دیگر مناطق مطالعه جامعی صورت نگرفته است. در استان ایلام گونه درختچه‌ای بادام کوهی منطقه کلم شهرستان بدره به عنوان ذخیره‌گاه از سوی سازمان جنگل‌ها، مرتع و آبخیزداری کشور معرفی شده است که تاکنون هیچگونه مطالعه‌ای در مورد بررسی خصوصیات رویشگاهی آن صورت نگرفته است. به همین دلیل و به منظور شناخت و کسب اطلاعات و نیز به دلیل اینکه این گونه از گونه‌هایی با ارزش ژنتیکی و اقتصادی بالاست و رویشگاه آن در استان به عنوان ذخیرهگاه معرفی شده است، مطالعات در خصوص این گونه ضروری احساس شده و هدف این مطالعه نیز بررسی شرایط رویشگاهی گونه بادام کوهی ذخیرهگاه جنگلی کلم بدره می‌باشد.

فصل دوممروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق1903095284480000
2-1- مرور منابع2-1-1- بررسی پژوهش‌های انجام شده در داخل کشورپیری (1391)، مطالعه شرایط رویشگاهی لرگ در دره لارت شهرستان بدره استان ایلام پرداخت عرصه تحت پوشش توده لرگ پس از ثبت موقعیت تمام پایه های لرگ در، آماربرداری صدرصد از مشخصه های کمی و کیفی انجام شد خاک منطقه دارای بافت رسی – لومی تا شنی – رسی – لومی با میانگین اسیدیته برابر 34/7 بوده است نتایج نشان داد که حداقل و حداکثر قطر پایه ها به ترتیب 7 و 91 سانتی متر بوده حداقل و حداکثر ارتفاع درختان بترتیب5/0 و20 متر می باشد میانگین ارتفاع درختان به روش لوری 34/14 متر محاسبه گردید تجدید حیات درختان به طور متوسط برابر 5/770 اصله در هکتار و جنگل ناهمسال و نامنظم می باشد.
قربانی (1391)، بررسی برخی از خصوصیات اکولوژی گونه مورد را در سه ذخیره گاه جنگلی تنوره آبدانان، زرآب زرین آباد، و روستای مورد از توابع بخش چوار در استان ایلام پرداخت نتایج نشان داد که محدوده ارتفاعی مورد بین 826 تا 1100 متر ارتفاع از سطح دریا بوده و بیشترین پارامتر ارتفاع و قطر به ترتیب 02/3، 88/3 مربوط به ذخیره گاه زرین آباد از نظر پارامتر شادابی و تعداد زادآوری ذخیرگاه چوار اختلاف معنی داری نسبت به دو ذخیرگاه دیگر می باشد . خاک رویشگاه چوار سیلتی – لومی و دو رویشگاه دیگر رسی – لومی بوده . نتایج همبستگی بین متغیرها نشان داد که در هر سه رویشگاه بین قطر تاج و ارتفاع پایه ها همبستگی مثبت وجود دارد . در رویشگاه چوار زاداوری درختان با میزان کربن آلی و پتاسیم خاک دارای همبستگی مثبت و دررویشگاه آبدانان بین ارتفاع پایه ها و میزان اسیدیته خاک همبستگی منفی بسیار قوی وجود دارد .
گودرزی و همکاران (1391)، در تحقیقی تأثیر فیزیوگرافی و برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را بر روی پراکنش گونه بادامک در چهار منطقه از استان مرکزی مورد مطالعه قرار دادند. در این پژوهش پس از جنگل گردشی و بررسی مقدماتی منطقه و با توجه به متغیر‌هایی مانند جهت جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا و شیب اقدام به پیاده نمودن 61 قطعه با استفاده از دستگاه GPS در چهار منطقه جلایر ساوه، نیمور محلات، جفتان تفرش و سرآبادان تفرش گردید. نتایج به دست آمده از آزمون تجزیه واریانس یک طرفه نشان داد که بیش‌‌ترین ارتفاع از سطح دریا، شیب، آهک، هدایت الکتریکی و فسفر در منطقه نیمور محلات، بیش‌‌ترین مقدار درصد شن و سطح مقطع تاج در هکتار در مناطق جلایر ساوه و سرآبادان تفرش، بیش‌‌ترین تعداد درخت در هکتار در منطقه سرآبادان تفرش و کم ‌ترین ارتفاع از سطح دریا و سیلت در منطقه جلایر ساوه وجود دارد. همچنین تحلیل مولفه‌‌های اصلی بیانگر آن است که همه مشخصه‌‌های رویشی در جهت مثبت محور اول پراکنده شدهاند. منطقه جلایر ساوه بیش ‌ترین همبستگی مثبت را با محور اول و نیمور محلات با محور دوم نشان می‌دهد. در ربع اول و در مناطق سرآبادان و جلایر ساوه درصد شن و ازت کل و در ربع دوم و در منطقه نیمور محلات ارتفاع از سطح دریا، شیب و فسفر و در ربع چهارم و در منطقه جفتان تفرش کربن آلی از مهم ‌ترین عوامل تأثیرگذار بر پراکنش بادامک میباشند.
صیادی و همکاران (1391)، در مطالعه خود به بررسی اثر توپوگرافی و خصوصیات خاک بر خصوصیات کمی و کیفی بادام کوهی در ذخیرهگاه رحمت آباد شهرستان آبیک استان قزوین پرداختند. آماربرداری از پایه‌‌های بادام کوهی و ثبت مشخصات کمی و کیفی به صورت صد در صد انجام گرفت. مشخصه‌های مورد نظر از لحاظ جنگل‌شناسی شامل تعداد درختان، ارتفاع کامل، قطر متوسط تاج، قطر یقه (مجموع جست‌‌های تشکیل دهنده تنه) و مشخصه‌های کیفی شامل فرم تنه، وضعیت شادابی و سلامت تاج، سلامت تنه، انحنا و پیچیدگی تنه مورد سنجش قرار گرفت. برداشت نمونه‌های خاک از عمق 20-0 سانتیمتری به صورت انتخابی، در نقاطی که وضعیت پوشش گیاهی و توپوگرافی به طور واضحی تغییر می‌کرد با در نظر گرفتن قطعه نمونه‌‌هایی صورت گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که بین تعداد پایه در هکتار بادام و ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت اختلاف معنیداری وجود دارد. همچنین در این تحقیق معلوم شد که از بین خصوصیات فیزیکی خاک تنها درصد سنگریزه و درصد تخلخل با برخی از خصوصیات کمی بادام کوهی همبستگی دارد.
میرآزادی و همکاران (1391)، تحقیقی را در ارتباط با بررسی وضعیت رویشگاه‌‌های طبیعی درختچه مورد در استان لرستان و چگونگی حفاظت از آنها انجام دادند. هدف از پژوهش آنها بررسی رویشگاه‌‌های درختچه مورد در استان لرستان و بررسی میزان تخریب این رویشگاه‌ها بود، به این منظور 31 رویشگاه عمده این درختچه در استان لرستان شناسایی گردید و پس از مراجعه به این مناطق ویژگی‌های رویشگاهی و خاکی آنها مورد اندازهگیری قرار گرفت، نتایج این تحقیق نشان داد که رویشگاه‌‌های مورد در استان لرستان به شدت تخریب یافته بوده و روند نزولی و قهقرایی طی میکنند، با توجه به نتایج به دست آمده این محققان آنچه بیش از هر عامل دیگری امروزه در زمینه حفظ منابع طبیعی به ویژه در سطح ملی می‌تواند تأثیرات مثبت داشته باشد، افزایش معرفت و آگاهی جامعه در زمینه منابع طبیعی و شناخت مسایل و مشکلات زیست محیطی است.
فیروزبخت و همکاران (1391)، مطالعه‌ای را تحت عنوان ارزیابی و تعیین شرایط رویشگاهی بنه atlantica Pistacia در جنگل‌‌های زاگرس مرکزی انجام دادند. در این تحقیق خصوصیات گیاه شناسی، اقلیمی، رویشگاهی، خاک شناسی، زمین شناسی، مورفولوژیک، فیزیولوژیک، جنگل‌شناسی و پوشش‌های همراه بنه در زاگرس مرکزی و ایران مورد بررسی و مطالعه قرارگرفت. همچنین اهمیت جنگل‌‌های بنه در اکوسیستم زاگرس مورد نقد قرارگرفته و یکسری پیشنهادها برای حفظ جنگل‌‌های بنه ارائه گردیده است.
توکلی نکو و همکاران (1390)، در بررسی رویشگاه‌‌های بادامک در استان قم دریافتند که تراکم درختچه‌‌های بادامک در دامنه‌ها بیش‌تر است. از نظر ارتفاع، قطر تاج، مساحت تاج پوشش و مساحت تاج پوشش در واحد سطح، درختچه‌های موجود در درهها وضعیت بهتری داشتند و مقادیر آن برای دامنه بیش‌تر از یال‌ها بود. از نظر رشد سالانه درختچه‌ها، با اندازه‌گیری فاصله میان گره‌ها و محاسبه رشد طولی شاخه در سال جاری، بیش‌‌ترین مقادیر در دره‌ها و پس از آن در دامنه‌ها و یال‌ها مشاهده شد. همچنین جهت جغرافیایی نقش مهمی در پراکنش بادامک نشان داد، به طوری که بیش‌‌ترین تراکم درختچه‌ها در شیب‌‌های جنوبی و شرقی و کم‌ترین مقدار آن در شیب‌‌های شمالی و غربی مشاهده گردید. همچنین از دیگر عوامل موثر بر پراکنش بادامک شرایط خاک و به ویژه بافت خاک بود که در مواردی که خاک با بافت متوسط تا سبک همراه با سنگریزه وجود داشت، تراکم درختچه‌‌های بادامک بیش‌‌ترین مقدار بود.
رجبی نوفاب (1390)، در پایاننامه کارشناسی ارشد خود به برآورد ترسیب کربن در دو گیاه بادام کوهی و مو و بررسی امکان واسنجی مدل‌های ترسیب کربن (مطالعه موردی ایستگاه حسین آباد استان فارس) پرداخت و نتایج وی نشان داد که مقدار کربن آلی ترسیب شده در خاک تحت درختچه‌های بادامکوهی و مو به ترتیب 1/354 و 4/227 تن در هکتار است. هدایت الکتریکی از مهم‌ترین عوامل خاکی تأثیرگذار بر میزان کربن آلی خاک در درختچه بادام است در حالی که در گونه مو اسیدیته از جمله فاکتور‌های مهم تأثیرگذار بر میزان ترسیب کربن است. همچنین بیان کردند که با توجه به نتایج این تحقیق، ضروری به نظر میرسد اقدامات لازم در جهت افزایش پتانسیل ترسیب کربن در عرصه‌های مختلف کشور انجام گیرد تا قدمی در راستای کاهش غلظت کربن در جو به منظور کاهش تغییر اقلیم برداشته شود.
روانبخش و همکاران (1389)، در مطالعه خود تحت عنوان بررسی کمی و کیفی ذخیرهگاه جنگلی ارس- شیرخشت اوشان در البرز مرکزی، نشان دادند که این توده دو تیپ جنگلی اصلی شیرخشت- ارس و شیر خشت – راناس دارد. گونه‌های این توده در اشکوب درختی شامل ارس، بنه، پلاخور و تا بوده و در اشکوب درختچه‌ای، شیرخشت، راناس، تنگرس، نسترن و زرشک دیده میشوند. توده دارای ساختار ناهمسال نامنظم بوده است. همچنین تجدید حیات توده در بخش انبوه 7 برابر بیش از بخش تنک است. شادابی و سلامت توده با رتبه دهی به 7 گونه اصلی، مورد بررسی قرار گرفت.
الوانینژاد (1387)، در مطالعه خود جهت بررسی عوامل مؤثر بر پراکنش گونه بادام کوهی در دو منطقه مختلف استان فارس دریافت که عامل جهت جغرافیایی نقش مهمی در پراکنش گونه بادام کوهی ایفا میکند به طوریکه این گونه بیش‌تر در جهت‌های جنوبی، شرقی و جنوب شرقی که آفتابگیر هستند ظاهر میشود. در منطقه دشت موک بیش‌‌ترین پراکنش مربوط به ارتفاع 2150-1900 متر و در منطقه دربک 1870-1600 می‌باشد. همچنین ایشان بیان کردند که از لحاظ آب و هوایی رویشگاه‌‌های بادام اغلب در مناطق نیمه خشک، مدیترانه ای گرم و خشک حتی مناطق مرطوب و خشک میتوانند مشاهده شوند.
سالاریان و همکاران (1387)، در بررسی نیاز رویشگاهی گونه بادامک در جنگل‌‌های زاگرس (استان چهارمحال و بختیاری) به این نتیجه رسیدند که جهت جغرافیایی عامل بسیار مهمی در پراکنش بادامک می‌باشد، به طوری که میانگین ارتفاع، تعداد جست، قطر یقه، قطر تاج و درصد تاج پوشش این گونه در جهت جنوبی بیش‌تر از جهت شمالی بوده است. همچنین طبقه ارتفاعی 1800 تا 1900 متر از سطح دریا بهترینمحدوده رویشی برای گونه بادامک در منطقه مورد مطالعه در استان چهارمحال و بختیاری است.
سهرابی و همکاران (1387) مطالعه‌ای تحت عنوان بررسی خصوصیات رویشگاهی و جنگل‌شناسی توده لرگ در استان لرستان انجام دادند. در بررسی به‌عمل آمده مشخص شد که شرایط اقلیمی رویشگاه لرگ در شول‌آباد نیمه‌مرطوب سرد و محل استقرار این توده تراس کوچک رودخانه‌ای با بافت خاک لومی رسی می‌باشد که به مرور زمان در اثر ته‌نشینی رسوبات آن به ‌وجود آمده است. درختان در حاشیه رودخانه دائمی مستقر شده‌اند و سنگ بستر آن دارای سازند آهکی است. حداقل و حداکثر قطر درختان لرگ به ‌ترتیب 2 و 128 سانتی‌متر، میانگین رویش قطری سالانه‌ درختان این توده برابر با 8/3 میلی‌متر و موجودی سرپا در توده مورد مطالعه برابر 5/389 سیلو در هکتار تعیین شد. حداکثر و حداقل ارتفاع درختان لرگ در رویشگاه به ترتیب 28 و 3/2 متر برآورد شد.
مهدی‌فر و ثاقب طالبی (1385)، مطالعه‌ای با عنوان بررسی مشخصات کمی کیفی و خصوصیات رویشگاهی دارمازو به منظور شناخت خصوصیات رویشگاهی گونه دارمازو انجام دادند. نتایج حاصل نشان می‌دهد که مساحت رویشگاه این گونه در منطقه 5751 هکتار بوده. پراکنش آن از ارتفاع 1200 تا 2400 متر از سطح دریا می‌باشد که در محدوده ارتفاعی 1200 تا 2000 متر از سطح دریا منطقه مورد مطالعه تشکیل تیپ داده و از 2000 تا 2400 متر به صورت پراکنده در منطقه حضور دارد. بافت خاک رویشگاه مورد مطالعه متوسط (لومی)، نسبتاً سنگین (لومی رسی) تا سنگین (رسی) می‌باشد و اسیدیته آنها از 4/7 تا 8 متغیر است که نشان دهنده‌ی آهکی بودن این خاک‌هامی‌باشد. ماده آلی در خاک نسبتاً خوب است. در مجموع جهت‌های شمالی و فرم‌های دره و دامنه در محدوده ارتفاعی 1200 تا 1600 متر بالاتر از سطح دریا رویشگاه‌‌های مناسبی از نظر خصوصیات کمی و کیفی درختان دارمازو هستند. از نظر خصوصیات کیفی نیز مشخص شد که بهترینوضعیت شاخه دهی (درختان بدون شاخه) در فرم دامنه (6/74 %) و در طبقه ارتفاعی 1200تا 1600 متر (7/73 %) قرار دارند.
رحمانی و همکاران (1382)، اثر تنش شوری بر رشد دو گونه وحشی و دو ژنوتیپ از گونه اهلی بادام را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که طول و قطر نهال‌ها، وزن خشک برگ، ساقه و ریشه با افزایش شوری کاهش پیدا نمود. اثر شوری با سوختگی حاشیه برگ آغاز شده، بعد به داخل برگ توسعه یافته و در نهایت خشکی برگ و ریزش آنها را به دنبال داشت. غلظت بیش از 1200 میلیگرم در لیتر نمک در ابتدای رشد، سبب آسیب جدی و کاهش شدید رشد شده و در نهایت خشکی تمام ژنوتیپها را به دنبال داشت. در غلظت پایین نمک، بادام‌های اهلی رشد بیش‌تری نسبت به ژنوتیپ‌های وحشی داشته، ولی در غلظت 1200 میلیگرم در لیتر نمک، بادام لیسیوئیدس نسبت به ژنوتیپ‌های اهلی بادام رشد بیش‌تری نشان داد.
ایران نژاد پاریزی (1374)، در بررسی اکولوژیکی جوامع گیاهی گونه‌‌های طبیعی بادام در استان کرمان، مشخص کرد که گونه بادام کوهی بیش‌‌ترین پراکنش را در استان کرمان داشته است. این گونه در اغلب مناطق کوهستانی و تپه ماهوری این استان، با درجات انبوهی و فرم حیاتی مختلف دیده میشود.
2-1-2- بررسی پژوهش‌های انجام شده در خارج از کشوررئوستا و دیگران (2013) در برآورد میزان ترسیب کربن گونه بادامک (Amygdalus scoparia) به این نتیجه رسیدند که ارزش اقتصادی ترسیب کربن این گونه در هر هکتار 871/12 دلار امریکا می‌باشد و با توجه به ارزش اقتصادی این گونه از لحاظ حفاظت آب و خاک آن را برای پروژه‌های جنگل‌کاری در مناطق خشک و نیمه خشک پیشنهاد کردند.
دوگان و دیگران (2011) طی تحقیقی به مطالعه‌ تعیین بعضی از خصوصیات اکولوژیکی و اهمیت اقتصادی گونه پنج انگشت با نام علمی Vitex agnus-castus که یک گونه مدیترانه‌ای است و از گونه‌های همراه درختچه مورد می‌باشد، پرداختند. نتایج آنها نشان داد که این گونه در منطقه مورد مطالعه (ترکیه) در خاک‌های با بافت لومی و کمی قلیایی رشد میکند و مناطق با درصد کربنات کلسیم پائین، میزان مواد آلی بالا و خاک‌های غنی از نیتروژن و فسفات را ترجیح میدهد.
آرخی و دیگران (2010) در مطالعه خود گزارش کردند که ارتفاع از سطح دریا بر پراکنش گونه Amygdalus orientalis تأثیر گذار است.
گورتاپه و دیگران (2006) گسترشگاه و مناطق اکولوژیک 11 گونه بادام را مورد مطالعه قرار دادند و نشان دادند که جنس بادام در مناطق بین 7/39 و 36 درجه عرض جغرافیایی و بیش‌تر در دامنه‌های ارتفاعی 1100 تا 2300 متر از سطح دریا با خاک با بافت سبک و متوسط رشد میکند و بر اثر بهرهبرداری غیر اصولی، این جنس در معرض خطر قرار گرفته است.
خِرسات و دیگران (2006) بیان کردند که مقدار شوری بر مشخصه‌های کمی و کیفی بادامک تأثیر منفی داشته است که احتمالاً افزایش آن موجب افزایش خشکی محیط، افزایش فشار اسمزی محلول خاک، سمیت یونها، عدم امکان جذب آب از سوی ریشه‌ی گیاه و اختلال در جذب برخی از عناصر غذایی می‌شود.
بادانو و دیگران (2005) در تحقیق خود در ارتباط با بررسی تأثیر جهت دامنه بر روی الگوی پراکنش گونه بادام، نتیجه گرفتند که عوامل رویشی این گونه در جهت جنوبی وضعیت مناسب‌تری نسبت به جهت شمالی دارد.
فلامینی و دیگران (2004) طی مطالعه‌ای بیان کردند که رشد و عملکرد درختچه‌های مورد در اکوسیستمها تحت تأثیر عوامل مختلفی نظیر نوع گونه، اقلیم منطقه، نوع خاک، ارتفاع از سطح دریا و موقعیت جغرافیایی می‌باشد. ویژگی‌های مختلف خاک بر چگونگی رشد و نمو و نیز بر میزان مواد مؤثره این گونه تأثیر دارند. هر یک از این عوامل میتوانند تأثیر به سزایی بر کمیت و کیفیت محصول گیاهان داشته باشند.
اسمیت (1996) در پژوهش خود بیان میکند هر رویشگاهی که تنوع زیستی بیش‌تری داشته باشد، پایداری اکولوژیکی و حاصلخیزی بیش‌تری را خواهد داشت و یک اکوسیستم پایدار و پویا خواهد بود. و از بین مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر تنوع یک رویشگاه می‌توان به عوامل مختلف خاکی و فیزیوگرافی اشاره کرد.
بروایس و زوهاری (1995) در تحقیقی بر روی 26 گونه مختلف بادام، ارتفاع از سطح دریا را به عنوان عامل محدودکننده پراکنش گونه‌های بادام معرفی کردند.
دنیسوف (1982) در بررسی پراکنش و تغییر پذیری بادام‌های وحشی در کشور آذربایجان بیان کرد که ارتفاع از سطح دریا به عنوان عامل محدود کننده در پراکنش این گونهها میتواند مد نظر قرار گیرد و دو فرم بوته‌ای در دامنه زانگ زوار در آذربایجان گزارش شده است که برای برنامه‌های اصلاح نژاد میتوان از آنها استفاده کرد.
آلبرجینا (1978) در مطالعه‌ای که در قسمت جنوب غربی سیسیل ایتالیا بر روی گونه بادام Amygdalus Webbii داشت، بیان میکند که این گونه بر روی انواع خاک‌های آهکی تا آتشفشانی رشد نموده و از نظر ارتفاعی در ارتفاع 900 متر از سطح دریا پراکنش دارد.

فصل سوممواد و روش‌ها1865630194246500
3-1- مواد و روش‌ها3-1-1- مواد3-1-1-1- رویشگاه زاگرسرویشگاه زاگرس بخش وسیعی از رشته کوه زاگرس را شامل می‌شود که از شمال‌غربی کشور یعنی شهرستان پیرانشهر در آذربایجان غربی شروع و تا حوالی شهرستان فیروزآباد در فارس امتداد می‌یابد و محدوده ای به طول 1300 و عرض متوسط 200 کیلومتر را می‌پوشاند. جنگل‌‌های زاگرس که تحت عنوان جنگل‌‌های نیمه خشک طبقه‌بندی شدند، با وسعت 5 میلیون هکتار، 40% کل جنگل‌‌های ایران را به خود اختصاص داده‌اند. این منطقه بیش‌‌ترین تأثیر را در تامین آب، حفظ خاک، تعدیل آب و هوا و تعدیل اقتصادی و اجتماعی در کل کشور دارد. از مهم‌‌ترین گونه‌‌های درختی و درختچه‌ای حوزه زاگرس می‌توان به گونه‌‌هایی از قبیل بلوط ایرانی، مازودار، ویول، کیکم، بنه، کلخونک، بادامک، داغداغان، دافنه، ارس و گلابی اشاره نمود.
3-1-1-2- زیست بوم استان ایلاماستان ایلام با حوضه جغرافیایی و سیاسی به ابعاد 20150 کیلومتر مربع، حدود 2/1 درصد از مساحت کشور را تشکیل داده است (شکل 3-1). این استان در غرب رشته کوه‌‌های زاگرس بین 4540 تا 4803 طول شرقی و 3203 تا 3402 عرض شمالی قرار گرفته است. شهر ایلام (مرکز استان) در قسمت شمالی استان و در فاصله 745 کیلومتری جنوب غربی تهران واقع شده است. این استان از جنوب به استان خوزستان و کشور عراق، از شرق با استان لرستان، از شمال و شمال غرب با استان کرمانشاه همسایه بوده و از سمت غرب دارای 425 کیلومتر مرز مشترک با کشور عراق است. حدود طبیعی این استان 220 کیلومتر طول و حدود 100 کیلومتر عرض دارد و از شمال به کوه قلاجه تا رود سیمره در شرق و از جنوب به رودخانه دویرج و از غرب به کشور عراق توسط سلسه جبال حمرین محدود شده است (سازمان جغرافیایی نیرو‌های مسلح 1386).
3-1-1-3- منطقه مورد مطالعهمنطقه مورد مطالعه بنام ذخیرهگاه بادام کلم در شهرستان بدره و در استان ایلام واقع شده و در تقسیم بندی کلی هیدرولوژی استان جزء حوزه آبریز سیمره می‌باشد. عرصه طرح ذخیره‌گاه بادام کلم به مساحت 64/63 هکتار در استان ایلام، شهرستان دره شهر، بخش بدره، دهستان دوستان و در غرب روستای کلم قرار گرفته و در محدوده جغرافیایی 33 درجه، 22 دقیقه و 41 ثانیه تا 33 درجه، 23دقیقه و 33 ثانیه عرض شمالی و 46 درجه، 53 دقیقه و4 ثانیه تا 46درجه، 55 دقیقه و 11ثانیه شرقی در استان ایلام واقع شده است (شکل 3-1). نوع گونه‌‌های جنگلی همراه در این رویشگاه شامل بادامک، زالزالک، بنه، بلوط ایرانی و انواع گونه‌‌های علفی یکساله و چند ساله شامل: انواع گون، جو دوسر – گلرنگ زرد- گوش بره – مریم نخودی-چچم – هندوانه ابوجهل و ... می‌باشد.
گونه اصلی و حفاظتی در این ذخیره‌گاه بادام کوهی (Amygdalus arabica) می‌باشد که دارای وضعیت ساختاری نسبتاٌ ناهمسال می‌باشد و زادآوری در این گونه به خوبی مشاهده میشود. حداقل و حداکثر ارتفاع از سطح دریا به ترتیب 900 و 1200 متر می‌باشد. در حاشیه ذخیره‌گاه دو روستای کلم بالا و پایین وجود دارد که سامان عرفی دامداران این دو روستا می‌باشد. با توجه به مشکلات اجتماعی و تقسیمات عرفی برخی تخلفات و تجاوز به عرصه در سال‌های ابتدایی وجود داشت که به مرور مرتفع گردید.

شکل 3-1- موقعیت منطقه مورد مطالعه در کشور، استان و شهرستان
3-1-1-4- اقلیمایستگاه هواشناسی ایلام طی دوره‌ی آماری (1392-1370) که متوسط بارندگی سالیانه در این منطقه 6/667 میلی‌متر بوده که از این میزان 1/20 درصد در فصل بهار، 1/0 درصد در فصل تابستان، 9/31 درصد در فصل پاییز و 9/47 درصد در فصل زمستان می‌باشد. بارندگی‌ها عمدتاً در فصل زمستان و بعد از آن در فصل پاییز و سپس بهار ‌تداوم دارند تابستان فصل خشک منطقه می‌باشد و از خرداد تا اواسط آبان‌ماه اوقات خشک سال هستند. بعلت ورود سامانه‌‌های بارش‌زا و ویژگی فصل بهار‌، عمدتاً بارش‌ها در این فصل رگباری بوده و به دلیل عدم پوشش‌گیاهی مناسب اکثراً سیلابی هستند‌. حداکثر مطلق دما که تا کنون در این ایستگاه به ثبت رسیده است 4/41 درجه سانتی‌گراد بوده است. میانگین دمای سالانه در ایستگاه فوق الذکر 8/16 درجه سانتیگراد می‌باشد. حداقل مطلق دمای ثبت شده در طول دوره آماری 6/13- درجه سانتی‌گراد بوده است. پایین‌‌ترین دما‌های ثبت شده در این ایستگاه مربوط به بهمن ماه می‌باشد یعنی بهمن ماه سرد‌ترین ماه سال است. اما گرم‌‌ترین ماه سال مرداد ماه بوده که حداکثر مطلق دما‌های ثبت شده مربوط به اواخر تیر ماه و مرداد ماه می‌باشد. این ایستگاه دارای 11روز یخبندان می‌باشد. روز یخبندان از نظر هواشناسی به روزی اطلاق می‌شود که حداقل دما صفر و کمتر از آن است. براین اساس در دوره آماری دما‌های صفر و زیر صفر استخراج و پس از بررسی ‌نهایی مشخص گردید، ایستگاه فوق‌الذکر به طور متوسط دارای 35 روز یخبندان است‌. یکی دیگر از پارامتر‌های اقلیمی میزان ساعات آفتابی در سال است. که میانگین آن در سال 2857 ساعت می‌باشد ابرناکی آسمان از دیگر پارامتر‌های اقلیمی است که مشخص کننده دمای زمین و انرژی رسیده به زمین می‌باشد و رابطه مستقیمی با میزان بارندگی دارد‌. به طور متوسط ایستگاه دارای 42 روز در سال ابرناکی است. از دیگر پارامتر‌های مورد بررسی رطوبت هوا است. رطوبت نسبی تأثیر بسزایی در اقلیم، پوشش گیاهی و غیره دارد‌. متوسط رطوبت در این ایستگاه 40 درصد بوده که متوسط حداکثر 55 و متوسط حداقل 25 درصد است. بیش‌‌ترین میزان رطوبت نسبی ماهانه در بهمن ماه با 62 درصد و کم‌ترین میزان رطوبت نسبی در مرداد ماه 19 درصد است. تبخیر از مهم‌ترین پارامتر‌های اقلیمی مخصوصاًدر مناطق خشک است. میزان متوسط تبخیر سالانه 2/1892 میلی متر است. بیش‌‌ترین مقدار تبخیر در تیرماه به میزان 5/367 میلی متر و کم‌ترین میزان 0 میلی متر در زمستان است. باد غالب در منطقه غربی و باد نایب غالب جنوب‌شرقی است. بررسی گلباد سالانه نشان می‌دهد که وزش‌‌های باد، بالای 2 متر بر ثانیه هستند. حداکثر بادی که تاکنون در منطقه به ثبت رسیده است 25 متر بر ثانیه بوده که از جنوب‌غرب به سمت شمال شرق وزش داشته است. جدول فراوانی باد سالانه نشان می‌دهد که بیش‌‌ترین بادها، بین 2 تا 4 متر بر ثانیه سرعت داشته است‌. در گلباد فروردین ماه مشاهده می‌شود که در این ماه باد غالب جنوبی و نایب غالب غربی است. در اردیبهشت ماه نیز باد غالب غربی و باد نایب غالب جنوب‌شرق است‌. در خردادماه‌ تا مهر‌ماه غالب غربی و نایب غالب شمال‌غربی است. اما در آبانماه باد غالب غربی و نایب غالب جنوب‌شرقی است. در آذرماه تا اسفند ماه باد غالب جنوب‌شرقی و باد نایب غالب شرقی است‌. محاسبه فرمول‌‌های مربوط به تعیین اقلیم نشان می‌دهد در روش آمبرژه نوع اقلیم مرطوب معتدل و در روش دومارتن نوع اقلیم نیمه مرطوب است. در روش گوسن (آمبروترمیک) فصل خشک منطقه از اواسط اردیبهشت ماه آغاز و تا اواسط مهر‌ماه ادامه دارد (شکل 3-2). یعنی تقریباً 5 ماه از سال منحنی درجه حرارت در بالای منحنی بارندگی قرار دارد و فقط 5 ماه از سال فصل مرطوب منطقه محسوب می‌شود.
شکل 3-2- آمبروترمیک حوزه کلم (ایستگاه هواشناسی ایلام طی دوره‌ی آماری 1392-1370)3-1-1-5- زمین‌شناسیذخیرهگاه کلم شهرستان بدره در زون ساختاری زاگرس چین خورده قرار می‌گیرد. عمده سنگ‌‌های منطقه را، واحدهای آهکی و شیلی مربوط به مزوزوییک و سنوزوییک تشکیل داده‌اند. سازند گچساران با لیتولوژی انیدریت و مارن و میان لایه آهکی بیش‌ترین وسعت را در منطقه دارد. سایر واحدهای سنگی موجود در حوزه عبارتند از سازند آهکی سروک سازند ایلام با لیتولوژی سنگ آهک و میان لایه شیل، سازند پابده با تناوب شیل و آهک و مارن، سازند شیلی گورپی، سازند آسماری، بخش آهکی امام حسن و سازند انیدریتی گچساران. از نظر ساختاری مهم‌ترین ساختار موجود در حوزه چین‌ها هستند (مطالعات تفصیلی- اجرایی حوزه آبخیز کلم دره‌شهر، 1390). در حوزه کلم با توجه به لیتولوژی واحدهای سنگی، پوشش گیاهی خوب و شرایط آب و هوایی، هوازدگی فیزیکی، زیستی و شیمیایی قابل مشاهده است. همچنین با استناد بر آمار و اطلاعات هواشناسی، تعیین اقلیم ذخیرهگاه بادام منطقه نشان داد که در روش آمبرژه نوع اقلیم مرطوب معتدل و در روش دومارتن نوع اقلیم نیمه مرطوب است. این گونه اغلب در اقلیمهای نیمهمرطوب با زمستانهای نسبتاً سرد مستقر میشود. سالاریان و همکاران (1387) نیز اذغان نمودند که گونه بادام کوهی اغلب در اقلیم‌های نیمهمرطوب مستقر میشوند.
3-2- روش انجام تحقیقاین مطالعه از نوع مطالعات تحلیلی بوده و برای جمعآوری اطلاعات از سه روش کتابخانه‌ای، میدانی و آزمایشگاهی استفاده شده است. در این تحقیق ابتدا برای تعیین مبانی نظری و پیشینه‌ی تحقیق از شیوه کتابخانه‌ای اقدام گردیده و پس از مطالعه کتابخانه‌ای و جستجوی الکترونیکی و به موازات مطالعات مستمر نظری بخشی از اطلاعات مورد نیاز نیز با استفاده از فرم‌‌های آماربرداری در منطقه تهیه و جمع آوری گردید.
ابتدا در منطقه، محدوده ذخیرهگاه بادامک، شناسایی و پلیگون آن به‌صورت رقومی (به ‌وسیله دستگاه GPS در سیستم مختصات UTM با بیضوی WGS84) بسته شد. در داخل محدوده‌‌های مشخص شده شبکه آماربرداری به ابعاد 200×200 متر به‌ صورت منظم- تصادفی (سیستماتیک) طراحی و برای اندازه‌گیری درختچهها و آماربرداری از قطعات نمونه دایره‌ای شکل با مساحتی که به روش حداقل سطح به دست آمده و با توجه به تراکم درختچه‌‌های بادامک حداقل 10 تا 15 پایه در هر قطعه نمونه قرار گیرد، استفاده گردید.
در این قطعات نمونه مشخصه‌های کمی و کیفی همچون تعداد درختچه، ارتفاع و دو قطر عمود بر هم تاج درختچهها، تعداد جست، درجه شادابی درختچهها، میزان ابتلا به آفت و بیماری آنها و زادآوری اندازهگیری گردید. همچنین در هر قطعه نمونه با توجه به طول و عرض جغرافیایی، وضعیت فیزیوگرافی و توپوگرافی (ارتفاع منطقه و میزان و جهت شیب دامنه نیز ثبت میشود) نیز ثبت گردید.
ابزار‌های اندازهگیری مشخصات کمی و کیفی درختچه‌های بادامک شامل موارد ذیل است: دستگاه GPS برای تعیین مرکز قطعه نمونه و یافتن موقعیت، شاخص (ژالن) درجهبندی شده یا دستگاه سونتو برای اندازه گیری گردید. ارتفاع درختچهها، متر نواری برای اندازه گیری قطر تاج درختان و ارتفاع تاج.
3-2-1- تهیه نقشه‌های عوامل فیزیوگرافیپس از مشخص شدن محدوده رویشگاه بر روی نقشه توپوگرافی 1:25000، بمنظور کنترل و نحوه قرار گیری قطعات نمونه در ارتباط با مشخصه‌‌های فیزیوگرافی، توسط نرم افزار Arc GIS 10 نقشه منطقه رقومی شده و از ابزار Topo to Raster برای تهیه نقشه‌های DEM و پس از آن نقشه‌‌های ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت دامنه استفاده شد. سه طبقه ارتفاع از سطح دریا ( 900-1000، 1000 تا 1100 و 1100 تا 1200 متر)، پنج طبقه شیب (0-20، 20-40، 40-60، 60-80 و بیش‌تر از 80 درصد) و پنج جهت جغرافیای (شمال، جنوب، شرق، غرب و بدون جهت) در محدوده مورد مطالعه مشخص شد.
3-2-2- نمونهبردای خاکبرای بررسی وضعیت خاک رویشگاه مورد مطالعه، برخی مشخصه‌‌های فیزیکی و شیمیایی خاک از قبیل بافت خاک، ماده آلی، کربن آلی، اسیدیته (pH)، نیتروژن کل، وزن مخصوص ظاهری و هدایت الکتریکی (Ec) در مرکز هر قطعه نمونه مورد اندازهگیری و مطالعه قرار گرفت. برای این منظور در مرکز هر قطعه نمونه با حفر پروفیل خاک تا عمق ممکنه که با توجه به صخر‌های بودن منطقه کمتر از 20 سانتیمتر بود، نمونه‌های خاک برداشت شد (شکل 3-3). نمونه‌های خاک پس از طی مراحل اولیه آماده سازی برای انجام مطالعات خاکشناسی به آزمایشگاه منتقل شدند.
شکل 3-3- نمایی از نمونهبرداری خاک در رویشگاه مورد مطالعه3-2-2-1- آزمایشات خاکدر محیط آزمایشگاه نمونهها در هوای آزاد خشک گردید و بعد از خرد نمودن کلوخهها، جدا کردن ریشه‌ها، سنگ و سایر ناخالصیها، از الک 2 میلی‌متری عبور داده شدند (هرناندز و همکاران 2004).
بافت خاک با استفاده از روش دانسیمتری بایکاس (زرین کفش 1371) و وزن مخصوص ظاهری به روش کلوخه بر حسب گرم بر سانتیمتر مکعب مطالعه شد (بلیک و‌ هارتج 1986). ماده آلی و کربن آلی با استفاده از روش سرد بر مبنای اکسیداسیون کربن آلی به کمک بیکرمات پتاسیم (K2Cr2O) در محیط کاملاً اسیدی H2SO4)) اندازگیری گردید (آلیسون 1975).
خصوصیات اندازه‌گیری شده خاک در این مطالعه شامل PH خاک، EC خاک، وزن مخصوص ظاهری، مقدار ماده آلی و نیتروژن بود. در این مطالعه از روش مبتنی بر برآورد درصد کربن آلی خاک استفاده شد. کربن آلی به طور متوسط 58% ماده آلی را تشکیل میدهد و درصد ماده آلی را می‌توان با ضرب کردن کربن آلی در عامل وان-بنون لن یا 724/1 به دست آورد.
3-2-3- جامعه آماری، روش نمونه‏گیری و حجم نمونهجامعه آماری مورد مطالعه در این تحقیق ذخیرهگاه گونه بادام کوهی واقع در منطقه کلم شهرستان بدره می‌باشد که آماربرداری از درختچه‌های بادام کوهی به صورت نمونه‌ای بوده و حجم نمونه بستگی به تعداد قطعات نمونه و تعداد درختان قرار گرفته در هر قطعه نمونه دارد.
3-2-4- متغیر‌های مورد بررسی
در این مطالعه اطلاعات کمی و کیفی درختچه‌های بادام کوهی شامل قطر تاج، ارتفاع، تعداد درختچه، تعداد جست گروه و مشخصه کیفی شامل شادابی در رویشگاه کلم بدره برداشت شد. برای تعیین شادابی چهار طبقه سرسبزی تاج درختچه‌ها در نظر گرفته شد (پاور و دیگران 1995) که شامل درجه 1: بیش از 75، درجه 2: بین 50 تا 75، درجه 3: بین 25 تا 50 و درجه 4: کمتر از 25 درصد تاج سرسبز بودند.
سطح تاج با اندازه‌گیری سطح سایه انداز تاج درختان (منظور سطحی است که تصویر تاج درختان به هنگامی که نور خورشید عمود میتابد بر روی سطح زمین ایجاد می‌کند که با اندازه گیری قطر بزرگ و کوچک تاج درخت تعیین میگردد).
برای برداشت متغیر‌های مورد بررسی از ابزار و لوازم فنی کار مانند متر نواری، GPS و اسپری رنگی جهت نشانهگذاری استفاده شد. همچنین در این ذخیرهگاه در مراکز قطعه نمونهها، نمونه‌های خاک از عمق 0 تا 20 سانتیمتری جهت آزمایش‌های فیزیک و شیمی خاک برداشت شد.
3-2-5- روش‌ها و ابزار تجزیه و تحلیل داده‏هابه منظور تجزیه تحلیل دادهها ابتدا پس از تعیین نرمال بودن دادهها به وسیله آزمون کای اسکور و همگن بودن دادهها بوسیله آزمون لون برای مشخصه‌های کمی مانند قطر تاج، از آزمون تجزیه واریانس و برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون دانکن استفاده شد. برای داده‌های کیفی مانند شادابی که به صورت رتبه‌ای بودند از آزمون‌های ناپارامتری، برای مقایسه‌‌های کلی از آزمون کروسکال -والیس و برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون من ویتنی استفاده گردید. برای تجزیه و تحلیل دادهها از نرم افزار‌های آماری همچون Excel و SPSS استفاده شد.

فصل چهارمنتایج1739265290957000
4-1- نتایج4-1-1- تهیه نقشه عوامل فیزیوگرافیبرای بررسی تأثیر عوامل فیزیوگرافی بر مشخصات کمی و کیفی درختچه‌‌های بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه، نقشه‌‌های مشخصه‌‌های شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا در محیط GIS تهیه شد.
برای تهیه نقشه‌های فیزیوگرافی ابتدا مدل رقومی ارتفاع با استفاده از خطوط توپوگرافی با منحنی میزان‌‌ 20 متری تهیه گردید (4-1) و سپس نقشه‌های شیب، جهت دامنه و ارتفاع از سطح دریا تهیه و کلاسهبندی شدند. اشکال 4-2، 4-3 و 4-4 نقشه‌های فیزیوگرافی مورد استفاده در این تحقیق را نشان می‌دهند.

شکل 4-1- نقشه مدل رقومی ارتفاعی (DEM) منطقه مورد مطالعهشکل 4-2- نقشه طبقات ارتفاع از سطح دریا در منطقه مورد مطالعه

شکل 4-3- نقشه کلاسه‌های شیب در منطقه مورد مطالعه
شکل 4-4- نقشه جهات جغرافیایی در منطقه مورد مطالعه4-2- تهیه نقشه شبکه آماربرداریهمان طور که در فصل مواد و روش‌ها توضیح داده شد پس از تهیه نقشه محدوده مورد مطالعه و بازدید میدانی از منطقه مورد مطالعه و با توجه به تراکم مناسب گونه بادام کوهی در سطح منطقه تصمیم به طراحی شبکه آماربرداری 200 * 200 گرفته شد و برای طراحی و پیاده کردن پلات‌ها در روی نقشه از نرم افزار GIS 10 و اکستنشن ET Geo Wizards استفاده شد. پس از طراحی شبکه و پیاده کردن آن بر روی نقشه محدوده مورد مطالعه مشخص شد که تعداد 19 پلات دایره‌ای در منطقه قرار گرفته است (شکل 4-5 و 4-6). برای انجام مراحل بعدی کار مختصات جغرافیایی (UTM) این نقاط و محدوده وارد دستگاه GPS شد.

شکل 4-5- شبکه آماربرداری 200×200 متر و نحوه قرارگیری پلاتها
شکل 4-6- جانمایی قطعات نمونه آماربرداری بر روی تصاویر ماهوار‌ه‌ای Google Earth4-3- پوشش گیاهیپس از آن لیست فلورستیک گیاهان منطقه مطالعاتی بر حسب خانواده، جنس، گونه، شکل رویشی و دیرزیستی تهیه گردید. در ذخیره‌گاه بادام کلم شهرستان بدره گونه غالب، درختچه بادام کوهی می‌باشد. لیست فلورستیک گیاهان شناسایی شده در کل سطح ذخیره‌گاه در جدول (4-1) ارائه شده است.
جدول 4-1- لیست فلورستیک گونه‌های گیاهی منطقه مطالعاتیردیف نام فارسی نام علمی خانواده شکل رویشی دیرزیستی موارد استفاده
1 ون Pistacia Atlantica Anacardiaceae درخت چندساله حفاظت خاک- صنعتی
2 گل گاوزبان Anchusa Italica Boraginaceae فورب چند‌ساله دارویی‌- مرتعی
3 آفتاب پرست Heliotropium Dolosum Boraginaceae فورب یکساله مرتعی
4 زنگوله ای Onosma Asperrimum Boraginaceae فورب چند ساله مرتعی
5 گچ دوست Gypsophila Pilosa Caryophyllaceae فورب چند ساله مرتعی
6 خارکو Noaea Mucronata Chenopodiaceae فورب چند ساله مرتعی
7 دانه گنجشکی Helianthemum Salicifolium Cistaceae فورب یکساله مرتعی
8 بابونه Anthemis SP Compositae فورب یکساله مرتعی
9 همیشه بهار Calendula Persica Compositae فورب یکساله مرتعی
10 گلرنگ وحشی Carthomus Oxycantha Compositae فورب یکساله مرتعی
11 گل گندم Centurea Bruguieriana Compositae فورب یکساله مرتعی
12 ریش گوشی Crepis Kotschyana Compositae فورب یکساله مرتعی
13 شکر تیغال Echinops Ritroides Compositae فورب یکساله مرتعی
14 کنگر Gundelia Tournefortii Compositae فورب چند ساله مرتعی
15 ماهوی وحشی Lactca Orientalis Compositae فورب چند ساله مرتعی
16 پیچک Convolvulus Chondrilloides Convolvulaceae فورب چندساله مرتعی
17 کیسه کشیش Capsella Bur*astoris Cruciferae فورب یکساله مرتعی
18 منداب Eruca Sativa Cruciferae فورب یکساله مرتعی
19 موچه Lepidium Latifolium Cruciferae فورب یکساله مرتعی
20 شب بو Longipetalo Matthiola Cruciferae فورب یکساله مرتعی
21 آجیل مزرعه Neslia Apiculata Cruciferae فورب یکساله مرتعی
22 رعنا زیبا Scobiosa Rotata Dipsaceae فورب یکساله مرتعی
23 شیر شگ Euphorbia Denticulata Euphorbiaceae فورب چندساله حفاظت خاک
24 سوزن چوپان (نوک‌لک‌لکی) Erodium Ciconium Geraniaceae فورب یکساله مرتعی
4-4- مشخصات رویشی توده مورد مطالعهدر این مطالعه رویشگاه هدف به صورت تصادفی سیستماتیک آماربرداری شد و مشخصه‌‌های تراکم تعداد، قطر تاج، ارتفاع، شادابی و تعداد جست اندازه‌گیری شدند. میانگین تعداد درختچهها در هکتار 240 اصله به دست آمد. بر این اساس بیش‌‌ترین تعداد در هکتار 298 اصله بوده و کم‌ترین تعداد نیز 130 اصله بوده است. با توجه به اندازهگیری‌های به عمل آمده، قطر تاج بادام در منطقه مورد مطالعه از 25/0 تا 85/5 متر متغیر است و میانگین آن 61/1 متر می‌باشد. از نظر ارتفاع، داده‌های اندازهگیری شده بین 3/0 تا 2/4 در نوسان بوده و میانگین آن 77/1 متر بدست آمد. از نظر میزان شادابی درختان بادام، میانگین شادابی توده 69/1 بدست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که به‌طور میانگین هر درخت بادام دارای 77/7 جست بوده که نتایج نشان داد که بیش‌‌ترین تعداد جست 40 عدد و کم‌ترین مقدار آن 1 عدد می‌باشد. (جدول 4-2).
جدول 4-2- نتایج اندازه‌گیری مشخصه‌‌های رویشی توده بادام کوهیمیانگین انحراف معیار بیشنه کمینه
تعداد در هکتار 240 32/10 298 130
قطر تاج 61/1 35/1 85/5 25/0
ارتفاع 77/1 02/1 2/4 3/0
تعداد جست 77/7 65/8 40 1
شادابی 69/1 75/0 1 3
به منظور شناخت بهتر ساختمان توده‌های جنگلی آگاهی از ساختمان افقی و عمودی جنگل بسیار ضروری می‌باشد. در جنگل‌‌های بادام منطقه، ساختار جنگل به دلیل استفاده و وابستگی جنگل نشینان تحت تأثیر قرار گرفته است. برای مدیریت این منابع جنگلی کسب اطلاعات ساختار افقی و عمودی توده بادام منطقه امری ضروری به نظر میرسد که مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی ساختار افقی و ساختار توده از لحاظ همسال، ناهمسالی، مسن و جوانی ساختار میتوان از نمودار اشکوب بندی جنگل و پراکنش درختان در طبقات قطری استفاده کرد.
نتایج نمودار تعداد در هکتار، تعداد در طبقات ارتفاعی و تعداد در طبقات قطری تاج توده بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه نشان میدهد که توده مورد نظر تقریباً یک توده همسال منظم می‌باشد. در کل میتوان نتیجه گیری کرد که جنگل فوق دارای ساختار همسال و جوان می‌باشد (اشکال 4-7 تا 4-9).

شکل4-7- تعداد در هکتار گونه بادام کوهی در قطعات نمونه منطقه مورد مطالعه
شکل4-8- تعداد در طبقات قطری تاج گونه بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه
شکل 4-9- تعداد در طبقات ارتفاعی گونه بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه4-4-1- آنالیز همبستگی میان خصوصیات رویشینتایج نشان داد که در ذخیره‌گاه بادام کوهی بین قطر تاج با ارتفاع درختان و تعداد جست با ارتفاع با قطر تاج همبستگی وجود دارد و بین شادابی و سایر خصوصیات رویشی همبستگی قابل قبولی دیده نشد. در جدول 4-3 آنالیز همبستگی میان عناصر رویشی گونه بادام کوهی با هم آمده است. براساس نتایج حاصله در رویشگاه بین قطر تاج و ارتفاع در سطح 99 درصد و نیز بین تعداد جست و قطر تاج و ارتفاع در سطح 95 درصد همبستگی وجود دارد (جدول 4-3). بر این اساس رابطه رگرسیونی بین قطر تاج و ارتفاع درختچه‌‌های بادام کوهی رسم شد (شکل 4-10).جدول 4-3- آنالیز همبستگی میان پارامتر‌های رویشی بادام کوهی منطقه مورد مطالعهپارامتر قطر ارتفاع شادابی تعداد جست
قطر 1 . 67** -. 18 . 42*
ارتفاع . 67** 1 -. 05 . 35*
شادابی -. 18 -. 05 1 -. 19
تعداد جست . 42* . 35* -. 19 1
**. معنی‌داری در سطح 01/0
*. معنی‌داری در سطح 05/0

شکل 4-10- رابطه رگرسیونی بین قطر تاج و ارتفاع درختچه‌های بادام کوهی در منطقه مورد مطالعه4-5- بررسی مشخصه‌های کمی و کیفی بادام کوهی تحت تأثیر عوامل فیزیوگرافی:4-5-1- ارتفاع از سطح دریانتایج تجزیه واریانس اثر فاکتور‌های فیزیوگرافی بر مشخصه‌های کمی گونه بادام کوهی در رویشگاه مورد مطالعه نشان میدهد که در ارتباط با عامل ارتفاع از سطح دریا، تعداد درختچهها و شادابی با افزایش ارتفاع از سطح دریا کاهش یافته به طوریکه درختچه‌های نزدیک به داخل دره که ارتفاع از سطح دریای کمتری داشتند از وضعیت شادابی بهتر و تعداد در هکتار بیش‌تری برخوردار بودند و این وضعیت در مقایسه با طبقات ارتفاعی بالاتر دارای اختلاف معنیدار و قابل مشاهد‌ه‌ای در سطح احتمال 95 درصد بود (جدول 4-2). در مورد مشخصه‌های کمی ارتفاع درختچهها و قطر تاج درختچهها نیز اختلاف معنیدار بین ارتفاعات مختلف دیده شده، اما این اختلاف در جهت عکس و منفی بود، بعبارتی با کاهش ارتفاع از سطح دریا در منطقه مورد مطالعه از ارتفاع درختچهها و قطر تاج آنها به طور معنیداری کاسته میشود. در مورد مشخصه تعداد جست گروه هیچ‌گونه اختلاف معنیدار و قابل توجهی در ارتفاعات مختلف منطقه دیده نشد (جدول 4-4).
جدول 4-4- نتایج تجزیه و تحلیل مشخصه‌های رویشی بادام کوهی در ارتباط با طبقات مختلف ارتفاعیردیف مشخصه‌‌های کمی و کیفی بادام کوهی نتایج تجزیه واریانس
df F p
1 تعداد در هکتار 2 *42/4 018/0
2 ارتفاع درختچه 2 *03/1 02/0-
3 قطر تاج 2 *362/3 026/0-
4 تعداد جست گروه 2 ns39/0 68/0
5 وضعیت شادابی 2 *18/3 031/0
نتایج مقایسه میانگین‌ها در ارتباط با مشخصه ارتفاع از سطح دریا نشان داد که در ارتفاعات پائین منطقه مورد مطالعه که اکثراً در داخل دره واقع شده بودند (طبقه ارتفاعی 1000 -900 متر)، تعداد درختچهها، تعداد جستها و وضعیت شادابی دارای میانگین بیش‌تری بوده و برعکس در ارتفاعات بالاتر (طبقه ارتفاعی 1200 - 1100 متر) میانگین ارتفاع درختچهها و قطر تاج بیش‌تر بوده است (جدول 4-5).
جدول 4-5- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل ارتفاع از سطح دریا بر مشخصه‌های کمی بادام کوهی
متغیر مشخصه
کلاسه تعداد ارتفاع (m) قطر تاج (m2) تعداد جست شادابی
ارتفاع از سطح دریا 1000-900 a25 b62/1 b52/1 a9 a95/1
1100-1000 b23 b68/1 b5/1 a8 b7/1
1200-1100 b15 a95/1 a7/1 a8 b6/1

نمودار 4-1- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل ارتفاع از سطح دریا بر مشخصه‌های کمی بادام کوهی4-5-2- جهت‌های جغرافیایینتایج تجزیه واریانس در ارتباط با مشخصه جهت دامنه نشان دهنده اختلاف معنی دار آماره‌های تعداد در هکتار درختچهها، تعداد جست گروهها، ارتفاع درختچهها و وضعیت شادابی می‌باشد، به طوریکه در جهت‌‌های شرقی تراکم بادام کوهی، ارتفاع آنها و تعداد جست گروه‌ها بیش‌تر از سایر جهتها بود که این اختلاف از لحاظ آماری نیز معنی دار بوده است. در مورد تأثیر جهت دامنه بر وضعیت شادابی تاج نیز اختلاف معنی دار دیده شد، اما در مورد قطر تاج درختچه‌های بادام اختلاف معنی دار از لحاظ آماری دیده نشد (جدول 4-6).
جدول 4-6- نتایج تجزیه و تحلیل مشخصه‌های رویشی بادام کوهی در ارتباط با جهت‌های جغرافیاییردیف مشخصه‌‌های کمی و کیفی بادام کوهی نتایج تجزیه واریانس
df F p
1 تعداد در هکتار 4 *42/3 018/0
2 ارتفاع درختچه 4 *08/3 02/0
3 قطر تاج 4 ns59/0 66/0
4 تعداد جست گروه 4 *162/4 12/0
5 وضعیت شادابی 4 *28/4 081/0
نتایج مقایسه میانگین‌ها در ارتباط با عامل فیزیوگرافی جهت دامنه نشان داد که در جهت‌های شرقی منطقه مورد مطالعه، تعداد درختچهها، تعداد جستها و ارتفاع و قطر تاج آنها دارای میانگین بیش‌تری بوده و در جهت‌های شمالی وضعیت شادابی درختچهها نسبت به دیگر جهت‌ها بهتر بوده است (جدول 4-7).
جدول 4-7- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل جهت دامنه بر مشخصه‌های کمی بادام کوهیمتغیر مشخصه
کلاسه تعداد ارتفاع (m) قطر تاج (m2) تعداد جست شادابی
جهت جغرافیایی شمال b14/17 b72/1 a58/1 b4/7 a85/1
جنوب b85/21 b75/1 a61/1 b71/7 b67/1
شرق a25/23 a89/1 a66/1 a55/8 b79/1
غرب b14/15 b65/1 a63/1 b51/7 b63/1

نمودار 4-2- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل جهت دامنه بر مشخصه‌های کمی بادام کوهی4-5-3- شیب دامنهاز نظر مشخصه درصد شیب تنها تعداد درختچهها و تعداد جست گروها از نظر آماری اختلاف معنیدار را در سطح احتمال 95 درصد نشان دادند، به طوریکه با افزایش درصد شیب در منطقه مورد مطالعه تعداد درختچه‌ها و جست گروها به طور قابل توجهی افزایش مییابد (جدول 4-8).
جدول 4-8- نتایج تجزیه و تحلیل مشخصه‌های رویشی بادام کوهی در ارتباط با درصد شیبردیف مشخصه‌‌های کمی و کیفی بادام کوهی نتایج تجزیه واریانس
df F p
1 تعداد در هکتار 4 *37/8 018/0
2 ارتفاع درختچه 4 ns33/1 02/0

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

3 قطر تاج 4 ns29/1 66/0
4 تعداد جست گروه 4 *03/7 12/0
5 وضعیت شادابی 4 ns53/0 081/0
نتایج بررسی خصوصیات کمی و کیفی بادام کوهی در شیب‌های مختلف نشان داد که در طبقات شیب 45-60 درصد بیش‌‌ترین تعداد درختچه و تعداد جست گروه دیده میشود و در مناطق کم شیب از تعداد درختچه کاسته میشود. در کلاسه‌‌های شیب 30-45 ارتفاع، قطر تاج و وضعیت شادابی درختچه‌های بادام کوهی از میانگین بالاتری برخوردار است (جدول 4-9).
جدول 4-9- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل شیب بر مشخصه‌های کمی بادام کوهیمتغیر مشخصه کلاسه تعداد ارتفاع (m) قطر تاج (m2) تعداد جست شادابی
درصد شیب 15-0 b5/15 a67/1 a51/1 b8 a6/1
30-15 b4/23 a9/1 a71/1 b31/7 a7/1
45-30 b25/31 a9/1 a76/1 b6/7 a2
60-45 a38 a53/1 a5/1 a25/8 a93/1
حروف نامشابه در هر ردیف نشان دهنده اختلاف معنی داری در سطح 5 در صد است.

نمودار 4-3- مقایسه‌ی میانگین تأثیر عامل شیب بر مشخصه‌های کمی بادام کوهی4-6- وضعیت خاک منطقه مورد مطالعه4-6-1- بررسی وضعیت خاک در طبقات مختلف ارتفاعیمقایسه مشخصه‌‌های خاک در طبقات مختلف ارتفاعی در جدول 4-11 ارائه شده است. همانگونه که ملاحظه می‌گردد هدایت الکتریکی خاک (EC)، کربن (C)، نیتروﮊن کل (N) و ماده آلی (OM) در طبقه ارتفاعی 1100 تا 1200 متر از سطح دریا بیش‌تر از سایر طبقات می‌باشد. pH خاک در کلیه طبقات ارتفاعی تقریباً مشابه (بیش از 7) بوده است. مقایسه آماری مشخصه‌های خاک در ارتباط با ارتفاع از سطح دریا نشان داد که اختلاف معنیداری بین کربن و ماده آلی در سطح پنج درصد و نیتروﮊن کل در سطح یک درصد با ارتفاع از سطح دریا وجود دارد. در مورد سایر مشخصه‌های خاک اختلاف معنی دار از لحاظ آماری مشاهده نشد (جدول 4-10).
جدول 4-10- مقایسه مشخصه‌های خاک در طبقات مختلف ارتفاعی طبقه ارتفاعی
مشخصه 1000-900 1100-1000 1200-1100
pH 12/7 16/7 13/7
EC 51/1 64/1 93/1
C *24/1 *30/1 *56/1

–415

3) چنانچه بعد از فراغت از تحصیل، قصد استفاده و هر گونه بهره برداری اعم از چاپ کتاب، ثبت اختراع و . . . از این پایان نامه داشته باشیم، از حوزه معاونت پژوهشی واحد مجوزهای مربوطه را اخذ نمایم.
4) چنانچه در هر مقطع زمانی خلاف موارد فوق ثابت شود، عواقب ناشی از آن را می پذیرم و واحد دانشگاهی مجاز است با اینجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصیلی‌ام هیچگونه ادعایی نخواهم داشت.

نام و نام خانوادگی: سارا محمدنژاد اردشیری تاریــخ و امضــاء: اثر انگشت:
212852054165500این تعهد می بایست در حضور نماینده پژوهش امضاء و اثر انگشت شود.
2334260-30988000
معاونت پژوهش و فناوری
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با یاری از خداوند سبحان و اعتقاد به این که عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهمیت جایگاه دانشگاه در اعتلای فرهنگ و تمدن بشری، ما دانشجویان و اعضاء هیئت علمی واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی متعهد می گردیم اصول زیر را در انجام فعالیت های پژوهشی مد نظر قرار داده و از آن تخطی نکنیم:
1. اصل برائت: التزام به برائت جویی از هرگونه رفتار غیرحرفه ای و اعلام موضع نسبت به کسانی که حوزه علم و پژوهش را به شائبه های غیرعلمی می آلایند.
2. اصل رعایت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داری غیر علمی و حفاظت از اموال، تجهیزات و منابع در اختیار.
3. اصل ترویج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتایج تحقیقات و انتقال آن به همکاران علمی و دانشجویان به غیر از مواردی که منع قانونی دارد.
4. اصل احترام: تعهد به رعایت حریم ها و حرمت ها در انجام تحقیقات و رعایت جانب نقد و خودداری از هرگونه حرمت شکنی.
5. اصل رعایت حقوق: التزام به رعایت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهیدگان (انسان،حیوان ونبات) و سایر صاحبان حق.
6. اصل رازداری: تعهد به صیانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و کشور و کلیه افراد و نهادهای مرتبط با تحقیق.
7. اصل حقیقت جویی: تلاش در راستای پی جویی حقیقت و وفاداری به آن و دوری از هرگونه پنهان سازی حقیقت.
8. اصل مالکیت مادی و معنوی: تعهد به رعایت کامل حقوق مادی و معنوی دانشگاه و کلیه همکاران پژوهش.
2270125630555009. اصل منافع ملی: تعهد به رعایت مصالح ملی و در نظر داشتن پیشبرد و توسعه کشور در کلیه مراحل پژوهش.
-15430530543500تقدیم به :
پدر و مادر عزیزم
و
همسر مهربانم

-55816537782500سپاسگزاری
سپاس فراوان از همسر صبورم که همواره در لحظات دشوار این مسیر دلگرمی را به من هدیه داد.
از برادر عزیزم که در تمام این راه همراهی خود را از من دریغ ننمود، نهایت تشکر را دارم.
سپاس فراوان از جناب آقای دکتر ابراهیم امیدوار که روشنا بخش این راه پر فراز و نشیب بودند.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده.................................................................................................................................................................................1
فصل اول: کلیات
مقدمه..................................................................................................................................................................3
2-1- فرضیات تحقیق.....................................................................................................................................................5
3-1- اهداف تحقیق........................................................................................................................................................6
1-3-1- اهداف علمی.....................................................................................................................................................6
2-3-1- اهداف کاربردی................................................................................................................................................6
4-1-تعاریف......................................................................................................................................................................6
1-4-1- زمین لغزش......................................................................................................................................................6
1-4-1-1-پیکر شناسی زمین لغزش..........................................................................................................................7
1-4-2-1- ابعاد زمین لغزش.....................................................................................................................................10
1-4-3-1- علل وقوع زمین لغزش ها......................................................................................................................11
1-4-3-1-1- عوامل زمین شناسی..........................................................................................................................12
1-4-3-2-1- عوامل ریخت شناسی........................................................................................................................12
1-4-3-3-1- عوامل انسانی.......................................................................................................................................13
1-4-4-1- خسارات زمین لغزش..............................................................................................................................16
5-1- زمین آمار (ژئواستاتیستیک)...........................................................................................................................18
1-5-1- متغیر ناحیه‌ای...............................................................................................................................................19
2-5-1- تغییر نما ....................................................................................................................................................19
1-2-5-1- اجزای تغییر نمای ایده‌آل.....................................................................................................................20
1-2-5-1-1- دامنه تاثیر...........................................................................................................................................20
1-2-5-2-1- سقف واریوگرام..................................................................................................................................21
1-2-5-3-1- اثر قطعه‌ای .......................................................................................................................................22
6-1- روش کریجینگ..................................................................................................................................................22
6-1-1- معادلات کریجینگ ...................................................................................................................................22
6-2-1- ویژگی‌های کریجینگ.................................................................................................................................23
7-1- بررسی روش‌های میانیا‌بی و انتخاب مناسب‌ترین روش............................................................................24
1-7-1- روش تیسن...................................................................................................................................................26
2-7-1- روش عکس فاصله........................................................................................................................................26
3-7-1- روش‌های زمین آمار.....................................................................................................................................26
فصل دوم: پیشینه تحقیق
بررسی سوابق پژوهشی در داخل کشور....................................................................................................29
2-2- بررسی سوابق پژوهشی در خارج از کشور....................................................................................................34
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1- منطقه مورد مطالعه...........................................................................................................................................40
3-2- زمین‌شناسی استان مازندران..........................................................................................................................41
3-3- آب و هوای استان مازندران.............................................................................................................................45
3-4- اقلیم استان مازندران........................................................................................................................................45
3-4-1- ناهمواری‌های استان مازندران.................................................................................................................46
3-5-کوه‌های استان مازندران....................................................................................................................................48
3-6-پوشش گیاهی استان مازندران.........................................................................................................................48
3-7- باد ........................................................................................................................................................................49
3-8- بارش ...................................................................................................................................................................50
3-9- داده‌های مورد استفاده......................................................................................................................................51
3-9-1- داده‌های بارش...............................................................................................................................................51
3-9-2- مشخصات ایستگاه‌های مورد مطالعه........................................................................................................51
3-9-3- داده‌های زمین لغزش..................................................................................................................................53
3-10 - روش انجام پژوهش......................................................................................................................................54
3-10 -1- کنترل صحت و همگنی داده‌ها.............................................................................................................54
3-10-2- انتخاب پایه زمانی مشترک ....................................................................................................................55
3-10-3- بازسازی و تطویل آمار..............................................................................................................................55
3-10 - 4- بررسی مشخصات آماری داده‌ها..........................................................................................................56
3-10 -5- تهیه نقشه پارامترهای مختلف بارش...................................................................................................57
3-10 -6- تهیه نقشه پراکنش نقاط زمین لغزش.................................................................................................57
3-10 -7- محاسبه پارامترهای مختلف بارش در نقاط زمین‌لغزش‌ها..............................................................57
3-10 -8- محاسبه پارامترهای مورفومتریک زمین لغزش..................................................................................58
3-10 -9- بررسی ارتباط بین پارامترهای مورفومتری زمین‌لغزش‌ها و خصوصیات بارش...........................58
3-10-9-1 - آزمون همبستگی................................................................................................................................58
3-10-9-2- تحلیل آماری.........................................................................................................................................59
فصل چهارم: نتایج
4-1- بررسی پارامترهای مختلف بارندگی...............................................................................................................61
4-2- محاسبه پارامترهای مختلف بارش.................................................................................................................62
4-2-تهیه نقشه پارامترهای مختلف بارش..............................................................................................................74
4-3- نقشه پراکنش زمین‌لغزش‌ها...........................................................................................................................84
4-4- بررسی آماری ارتباط بین خصوصیات لغزش و بارندگی............................................................................85
4-4-1- آزمون همبستگی..........................................................................................................................................85
4-4-2- تحلیل آماری.................................................................................................................................................87
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
اثبات فرضیات.............................................................................................................................................................102
پیشنهادات...................................................................................................................................................................103
منابع
منابع فارسی................................................................................................................................................................105
منابع انگلیسی.............................................................................................................................................................110
چکیده انگلیسی .........................................................................................................................................................112

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1- طبقه‌بندی اقلیم ایستگاه‌های موجوددراستان مازندران به روش‌های دکترکریمی و دومارتن (کتاب جغرافیای تاریخی مازندران)..........................................................................................................................47
جدول 3-2- مشخصات ایستگاه‌های مورد مطالعه در استان مازندران..............................................................52
جدول4- 1- میانگین ماهانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.............................................................61
جدول4- 2-میانگین بارش دوره‌ی 35 ساله آماری در ایستگاه‌های مورد مطالعه..........................................62
جدول4- 3- نسبت درصد بیشترین میزان بارندگی در ایستگاه های مختلف.................................................73
جدول4- 4- مشخصات مناسب‌ترین مدل‌های واریوگرام به دست آمده برای پارامترهای مختلف بارش..74
جدول 4- 5- نتایج آزمون همبستگی پیرسون بین مقادیر پارامترهای بارندگی و مورفومتری...................86

فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل1- 1- اجزای مختلف زمین لغزش..................................................................................................................10
شکل1-2نمونه ای از زمین لغزش در استان مازندران در روستای گرمستان از توابع شهرستان ساری.....18
شکل1- 3- اجزای تغییر نمای ایده آل....................................................................................................................21
شکل3-1- نقشه موقعیت استان مازندران در ایران...............................................................................................41
شکل4- 1- میانگین بارش سالانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.....................................................63
شکل4- 2- میانگین بارش روزانه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران......................................................63
شکل4- 3- میانگین حداکثر کل بارش در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................64
شکل4- 4- میانگین بارش در فصل بهار در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.........................................64
شکل4- 5- میانگین بارش در فصل تابستان در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..................................65
شکل4- 6- میانگین بارش در فصل پاییز در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران........................................65
شکل4- 7- میانگین بارش فصل زمستان در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.......................................66
شکل4- 8- میانگین بارش فروردین ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................66
شکل4- 9- میانگین بارش اردیبهشت ماه در ایستگاه های مختلف استان مازندران.....................................67
شکل4- 10- میانگین بارش خرداد ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...........................................67
شکل4- 11- میانگین بارش تیر ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران.................................................68
شکل4- 12- میانگین بارش مرداد ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران............................................68
شکل4- 13- میانگین بارش شهریور ماه درایستگاه‌های مختلف استان مازندران..........................................69
شکل4- 14- میانگین بارش مهر ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران................................................69
شکل4- 15- میانگین بارش آبان ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...............................................70
شکل4- 16- میانگین بارش آذرماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران..................................................70
شکل4- 17- میانگین بارش دی ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران................................................71
شکل4- 18- میانگین بارش بهمن ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران............................................71
شکل4- 19- میانگین بارش اسفند ماه در ایستگاه‌های مختلف استان مازندران...........................................72
شکل4- 20- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل بهار..................................................75
شکل4- 21- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل تابستان.............................................75
شکل4- 22- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل پاییز..................................................76
شکل4- 23- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل زمستان............................................76
شکل4- 24- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فروردین ماه...............................................77
شکل4- 25- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در اردیبهشت ماه...........................................77
شکل4- 26- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در خرداد ماه...................................................78
شکل4- 27- پراکنش باران درنقاط مختلف استان مازندران در تیر ماه..........................................................78
شکل4- 28- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مرداد ماه....................................................79
شکل4- 29- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در شهریور ماه.................................................79
شکل4- 30- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مهر ماه........................................................80
شکل4- 31- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آبان ماه.......................................................80
شکل4- 32- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آذر ماه.........................................................81
شکل4- 33- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در دی ماه.......................................................81
شکل4- 34- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در بهمن ماه....................................................82
شکل4- 35- پراکنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در اسفند ماه...................................................82
شکل4- 36- پراکنش روزانه باران در نقاط مختلف استان مازندران.................................................................83
شکل4- 37- پراکنش سالانه باران در نقاط مختلف استان مازندران................................................................83
شکل4-38- پراکنش کل باران در نقاط مختلف استان مازندران.....................................................................84
شکل4-39- موقعیت زمین لغزش‌های موجود روی نقشه استان مازندران......................................................85
شکل 4- 40- نمودار طبقات بارش متوسط فروردین ماه..................................................................................87
شکل 4- 41- نمودار طبقات بارش متوسط اردیبهشت ماه...............................................................................88
شکل 4- 42- نمودار طبقات بارش متوسط خرداد ماه.....................................................................................88
شکل 4- 43- نمودار طبقات بارش متوسط تیر ماه............................................................................................89
شکل 4- 44- نمودار طبقات بارش متوسط مرداد ماه........................................................................................90
شکل 4- 45- نمودار طبقات بارش متوسط شهریور ماه....................................................................................90
شکل 4- 46- نمودار طبقات بارش متوسط مهر ماه..........................................................................................91
شکل 4- 47- نمودار طبقات بارش متوسط آبان ماه..........................................................................................92
شکل 4- 48- نمودار طبقات بارش متوسط آذر ماه............................................................................................92
شکل 4- 49- نمودار طبقات بارش متوسط دی ماه...........................................................................................93
شکل 4- 50- نمودار طبقات بارش متوسط بهمن ماه........................................................................................94
شکل 4- 51- نمودار طبقات بارش متوسط اسفند ماه.......................................................................................94
شکل 4- 52- نمودار طبقات بارش متوسط فصل بهار.......................................................................................95
شکل 4- 53- نمودار طبقات بارش متوسط فصل تابستان................................................................................95
شکل 4- 54- نمودار طبقات بارش متوسط فصل پاییز......................................................................................96
شکل 4- 55- نمودار طبقات بارش متوسط فصل زمستان................................................................................96
شکل 4- 56- نمودار طبقات بارش متوسط حداکثر روزانه................................................................................97
شکل 4- 57- نمودار طبقات بارش متوسط حداکثر کل....................................................................................97
شکل 4- 58- نمودار طبقات بارش متوسط سالانه.............................................................................................98
تأثیر مؤلفه‏های مختلف بارندگی بر خصوصیات مورفومتری زمین لغزش‌های استان مازندران
به وسیله: سارا محمدنژاد اردشیری
چکیده
زمین لغزش یکی از فرایندهای اصلی زمین ریختی است که تکامل چشمانداز مناطق کوهستانی را تحت تاثیر قرار داده و سبب ایجاد حوادث فاجعه برانگیزی میشود، زمینلغزشها در ایران بهخصوص در حوضههای شمال کشور، یکی از مهمترین بلایای طبیعی هستند که همه ساله نقش بسزایی در تخریب جادههای ارتباطی تخریب مراتع، باغها و مناطق مسکونی و همچنین ایجاد فرسایش و انتقال حجم بالای رسوب به حوضههای آبخیز کشورمان دارند. بارندگی از عوامل اصلی وقوع زمینلغزشها به شمار میرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهای در وقوع زمین لغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندی از قبیل شرایط اقلیمی، توپوگرافی و ساختمان زمینشناسی شیبها و نفوذپذیری دامنه نیز وابسته است.با توجه به اینکه خصوصیات مختلف ب بارندگی در مناطق مختلف تغییر مینمایند و از آنجایی که خصوصیات زمینلغزشها نیز در اثر تغییرات مکانی دارای تغییراتی هستند بنابراین شاید بتوان این تغییرات را به تغییر در خصوصیات مختلف بارندگی نسبت داد. در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که ارتباط بین تغییرات مکانی خصوصیات بارش و تغییرات خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشهای استان مازندران بررسی گردیده و در صورت معنیداری این ارتباط به روابطی آماری دست پیدا نماییم. خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها که در این تحقیق مورد بررسی قرار میگیرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضریب معادل اصطکاک )نسبت ارتفاع به طول لغزش) و ... میباشد. همچنین خصوصیات بارندگی نیز شامل متوسط بارندگی سالانه، متوسط بارندگی ماهانه در ماههای پرباران سال، متوسط بارندگی ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و ... میباشند. نکتهای که در این مورد قابل پرداختن میباشد این است که وقتی پارامترهای مختلف بارش به صورت طبقات مختلف دستهبندی گردید، شاخصهای مورفومتریک دارای تغییراتی در هر طبقه بود. شاخص ضریب تغییر شکل طولی در همهی طبقات مختلف بارش دارای روند افزایشی و شاخص ضریب تغییر شکل دارای روند کاهشی بوده است.
کلمات کلیدی: زمین لغزش، خصوصیات مورفومتریک، خصوصیات بارش، استان مازندران
فصل اول
کلیات
2245995379984000
1-1- مقدمه
زمین لغزش یکی از فرایندهای اصلی زمین ریختی است که تکامل چشماندازمناطق کوهستانی را تحت تاثیر قرار داده و سبب ایجاد حوادث فاجعه برانگیزی میشود،زمینلغزشها از جمله ویرانگرترین حوادث طبیعی در مناطق شیبدار به حساب میآیند(کانانگو و همکاران،2006). زمین لغزش یک معضل جهانی بوده و متداولترین نوع از پدیده های طبیعی شکل دهنده سطح زمین میباشد که در تمامی دورانهای زمینشناسی به وقوع پیوسته است(ثروتی، 1381). خسارات وارد به مناطق مسکونی و زیر بنای اقتصادی و همچنین تلفات انسانی ناشی از زمینلغزشها در سراسر جهان در حال افزایش است. طی دهه 1990 زمین‌لغزشها تقریبا %9 بلایای طبیعی که در سراسر جهان اتفاق افتادهاند را به خود اختصاص دادهاند. سالانه در جهان 1000 کشته و 4 میلیون دلار خسارت مالی در اثر وقوع زمینلغزشها ایجاد میشوند. عوامل متعددی مانند شرایط زمینشناسی، شرایط هیدرولوژی و هیدروژئولوژی، وضعیت توپوگرافی و مورفولوژی، آب و هوا و هوازدگی بر پایداری یک شیب تاثیر گذاشته و میتوانند سبب ایجاد زمینلغزش شوند(گارفی و همکاران، 2007). زمینلغزشها در اثر بسیاری عوامل محرک از قبیل زلزله، بارندگی و ذوب سریع برف ایجاد شده و تحت تاثیر عواملی مثل توپوگرافی، نوع سنگ و خاک، شکستگیها و سطوح بستر و میزان رطوبت قرار میگیرند )ترنر و اسکات، 1996). زمینلغزشها در ایران بهخصوص در حوضههای شمال کشور، یکی از مهمترین بلایای طبیعی هستند که همه ساله نقش بسزایی در تخریب جادههای ارتباطی تخریب مراتع، باغها و مناطق مسکونی و همچنین ایجاد فرسایش و انتقال حجم بالای رسوب به حوضههای آبخیز کشورمان دارند (کلارستاقی وهمکاران، 2007). بارندگی از عوامل اصلی وقوع زمینلغزشها به شمار میرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهای در وقوع زمینلغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندی از قبیل شرایط اقلیمی، توپوگرافی و ساختمان زمینشناسی شیبها و نفوذپذیری دامنه نیز وابسته است(اسپیزوآ،2002). بیشترین تعداد گسیختگی دامنهها بعد از بارندگیهای سنگین یا ذوب برف در بهار و به علت نفوذ آب در شکافها صورت میگیرد. شدت تأثیر عامل بارش در ناپایداری دامنهها به شرایط آب و هوایی، توپوگرافی منطقه، ساختارهای زمین شناسی دامنهها، نفوذ پذیری و سایرخواص تودههای سنگی و خاکی بستگی دارد(زندی، 1378). با توجه به اینکه خصوصیات مختلف بارندگی در مناطق مختلف تغییر مینمایند و از آنجایی که خصوصیات زمینلغزشها نیز در اثر تغییرات مکانی دارای تغییراتی هستند(موسوی خطیر و همکاران، 1388). بنابراین شاید بتوان این تغییرات را به تغییر در خصوصیات مختلف بارندگی نسبت داد. در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که ارتباط بین تغییرات مکانی خصوصیات بارش و تغییرات خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها بررسی گردیده و در صورت معنیداری این ارتباط به روابطی آماری دست پیدا نماییم. خصوصیات ریختشناسی زمینلغزشها که در این تحقیق مورد بررسی قرار میگیرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضریب معادل اصطکاک (نسبت ارتفاع به طول لغزش) و ... می‌باشد. همچنین خصوصیات بارندگی نیز شامل متوسط بارندگی سالانه، متوسط بارندگی ماهانه در ماههای پرباران سال، متوسط بارندگی ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و ... میباشند.
بروز پدیدهی زمینلغزش میتواند ناشی از عوامل متعدد زمینشناسی، ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، بیولوژیکی و انسانی باشد، ولی معمولا در شروع زمین لغزش تنها یک محرک خارجی یا عامل ماشهای یک نقش محوری دارد. بارندگی شدید، ذوب سریع برف، تغییرات ناگهانی در سطح آب زیرزمینی، زلزله و فرسایش با سرعت زیاد از مهمترین عوامل ماشهای زمین لغزشها برشمرده می شوند(سیدل و اوچیای،2006). کانن و الن در سال 1958 و کروزیر در سال 1999 و ژیکوب و ویترلی5در سال 2003، بارندگی را به عنوان متداولترین عامل ماشهای وقوع زمین لغزشها بر شمردهاند.
مفهوم آستانه بارندگی برای وقوع زمین لغزش را نخستین بار کمبل در سال 1975 بیان کرد. سپس استارکل در سال 1979 موفق شد آن را در قالب روابط شدت و مدت بارندگی تئوریزه کند. سطح حداقل یا حداکثر کمیت مورد نیاز برای رخ دادن یک فرایند یا قرار گرفتن در وضعیت تغییر را میتوان آستانه برشمرد. این نکته که بعضی رخدادهای بارندگی سبب لغزش میشوند و بعضی دیگر چنین اثری ندارند، می تواند مبنایی برای پژوهش علمی در مورد آنالیز رابطهی بین مقادیر بارندگی و شروع لغزش باشد. به دست آوردن چنین رابطهای با شناسایی آستانههای بارندگی میتواند با استفاده از مبانی تجربی آستانههای بارندگی حاصل میشود(کروزیر،1986).
2-1- فرضیات تحقیق
1- خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشها و مولفههای بارندگیدراستان مازندران دارای تغییرپذیری مکانی است.
2- تغییرات بارندگی میتواند بر روی خصوصیات مورفومتریک زمینلغزشها در استان مازندران تاثیرگذار باشد.
3-1- اهداف تحقیق
1-3-1- اهداف علمی
تاثیرمولفه‏های مختلف بارندگی برخصوصیات مورفومتری زمینلغزشهای استان مازندران
بررسی پراکنش مکانی خصوصیات بارش دراستان مازندران
بررسی پراکنش مکانی خصوصیات زمین لغزشها در استان مازندران
بررسی ارتباط بین خصوصیات بارش و خصوصیات زمینلغزشها در استان مازندران
2-3-1- اهداف کاربردی
تعیین موثرترین پارامترهای مرتبط با بارندگی به منظور کاهش تاثیر عامل بارش در وقوع زمینلغزشهای استان مازندران
4-1-تعاریف
1-4-1- زمینلغزش
اصـطلاح زمین لغزش توسط بسیاری از دانشمندان تعریف شده است.گاهی این اصطلاح برای هر نوع توده خاکی که به سمت پایین دامنه حرکت کند، به کار میرود. و در برخی موارد، اشاره به تیپ خاصی از حرکات تودهای دارد.
زمینلغزشها دستهاى از حرکات تودهاى مىباشند که جابهجایى مواد سنگى یا خاکى دامنه تحت تاثیر قوه ثقل را در بر مىگیرد. این حرکت در سطح گسیختگى مشخص صورت مىگیرد و براساس معیارهایى چون سطح گسیختگى، مواد لغزشى، عوامل لغزش و.... به انواع مختلفى تقسیم مىشوند.
1-1-4-1-پیکر شناسی زمین لغزش
انجمن بین المللی زمینشناسی مهندسی وابسته به سازمان یونسکو در راستای طرح تهیه بانک اطلاعات زمین لغزشها، در سال 1990 در قالب انتشار پروژه - ریسرچای اقدام به انتشار فهرست اصطلاحات پیشنهادی برای توصیف یک زمین لغزش شاخص نمود. این اصطلاحات به معرفی ابعاد و اجزا مختلف یک زمین لغزش می‌پردازد. در شکل 1- 1 اجزای مختلف زمینلغزش نشان داده شده است.
تاج
در عمل، مواد جابجا نشده در یک زمین لغزش که در مجاورت بالاترین بخش پرتگاه اصلی لغزش قرار دارند.
افتگاه اصلی
سطحی با شیب تند، واقع در لبه بالایی لغزش که در اثر جدایش قطعه جابجا شده از زمین، حاصل شده است. پرتگاه گسلی بخش قابل مشاهده سطح گسیختگی می باشد.
توده اصلی
بخشی از توده جابجا شده زمین لغزش، که سطح گسیختگی را در بین افتگاه اصلی و پنجه لغزش پوشانده است.
پای لغزش
آن بخش از زمین لغزش است که از محدوده پنجه سطح گسیختگی فراتر رفته و سطح اولیه زمین را می‌پوشاند.
نوک لغزش
دورترین و جلوترین نقطه مواد جابجا شده از قله یک زمین لغزش، نوک لغزش نامیده میشود.
پنجه
انحنای لبه توده جابجا شده مواد، در پایین ترین سطح را، پنجه زمین لغزش نامند.
سطح گسیختگی
سطحی در زیر توده جابجا شده که حرکت توده مواد در راستای آن صورت میپذیرد. همچنین سطح لغزش و سطح برش نیز گفته می شود. در صورت صفحهای بودن آن صفحه لغزش و صفحه برش گفته میشود.
پنجه سطح گسیختگی
محل تلاقی ییلاقی پایینترین سطح صفحه گسیختگی با سطح اولیه زمین است.
سطح جدایش6
بخشی از سطح کنونی زمین که توسط پای لغزش پوشیده شده است.
توده جابجا شده
تودهای از مواد تشکیل دهنده زمین که در اثر لغزش از جای اصلی خود در دامنه جابجا شدهاند.
پهنه تهی شدگی
پهنهای از لغزش در توده جابجا شده که در قبل رخ داد، در زیر سطح اولیه زمین واقع بوده است.
پهنه تجمع3
پهنهای از لغزش که پیش از رخ داد، در بالای سطح اولیه زمین قرارداشته است.
توده تهی شده4
حجمی از مواد جابجا شده که سطح گسیختگی را می پوشاند و زیر سطح اولیه زمین بوده است.
قله5
بالاترین نقطه تماس بین توده جابجا شده و افتگاه اصلی لغزش است.
پهلوی لغزش6
مواد جابجا نشده مجاور پهلوهای سطح گسیختگی که در صورت نگاه از تاج لغزش به سمت جلو، با پهلو راست و پهلو چپ معرفی میشوند و در غیر این صورت توسط کمپاس با استفاده از جهات جغرافیایی معرفی میشوند.
1-4-2-1- ابعاد زمین لغزش
طول صفحه گسیختگی Lr
این طول شامل مسافت بین پنجه صفحه گسیختگی تا تاج لغزش است.
طول توده جابجا شده Ld
فاصله بین قله تا نوک لغزش را نامند.
طول کلی لغزش L
فاصله بین تاج لغزش تا نوک لغزش میباشد.

شکل1- SEQ شکل1- * ARABIC 1- اجزای مختلف زمین لغزش
پهنای توده جابجا شده Wd1
بیشینه پهنای توده جابجا شده که بر Ld عمود باشد.
عمق صفحه گسیختگی Dr2
بیشینه مقدار عمق گسیختگی که بر سطح اولیه زمین عمود است.
عمق توده جابجا شدهDd
بیشینه عمق توده جابجا شده که به سطح توده جابجا شده عمود است.
 1-4-3-1- علل وقوع زمین لغزشها
لغزش عبارت است از پایین افتادن و یا حرکت یکپارچه و اغلب سریع حجمی از مواد رسوبی در امتداد دامنه ها . این پدیده بیشتر در سنگهای منفصل دانه دانه عمل میکند و حضور آب در پیدایش آن الزامی است چنانچه سنگها از طبقات سخت و سست تشکیل شده باشند نفوذ آب در لایهی سست حجم عظیمی از سنگ های سخت و یکپارچه فوقانی آنها را جا به جا می نماید (محمودی، 1374). در طـبیعت نمونههای فراوانی از لغزش وجود دارد و در ابعاد بسیار متفاوت کوچک یا بزرگ عمل میکنند .همانند تمام حرکات یکپارچه، جابجایی مواد و در امتداد سطح لغزش، به علت وجود آب دخالت نیروی جاذبه را آسان میسازد. گاهی در رسوبهای منفصل دانهریز این پدیدهها آنچنان آرام و غیر قابل پیشبینی عمل میکنند که عوارض انسانی داخل محدوده آن بدون آسیب چندانی پا برجای میمانند. نمونهی مشخص آن در غرب ایران در جنوب غربی کامیاران است. تودهی لغزشی اغلب خشک است اما سطح لغزش همیشه مرطوب و حالت کلی دارد. بنابراین متناسب با لایههای تشکیل دهنده سنگها، آبهای نفوذی میتوانند یکی از عوامل مهم در پیدایش آن باشند در این حالت غالبا سطح لغزش نیمرخ کاو و خمیده دارد. این خمیدگی اغلب حرکتی چرخشی به توده لغزنده تحمیل می کند. به طور کلی دلایل وقوع زمین لغزش را میتوان به سه دسته کـلی عوامل زمین شناسی ، عوامل ریخت شناسی و عوامل انسانی دسته بندی نمود. که در زیر تقسیم بندی مربوط به هر دسته ذکر شده است .
1-4-3-1-1- عوامل زمین شناسی
الف) وجود موادحساس یا ضعیف
ب) وجود مواد هوا زده
ج) حضور مواد برش یافته، درز دار یا ترک خورده
د) ناپیوستگی با جهت یافتگی مخالف) لایه بندی، شیستوزیته، گسل، سطوح تماس ( و...
ه) تفاوت در نفوذ پذیری و یا سختی مواد
1-4-3-2-1- عوامل ریخت شناسی
الف) بالا آمدگی ناشی از فعالیت های تکنوتیکی یا آتشفشانی
ب) حذف فشار سر بار ناشی از ذوب یخچال ها
ج) فرسایش رودخانه ای، موجی یا یخچال در پنجه دامنه یا حاشیه کناری آن
د) فرسایش زیر زمینی(انحلال، جوشش)
ه) بارگذاری رسوبی بر روی دامنه یا بالای آن
و) حذف پوشش گیاهی و آتش سوزی، خشکسالی
ز) ذوب شدن برفها
ح) هوازدگی ناشی از یخ زدن– ذوب شدن
ط) هوازدگی ناشی از انقباض – انبساط
1-4-3-3-1- عوامل انسانی
الف) حفاری بر روی دامنه یا پنجه آن
ب) بارگذاری بر روی دامنه یا پنجه آن
ج) افت سطح آب زیر زمینی
د) قطع درختان جنگلی
ه) آبیاری
و) معدن کاری
ز) نوسانات لرزهای مصنوعی
ه) نشت آب از تاسیسات
بارش باران به صورت مداوم و طولانی یا کوتاه مدت و شدید، مهمترین عامل اقلیمی ایجاد کننده زمین لغزش‌هاست. تاثیر این عامل را میتوان در مناطق و موقعیتهای مختلف به شکلهای زیر در نظر گرفت:
1- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای شدید در مناطق مرطوب؛ مثل زمین لغزشهای ناشی از بارندگی‌های شدید در منطقه زاگرس.
2- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای شدید درمناطق خشک؛ وقوع این زمینلغزش‌ها هنگام بارندگی‌های استثنایی قابل انتظار است.
3- زمینلغزشهای ناشی از بارندگیهای مداوم در مناطق مرطوب، مثل زمینلغزشهای سال 72 در نقاط مختلف گیلان و مازندران.
4- در بعضی مناطق با بارندگی کم، وجود جریان آب زیرزمینی در مناطق دور دست از طریق درزهها، گسل‌ها و سطوح لایه‌بندی و جذب آنها در لایههای بالای جریان آب زیرزمینی، ایجاد ناپایداری میکند. نمونههای این نوع گسیختگی در مجاورت چشمههای کارستیک در زاگرس وجود دارند.
5- عمل رودخانهها در مواقع سیلابی که از طریق فرسایش پیچه شیبها موجب ناپایداری کنارههای خود میشوند(معماریان، 1377).
در این زمینه، بررسیها نشان میدهد که قریب 80 درصد زمینلغزشها به دنبال بارندگی های اواخر زمستان و اوایل بهار به وقوع میپیوندند و نزدیک به 60 درصد در کنار جریانهای آبی رخ دادهاند که می توانند بار رسوبی رودخانهها را افز ایش داده، در نهایت موجب بروز سیلاب های گل آلوده شوند که علاوه بر وارد نمودن خسارات مالی و جانی از عمر مفید سازههای آبی مستقر بر روی رودخانهها نیز کاسته شود(زمردیان، 1373).
مطالعات گستردهای نیز در زمینهی علل وقوع زمینلغزش صورت گرفته که از جملهی آنها میتوان به نکته‌های زیر اشاره کرد:
کلارستاقی(1381) عواملی مانند دامنه و فاصله از گسل و فاصله ازشبکه هیدروگرافی را دارای تاثیر کم در زمین لغزشها عنوان نمود .
دومهری(1382) شرایط زمینشناسی و وضعیت توپوگرافی و آب و هوا و جهت دامنه را ازعوامل مهم لغزش دانسته است .
گرائی(1385) عوامل موثر در لغزش را شیب و جهت دامنه و فاصله از گسل و کاربری اراضی و بارندگی بیان نموده است .
زیزیر(1999) مهمترین عوامل موثر در لغزش را ساختار زمینشناسی و سنگشناسی کاربری زمین و وجود لغزشهای قدیمی و فعالیتهای انسانی عنوان نموده است .
ود و همکاران(2001) بافت سنگین خاک و شیب بالای دامنهها را از عوامل اصلی زمینلغزشها بیان نموده است .
کوماک و همکاران(2006) شیب، سنگشناسی و نوع پوشش را عامل مهم زمینلغزشها عنوان نموده است.
حسنی(1373) عوامل موثر در ناپایداری دامنه، بافت و رطوبت خاک و شیب دامنهها را عنوان نمود .
فیض نیا(1380) جاده سازی غیر اصولی و وجود خاکهای ریزدانه را از عوامل مهم لغزش میداند .
شایان ذکر است که نقش عوامل انسانی در وقوع زمین لغزشها نیز درخور توجه است، حدود 35 درصد از زمینلغزشهای موجود در بانک اطلاعاتی در اثر دخالتها و فعالیتهای بیرویه انسان چون راهسازی غلط، تخریب پوشش گیاهی و تبدیل آنها به دیمزارهای کم بازده، بارگذاری از طریق ایجاد سکونتگاهها و … تحریک و تشدید گردیدهاند.
زمینلغزش یکی از خطرات طبیعی به شمار میرود که هر ساله خسارات جانی و مالی فراوانی را به همراه دارد. وقوع زمینلغزش در مناطق شمالی کشور و به دلیل تبدیل اراضی جنگلی به زمینهای زراعی و جادهها در حال افزایش است و یکی از راهکارهای مهم برای کاهش خسارات ناشی از وقوع زمین لغزشها دوری جستن از این مناطق است.
1-4-4-1- خسارات زمین لغزش
زمین لغزش عبارت است ازحرکات کلی و عمقی تمام قشر خاک برروی سطح زمین مادری که هر ساله موجب خسارتهای سنگینی می گردد که گاهی جبران این خسارتها ممکن نیست و نیازمند صرف وقت و هزینهی بسیاری است(خسروزاده،1387). سرعت عملکرد و وسعت آنها غالبا پدیدههای دیدنی و گاهی فاجعه بار به وجود می آورد و ممکن است دهها و یا صدها هزار متر مکعب سنگ و خاک را یک جا تحت تاثیر قرار دهند این پدیده بیشتر در سنگهای منفصل دانه دانه عمل می کند. کشور ما با توپوگرافی عمدتا کوهستانی، فعالیت زمین ساختی و لرزه خیزی زیاد، شرایط متنوع زمین شناسی و اقلیمی، عمده شرایط طبیعی را برای ایجاد طیف وسیعی از زمین لغزشها داراست( نیک اندیش،1376). بلایای طبیعی به عنوان بزرگترین دشمن انسان باعث کشته شدن و مجروح شدن سالانه صدها هزار نفر و بیخانمان شدن میلیونها نفر در سراسر جهان میشود. از این رهگذر زمینلغزش یکی از معضلات جهانی پیش روی انسان دارای اهمیت خاص میباشد با توجه به این که زمینلغزشها نسبت به سایر بلایای طبیعی مدیریت پذیرتر می باشند لذا شناخت این پدیده در جهت جلوگیری از خسارات ناشی از آن از اهمیت زیادی برخوردار است (گرایی 1385).
ایران نیز به دلیل مساعد بودن شرایط جغرافیایی و فقدان مدیریت جامع محیطی و عدم رعایت آستانههای محیطی به عنوان یک کشور پرخطر به شمار میآید به طوری که جزء 10 کشور بلاخیز جهان قرار گرفته است و هر ساله پدیده ی زمین لغزش در مناطق کوهستانی و مرتفع کشور خسارات وصدمات قابل توجه ای به بار میآورد (کرم1380). زمینلغزشها از نظر تخریب و یا تهدید منابع ارضی به ویژه در دهههای اخیر سبب شده است که این پدیده از جنبههای مختلف مورد کنکاش قرار گیرد. بر اساس برآوردهای اولیه، سالانه حدود 500 میلیارد ریال خسارات مالی از طریق زمینلغزشها بر کشور وارد میشود (ایزانلو،1376). همچنین براساس آمار اولیه، بانک اطلاعاتی زمین لغزشهای کشور خسارات ناشی از 2548 زمین لغزش بالغ بر 107 کشته و 386 میلیارد ریال است (وزارت جهاد کشاورزی،1383).
خساراتی که لغزش وارد میکند به صورت زیر است:
1- تخریب جنگلها و مراتع2- تخریب راههای ارتباطی3- تخریب منازل مسکونی وتجاری4- تخریب پلها5- رسوبزایی و بر هم زدن سیستم آب وخاک6- از بین بردن ابنیه تاریخی7- تخریب باغات و اراضی کشاورزی8- خسارات جانی و مالی زیاد9- خسارت به سازهها، تاسیسات ومنابع طبیعی10- خسارت به نیروگاهها، راه آهن، شبکه آبرسانی وخطوط آب و برق
 میزان خسارات اقتصادی ناشی از زمین لغزش در کشورهای پیشرفته بیشتر است ولی طبق مطالعات انجام شده توسط مرکز مطالعات بلایای طبیعی سازمان ملل متحد برای بسیاری از کشورهای درحال توسعه این خسارات یک و دو درصد تولید ناخالص ملی آنها است (مهدوی فر، 1376). شکل 1-2، نمونه ای از خسارت وارده به یکی از راههای روستایی در اثر زمین لغزش در استان مازندران را نشان میدهد.

شکل1- - SEQ شکل1- * ARABIC 2نمونه ای از زمینلغزش در استان مازندران در روستای گرمستان از توابع شهرستان ساری
5-1- زمین آمار(ژئواستاتیستیک)
شاخصهای زیادی برای کمی کردن نحوه پراکنش متغیرهای محیطی با در نظر گرفتن تغییرات مکانی آنها وجود دارد که از بارزترین آنها میتوان به روشهای زمین آمار اشاره کرد (تورنر،2001 ). زمین آمار شاخه‌ای از آمار که در آن مختصات دادههای مربوط به جامعه تحت بررسی، و به تبع آن ساختار فضایی دادههای مربوط مورد مطالعه قرار میگیرد. از دیدگاه زمین آمار هر نمونه تا یک حداکثر فاصلهای معین با نمونههای اطراف خود ارتباط فضایی دارد، این فاصله حداکثر، دامنه تاثیر نامیده میشود که دارای اهمیت فراوانی است. امروزه روشهای زمین آماری علیرغم پیچیدگی آنها به دلیل کاربرد نرم افزاری کامپیوتری در شاخههای مختلف علوم خصوصا علوم محیطی و منابع طبیعی کاربرد فراوانی دارد (حسنی پاک،1386).
1-5-1- متغیر ناحیهای
اختلاف مقادیر یک متغیر ناحیهای از دو مولفه تصادفی و جزمی تشکیل میشود، بنابراین ساختار متغیر ناحیهای نیز شامل دو بخش ساختار مولفه جزمی و ساختار مولفه تصادفی است. ساختار مولفه تصادفی چیزی است که اصطلاحا ساختار فضایی نامیده میشود و تابعی است از فاصله ولی مستقل از مختصات. از خواص متغیرهای ناحیهای این است که بزرگی اختلاف مقادیر آنها در زمان یا مکان متناسب با فاصله زمانی یا مکانی آنها است. به عبارت دیگر در فواصل زمانی و یا مکانی نزدیک به هم احتمال اختلاف بین مقدار مولفههای تصادفی کمتر و در فواصل زمانی و یا مکانی دور از هم احتمال اختلاف بین مولفه تصادفی بیشتر میگردد (محمدی،1377).
2-5-1- تغییر نما
تابع واریوگرام، ابزار کلیدی در نظریهی متغیرهای ناحیهای است. واریوگرام تجربی، عبارت از متوسط مجذور اختلافات بین دو مشاهده ((x+h )Z ,(x)Z) در دو موقعیت مکانی واقع در فضای نمونهبرداری است که توسط آرایه از هم جدا شدهاند:
yh=1.12N(h)i=1N(h)(z(xi+h ))^2 () N، عبارت از جفت نمونههای جدا شده توسط h است. هم چنین واریوگرام تجربی را میتوان برای جهات مختلف جغرافیایی و همچنین، شبکههای نمونهبرداری منظم و غیرمنظم نیز محاسبه کرد (محمدی،1377).
1-2-5-1- اجزای تغییر نمای ایدهآل
1-2-5-1-1- دامنه تاثیر
برای یک متغیر ناحیهای با ساختار فضایی، توزیع طوری است که تشابه مقدار متغیر ناحیهای برای نقاط نزدیک به هم نسبت به نقاط دور ازهم بیشتر است. لذا با افزایش فاصله زمانی یا مکانی بین نمونهها به حدی میرسیم که از آن به بعد مقدار متغیر ناحیهای در نقاط اطراف یکدیگر بر هم تاثیر چندانی ندارند و با افزایش فاصله مقدار واریوگرام تغییر معنیداری نمیکند. به این فاصله دامنه یا شعاع تاثیر میگویند (محمدی،1385). در شکل 1-3 اجزای تغییر نمای ایده آل نشان داده شده است.

شکل1- SEQ شکل1- * ARABIC 3- اجزای تغییر نمای ایده آل
1-2-5-2-1- سقف واریوگرام
همچنان که افزایش مییابد مقدار هر واریوگرام از مقادیر کم شروع شده و پس از فراز و نشیبهایی که ممکن است به سمت حد ثابتی میل کند. بنابراین بعضی از واریوگرامها به مقدار نسبتا ثابتی میرسند که بعد از آن هر چه فاصله بیشتر شود مقدار واریوگرام تغییر معنیداری نمیکند. به این مقدار نسبتا ثابت که تغییرات آن فقط تصادفی است سیل یا سقف گفته میشود (محمدی،1385).
1-2-5-3-1- اثر قطعهای
از نظر تئوری مقدار واریوگرام به ازاء =0 باید به حداقل مقدار خود یعنی به صفر تنزل کند. ولی در عمل واریوگرامهای واقعی که محصول تجربه میباشند، معمولا از چنین شرایطی تبعیت نمیکنند. به مقدار واریوگرام به ازاء =0 اثر قطعهای گفته میشود (محمدی،1385).
6-1- روش کریجینگ
در زمین آمار، روشهای مختلفی برای تخمین وجود دارد که در زیر به شرح یک روش عمده از آن می‌پردازیم. به طور کلی تخمین زمین آماری فرایندی است که طی آن میتوان مقدار یک کمیت در نقاطی با مختصات معلوم را با استفاده از مقدار همان کمیت در نقاط دیگری با مختصات معلوم به دست آورد. از مهمترین ویژگیهای کریجینگ آن است که به ازای هر تخمینی خطای مرتبط با آن را میتوان محاسبه کرد. بنابراین برای هر مقدار تخمین زده شده میتوان دامنه اطمینان آن تخمین را محاسبه کرد.
6-1-1- معادلات کریجینگ
از آن جایی که کریجینگ یک میانگین متحرک وزندار است، این تخمینگر به صورت زیر تعریف می‌شود:
zv=i=1nzizviکه در آن zv عیار تخمینی λi وزن یا اهمیت کمیت وابسته به نمونه iام وzvi عیار نمونه iام است. این نوع کریجینگ را کریجینگ خطی مینامند زیرا ترکیب خطی از n داده است. شرط استفاده از این تخمین‌گر آن است که متغیر z توزیع نرمال داشته باشد. در صورتی که متغیر مورد نظر توزیع نرمال نداشته باشد، باید از کریجینگ غیرخطی استفاده کرد و یا میتوان ابتدا تبدیلی پیدا کرد که توزیع متغیر مورد نظر را به نرمال تبدیل کند و آنگاه روی دادههای تبدیل یافته کریجینگ خطی انجام داد. تخمینگر کریجینگ بهترین تخمینگر نااریب است. لذا باید اول عاری از خطای سیستماتیک باشد و ثانیا واریانس تخمین آن حداقل باشد (محمدی،1377).
6-2-1- ویژگیهای کریجینگ
کریجینگ یک تخمینگر نااریب با کمترین واریانس تخمین است. شرط نااریب بودن در دیگر روشهای تخمین مانند روش چند ضلعی، عکس فاصله و عکس مجذور فاصله نیز اعمال میشود ولی ویژگیهای کریجینگ در آن است که ضرایب λi را به گونهای تعیین میکند که در عین نااریب بودن، واریانس تخمین نیز حداقل باشد. بنابراین کریجینگ، همراه هر تخمین، مقدار خطای آن را نیز میدهد و به این ترتیب نه فقط میتوان مقدار متوسط خطاها را محاسبه کرد بلکه میتوان توزیع خطاها را در کل محدوده مورد بررسی بهدست آورد. با استفاده از این ویژگی منحصر به فرد کریجینگ، میتوان قسمتهایی که در آنجا خطا بالاست و برای کاهش آن به دادههای بیشتری نیاز است را مشخص کرد و تحت پوشش لازم قرار داد. از طرفی میتوان میزان کاهش واریانس تخمین به ازاء هر نمونه را قبل از اقدام به نمونهبرداری آن تعیین کرد. بنابراین با استفاده از واریانس تخمین میتوان بهترین نقاط نمونهبرداری را پیشنهاد کرد. از ویژگیهای دیگر کریجینگ آن است که در صورت تخمین مقدار کمیت در نقاط نمونهبرداری مقدار تخمینی با مقدار اندازهگیری شده باید برابر باشد و واریانس این تخمین صفر گردد. ویژگی دیگر کریجینگ آن است که موجب نرم شدن تغییرات میشود. از ویژگیهای دیگر کریجینگ که باید به آن اشاره شود خاصیت جمعپذیری آن است. این خاصیت باعث میشود که اگر در مورد مجموعهای از بلوکهای کوچک کریجینگ صورت گیرد میانگین مقادیر تخمینی این بلوکها برابر است با مقدارهای تخمینی بلوک بزرگتری که حاوی تمام بلوکهای کوچکتر است. البته در هر در حالت، تخمین بلوکهای کوچکتر و بزرگتر باید از یک سری نقاط یکسان استفاده شده باشد (محمدی،1377).
7-1- بررسی روشهای میانیابی و انتخاب مناسبترین روش
نهاییترین مرحله پایش ارائه نقشههای بارندگی میباشد. در این مرحله است که اطلاعات نقطهای حاصل از پردازش دادههای ایستگاهها در سطح تعمیم یافته و این نقشهها تهیه میگردند. از جمله مهمترین مراحل انجام تحقیق حاضر، تعیین مناسبترین روش میانیابی شاخص بارندگی در سطح منطقه و تبیین چگونگی توزیع فضایی و مکانی این شاخص طی ماههای مختلف دوره مورد نظر میباشد. روشهای مختلفی برای برآورد و تخمین متغیرهایی از این دست وجود دارد که به عنوان نمونه میتوان به روشهای کلاسیک، نظیر تیسن و میانگین حسابی اشاره کرد. این روشها گرچه همگی از نظر محاسبات سریع و آسان میباشند، ولی به دلایلی از جمله در نظر نگرفتن موقعیت و آرایش دادهها و همبستگی بین آنها، از دقت خوبی برخوردار نمیباشند. روشهای زمین آمار به دلیل در نظر گرفتن همبستگی و ساختار مکانی دادهها از اهمیت زیادی برخوردار هستند.
در بررسیهای آمار کلاسیک نمونههایی که از کل جامعه به منظور شناخت آن برداشت میشوند، فاقد اطلاعات مکانی در فضا بوده و در نتیجه مقدار اندازهگیری شده یک کمیت معین در یک نمونه، هیچگونه اطلاعاتی در مورد مقدار همان کمیت در نمونه دیگر به فاصله معین و معلوم در بر نخواهد داشت. در حالی که در زمین آمار علاوه بر مقدار یک کمیت معین در یک نمونه، موقعیت مکانی نمونه نیز مورد توجه قرار میگیرد. بدین لحاظ میتوان موقعیت مکانی نمونهها را همراه با مقدار کمیت مورد نظر یکجا مورد تحلیل قرار داد. به عبارت دیگر باید بتوان بین مقادیر مختلف یک کمیت در جامعه نمونهها و فاصله نمونهها و جهت قرارگیری آنها نسبت به هم ارتباطی برقرار کرد. این ارتباط مکانی( فاصلهای و جهتی) بین مقدار یک کمیت در جامعه نمونههای برداشت شده، ممکن است در قالبهای ریاضی قابل بیان باشد. به این قالبهای ریاضی ساختار مکانی گفته میشود.
بنابراین در زمین آمار ابتدا به بررسی وجود یا عدم وجود ساختار مکانی بین دادهها پرداخته میشود و سپس در صورت وجود ساختار مکانی، تحلیل دادهها انجام میگیرد. البته ممکن است نمونههای مجاور با فاصلهی معینی در قالب ساختار مکانی به هم وابسته باشند، در این حالت بدیهی است که میزان تشابه بین مقادیر مربوط به نمونههای نزدیکتر احتمالا بیشتر است، زیرا در صورت وجود ساختار مکانی، تغییرات ایجاد شده در یک فضای معین شانس بیشتری برای تاثیرگذاری روی فضاهای نزدیک به خود را نسبت به فضاهای دورتر از خود دارند. بدین ترتیب ازدیدگاه زمین آماری هر نمونه با یک حداکثر فاصله معین با نمونههای اطراف خود ارتباط دارد. این فاصله حداکثر که دامنه تاثیر نامیده میشود. دارای اهمیت فراوانی است و در حقیقت نشان دهنده فاصلهای است که در آن میتوان از تخمینگرهای زمین آماری استفاده کرد.
با توجه به توضیحات بالا معلوم میشود که با استفاده از روشهای زمین آمار میتوان ازدادههای یک کمیت در مختصات معلوم، مقدار همان کمیت در نقطهای با مختصات معلوم دیگر (در واقع در درون دامنهای که ساختار مکانی حاکم است) را تخمین زد.
گفتنی است که روشهای مختلف آمار بسته به نوع متغیر، دقت متفاوتی را ارائه میکنند و متاسفانه اغلب کاربران یک روش را به صورت تصادفی انتخاب کرده و برآورد مورد نظرشان را انجام میدهند که در این صورت دقت تخمین جای تامل دارد (حسنی پاک،1377).
1-7-1- روش تیسن
روش تیسن با تقسیم بندی منطقه مورد نظر براساس عمود منصفها و بدون توجه به آرایش دادهها برای هر ایستگاه، محدودهای تعیین مینماید که اطلاعات ایستگاه واقع در آن، برای کل این محدوده تعمیم داده می‌شود.
2-7-1- روش عکس فاصله
از روشهای مرسوم میانیابی، روش عکس فاصله می باشد. در این روش مقدار متغیر مکانی مورد بررسی بر اساس مشاهدات محدوده آن و مطابق رابطه زیر تعیین میگردد:
که در آن di فاصله نقطه مجهول تا نقطه مشاهده شده و a توان معادله میباشد. پارامتر a مقدار وزنی است که تعیین کننده اهمیت نقاط نزدیکتر افزوده میگردد.
این روش در مواقعی که دادهها از یک ساختار مکانی خوبی برخوردار نباشند، میتواند نسبت به روشهای زمین آماری مانند کریجینگ یا TPSS نتایج بهتری را به همراه داشته باشد (مهدیان و همکاران، 1382).
3-7-1- روشهای زمین آمار
در آمار کلاسیک نمونههایی که از جامعه به منظور شناخت آن برداشت میشوند، فاقد اطلاعات مکانی(فاصله و جهت) بوده و نتایج به دست آمده از اندازهگیری آنها مستقل از موقعیت مکانی نمونه مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. در حالیکه در زمین آمار علاوه بر مقدار یک کمیت معین در یک نمونه، موقعیت مکانی آن نیز مورد توجه قرار میگیرد. این ارتباط مکانی بین مقادیر کمیت مورد بررسی ممکن است در قالبهای ریاضی قابل بیان باشد به این قالبهای ریاضی ساختار مکانی گفته میشود. روشها و ابزارهایی برای بررسی این ساختار ارائه شده که نیم تغییر نما (واریوگرام) از مهمترین آنهاست (حسنی پاک،1377).
به طور کلی در زمین آمار، تخمین شامل فرایندی میشود که طی آن میتوان مقدار یک کمیت را در نقطه‌ای با مختصات معلوم با استفاده از مقدار همان کمیت، در نقاط دیگر که دارای مختصات معلوم می‌باشند به دست آورد. روشهای مختلفی در این راستا وجود دارد از قبیل کریجینگ، کوکریجینگ، TPSS (با متغیر کمی و بدون آن) و WMA که در این تحقیق از روش کریجینگ استفاده شده که در ادامه شرح مختصری از آن ارائه شده است.

فصل دوم
پیشینه تحقیق
2153865390696200
در قرن حاضر و با توسعه و پیشرفت سریع دانش بشری و نزدیکی علوم و تخصصها به یکدیگر، مساله ناپایداری دامنهها و زمین لغزشها به یکی از کانونهای اصلی مورد توجه دانشمندان علوم ژئومورفولوژی، مهندسی زمین شناسی و ژئوتکنیک و رشته های مرتبط دیگر همچون آبخیزداری و منابع طبیعی، برنامه ریزی محیط و آمایش سرزمین، تبدیل شده است. محققان و دانشمندانی چون هاو در سال 1909، لد در سال 1935، شارپ و وارنز در سال 1958، زارویا و منکل در سال 1982، ساوارنسکی در سال 1939 پوپوف در سال 1958 و ...... از کشور های مختلف دنیا نظیر آمریکا، انگلستان، روسیه، چک و اسلواکی در زمینه های مربوط به زمین لغزش، طبقه بندی، مطالعات و پژوهشهای با ارزشی را انجام دادهاند (قنواتی، 1390). در این فصل به بررسی پژوهشهای انجام شده در زمینه زمین لغزش در داخل و خارج از کشور میپردازیم.
1-2- بررسی سوابق پژوهشی در داخل کشور
نیک اندیش(1378)، نقش عوامل هیدرواقلیم در وقوع حرکات تودهای حوضه کارون میانی را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و براساس تحلیلهای آماری مورد بررسی قرار داد. یافتههای تحقیق وی نشان میدهد که تنوع توزیع مکانی و زمانی بارش، زمینلغزشها را کنترل میکنند. همچنین در سالهایی که بارش بیشتری در بهمن نازل میگردد، به دلیل تاثیر قاطع در رفتار دامنه، زمینلغزشهای زیادی رخ میدهد. بدین صورت که انباشت بیشتر برف در بهمن و ذوب سریع آن در اسفند و فروردین عامل مهمی در وقوع زمینلغزشهای این حوضه میباشد.
طلایی دولق و غیومیان (1380)، در شناخت و بررسی عوامل موثر در لغزش خیزی روستاهای جنوب غرب خلخال به این نتیجه دست یافتند که، حضور رس در سازندهای حساس منطقه با جذب آب و بر اثر خاصیت تورم و خمیری به عنوان یکی از عوامل اصلی حرکات دامنهای است.
مسگریوش و همکاران (1380)، در بررسی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش محمود آباد مسکون، دریافتند که تراکم زمینلغزشها در سنگهای تکتونیزه و به شدت هوازده با کانیهای سولفیدی بوده و بدین لحاظ نقش اساسی در رویکرد زمینلغزش ایفا نموده است. همچنین تغییرات ساختاری نظیر احداث ترانشه جاده کرمان - جیرفت، خاکریزی مصنوعی، احداث کانال آبیاری در دامنه، آبهای نفوذی جوی و ناشی از کانال آب و ایجاد لرزههای طبیعی و مصنوعی مانند زمین لرزه و ارتعاشات ناشی از ترافیک ماشینهای سنگین، به عنوان عوامل ماشهای در وقوع زمینلغزش عمل کردهاند.
روستایی (1383)، به بررسی علل ایجاد زمینلغزش در روستای نصیرآباد ورزقان آذربایجان شرقی پرداخت، وی دریافت که بارشهای ناگهانی و شدید در منطقه و نفوذ آبهای سطحی در بالادست دامنه به داخل مواد نهشتهای از قبیل مارن، توف، رس ماسهدار و ضخامت زیاد نهشتههای سطحی در روی دامنههای با شیب متوسط، علت اصلی وقوع زمینلغزش بوده است. در ادامه به بررسی تاثیر پراکنش ارتفاعی در ویژگیهای مورفولوژیکی زمینلغزشها پرداخت، وی با تحلیلهای آماری مختلف به رابطههایی بین طول زمینلغزش و پراکنش ارتفاعی دست یافت که این رابطه بیانگر آن است که اندازهی تودهی لغزش در کل، تحت تاثیر پراکنش ارتفاعی است و رابطهی مستقیم بین آنها برقرار است و این رابطه نشان میدهد که وقوع لغزش به وسیلهی ویژگیهای بزرگ مقیاس مکانی کنترل میشود.
شادفر و همکاران (1384)، زمین لغزش در حوضه لاکتراشان تنکابن را با استفاده از مدل LNRF مورد پهنهبندی قرار دادند. نتایج تحقیق ایشان نشان داد که مدل LNRF کارایی بسیار خوبی برای پهنهبندی زمینلغزش به ویژه در نواحی مرطوب تا نیمه مرطوب را دارد. در این تحقیق عـوامل لیتولوژی (رس، سیلت با لایه هایی از ماسه سنگ زغالدار)، ( شیب40 -30 درجه ( و جهت شیب شمال غربی به دلیل دریافت رطوبت زیادتر از دریای خزر بیشترین تاثیر را در وقوع زمینلغزشهای حوضـه داشتهاند.
لطفی و همکاران (1386)، به بررسی پدیدهی زمینلغزش در اطراف جادههای جنگلی بر اساس مشارکت در تولید رسوب پرداختند. آنها به بررسی حوضه تجن در حومهی کارخانهی صنایع چوب و کاغذ مازندران پرداختند، وی با تهیهی نقشه توپوگرافی منطقهی مورد مطالعه و انجام مطالعات عمومی بر روی آن به بررسی نقاط لغزشی در دو طرف جاده به شعاع 100 تا حداکثر 200 متر، انجام و حجم لغزش محاسبه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که از سطح کل خاک جابجا شده در منطقه مورد مطالعه، تأثیر پدیده زمین لغزش بر اساس مشارکت در تولید رسوب حدود 35 درصد می باشد. بنابراین در جادههای جنگلی باید با رعایت دستورالعملهای حفاظتی، فاکتورهای مؤثر در تولید رسوب تحت کنترل قرار گیرند.
حسینی1و حجتی(1386)، به بررسی پیامدهای زمینلغزش در جادههای جنگلی پرداختند، نتایج بدست آمده نشان داد به هم خوردن جریان زهکشی آب بر اثر عملیات خاکی در جادهسازی موجب ناپایداری و لغزش شیروانی میشود.
حسینیولطفی(1386)، به بررسی پدیدهی زمینلغزش از لحاظ فیزیوگرافی پرداختند. وی به مطالعهی موردی حوضهی تالار صنایع چوب و کاغذ استان مازندران پرداختند، نتایج بدست آمده نشان میدهد که در جهت شمالی بیشترین مساحت لغزش با ابعاد بزرگتر و در جهت جنوبی کمترین مساحت لغزش و همچنین ابعاد کمتری وجود دارد. لذا در انجام عملیات عمرانی و ایجاد هرگونه تاسیسات فنی در جبهههای شمالی جنگلهای شمال ایران باید با دقت و صرف هزینه مناسب اقدام به برنامه ریزی نمود.
مردانیان و محمدکریمی(1386)، به بررسی اثرات فاکتورهای اقلیمی و زمین شناسی بر ایجاد زمین لغزش از طریق آنالیز در 400 مورد زمین لغزش در استان چهارمحال و بختیاری پرداختند. نتایج نشان داد که بیش از %45 زمین لغزشهای استان در حاشیه جادهها و در اثر ترانشه زنی کنار جاده است. از نظر شیب دامنه کلیه رانشهای ایجاد شده در شیبهای بالای 11 درجه اتفاق افتاده است. و نیز، رابطه مشخصی بین وضعیت سازندهای حساس زمین شناسی منطقه با وضعیت بارندگی محل رانش، شیب توده لغزشی و جهت و بافت خاک منطقه ارائه گردید.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

حیدری بنی و همکاران(1386)، به ارزیابی روشهای زمینآماری در برآورد فاکتورهای اقلیمی دما و بارندگی در استان چهارمحال و بختیاری به عنوان پیش نیازی در آمایش سرزمین پرداختند. با توجه به نقش میدانهای عددی تهیه شده از پارامترهای هواشناسی در آمایش سرزمین موضوع انتخاب برترین روش زمین آماری در برآورد مقادیر می تواند نقش مهمی در نتیجه گیری صحیح و کاهش خطا داشته باشد. در این مطالعه میزان دقت روش های زمین آماری و میانیابی شامل روشهای کریجینگ، عکس مجذورفاصله، نزدیکترین همسایه، مثلث بندی و شپرت جهت برآورد پارامترهای بارندگی – دما و رطوبت نسبی به طور نمونه در استان چهارمحال و بختیاری را مورد بررسی قرار دادند.
ایلدرمی(1386)، به تحلیل مورفومتری زمین لغزشهای آبخیز سد اکباتان و برآورد رسوب آن‌ها  پرداخت. بررسیها نشان میدهد که بیشتر لغزشها از نوع سطحی و کم عمق می باشد. فرآیند فیزیک و شیمیایی بر روی تشکیلات گرانیتی در منطقه که بیش از 80% را شامل می شوند موجب افزایش میزان گسیختگی و لغزش ها از طریق شاخصها مورفومتری مانند شاخص عمق، انبساط ، نازک شدگی، جابجایی و ... بیانگر لغزشهای از نوع a یا سطحی است تقریبا 78% لغزشهای منطقه در حد تعادل بوده که نشان میدهد قسمت اعظم مواد لغزش یافته از مکان اولیه خود جابجا شدهاند مقدار ازدیاد نسبت D/L بیانگر گسترش جانبی و تغییر شکل عرضی مواد و برآورد نسبتهای L/D , W/D , L/W نشاندهنده تاثیر مستقیم و فراوان شیب در بروز لغزشهاست.
کلارستاقی و همکاران (1388)، میزان تأثیر عوامل مؤثر طبیعی و انسانی، بر وقوع، خصوصیات و ویژگیهای زمین لغزشها را بررسی نمودند. در این بین، نقش عامل طبیعی نزدیکی به شبکه زهکشی، به دلیل ایجاد لغزشهای حاشیه رودخانهای و حمل و انتقال حجم عظیم رسوبات لغزش یافته به خارج از حوضه مورد توجه بوده است.
موسوی خطیر و همکاران (1388)، در بررسی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزشها در حوضه آبخیز سجارود یافتند که با کاهش ارتفاع از سطح دریا و افزایش بارندگی میانگین سالانه، زمینلغزشهای عمیقتر و با گسترش عرضی بیشتر مشاهده میگردند، درحالیکه گسترش طولی لغزشها کاهش مییابد.
احمدیان و همکاران(1388)، به بررسی علل وکنترل زمینلغزش روستای ارزفون پرداختند، روستای ارزفون (واقع در جنوب ساری) از جمله مناطقی است که به دلیل تغییر کاربری زمین بدون انجام مطالعات دقیق زمینشناسی مهندسی یک زمینلغزش بزرگ در آن به وقوع پیوست. با انجام مطالعات زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیکی و تحلیلهای صورت گرفته در این منطقه و دامنه لغزشی اقدام به تثبیت دامنه با روشهای زهکشی و تغییر شیب دامنه کردند. این سازند به دلیل فرسایشپذیری بالایی که داشت دارای ارتفاع کم و شیب ملایمی بود و ضخامت خاک در آن بالا بود. با توجه به بررسی لغزشهای زیادی که در این سازند رخ داد، مهمترین عامل استعداد لغزشی این سازند را به حضور مارن و کانیهای رسی موجود در آن مربوط دانستند. آنها نیز یافتند تغییر غیر اصولی کاربری زمین بر منطقهای با سابقه لغزشی و متشکل از مجموعه عوامل موثر در وقوع زمینلغزش (لیتولوژی حساس، تراکم گسلها، بالا بودن تراز آب زیرزمینی و ... ) از مهمترین دلایل وقوع این زمین لغزش میباشند.
طالبی و همکاران(1388)، بر روی مدلهای تجربی و فیزیکی زمینلغزشهای ناشی از بارندگی تحقیقاتی انجام دادند. با ایجاد مدلهای مختلف به بررسی تاثیر عوامل محیطی بر زمین لغزش پرداختند، آنها به این نتیجه رسیدندکه، نقش عوامل هیدرولوژیکی (بارندگی، رطوبت خاک، جریان زیرسطحی و عمق آب زیرزمینی) در پایداری یا ناپایداری انواع دامنههای طبیعی و مصنوعی بسیار اساسی است، به طوری که هیچ مدل زمین لغزشی را نمیتوان یافت که عوامل هیدرولوژیکی را در نظر نگرفته باشد. تغییرات اقلیمی مانند افزایش بارندگیهای شدید و کوتاه مدت نسبت به بارندگیهای ملایم و بلند مدت، و همچنین افزایش جاده ها و راههای ارتباطی کوهستانی، افزایش زمین لغزشها و خسارات ناشی از آنها مشاهده شد. بنابراین شناخت ساز و کار زمین لغزشها، عوامل اصلی مؤثر در آنها، استفاده از انواع مدلهای توسعه یافته برای بررسی آنها و طراحی سامانههای پیش بینی و هشدار زمین لغزش باید جز اولویتهای اجرایی کشورهای در خطر، مانند ایران، قرار بگیرد .
امیدوار وکاویان (1389)، در یک مطالعه مقایسهای، مدل آماری برآورد حجم زمین لغزشها بر پایه مساحت را برای زمین لغزش های استان مازندران توسعه دادند. بدین منظور آنها ابتدا لیستی از داده‌های مربوط به تعداد 442 زمینلغزش در استان مازندران شامل مساحت، حجم و عمق تهیه نمودند. سپس یک رابطه تجربی جهت برآورد حجم ارائه و این رابطه را مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که مقادیر حجم برآورد شده توسط رابطه ارائه شده برای استان مازندران، همخوانی بسیار خوبی با دادههای مشاهدهای و برخی روابط موجود دارد که نشان دهندهی کارایی رابطه ارائه شده میباشد.
حسینی(1391)، به پهنهبندی خطر زمین لغزش در گرگان با استفاده از GIS پرداخت، وی با ترکیب اطلاعاتی نظیر نقشههای توپوگرافی، نقشههای زمینشناسی و پوشش گیاهی، نقشههای زیرساخت و با کمک مدلهای ریاضی و آماری خطر زمین لغزش را در گرگان مورد ارزیابی قرار داد.
2-2- بررسی سوابق پژوهشی در خارج از کشور
آنبالاگان1(1992)، به شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش در ناحیه کوهستانی کاتگودام- ناینیتال در کومان هیمالایا و پهنهبندی آن با استفاده از فاکتور ارزیابی خطر زمینلغزش(LHEF) پرداخت. نتایج تحقیقات وی نشان داد که پارامترهای لیتو لوژی، سازند زمین شناسی، شیب و پوشش و کاربری اراضی با 2 امتیاز، بیشترین نقش را در وقوع زمینلغزشهای این ناحیه کسب کردهاند.
اوکاک اوغلو و همکاران2(2001)، در ناحیه داگوی ترکیه در غرب دریای سیاه، به مطالعه دینامیک حرکات تودهای پیچیده ناشی از بارش سنگین پرداختند. تحلیل دادههای بارش برای دورههای طولانی و کوتاه روزانه و ساعتی توسط آنها به وضوح دلالت بر این داشت که بارش سنگین در زمین لغزش به عنوان یک عامل محرک نقش داشته و پس از آن توپوگرافی، شیب لایه بندی مارن، تراکم زیاد درختان و افق خاک ضخیم روی زمین مارنی، نقش موثری در وقوع انواع زمین لغزشها داشتهاند.
اسپیزوآ و بنگوچهآ(2002)، خطر زمینلغزش در حوضه ریوگرانده آندهای مرکزی آرژانتین را پهنه بندی کردند. آنها ضمن مطالعات خود به ارتباط نزدیک بین سنگشناسی با مقاومت زیاد و لایهبندی ضخیم در بخش فوقانی، جهت شیب غالب جنوبی و غربی، ذوب برفها، بارشهای رگباری و وقوع زمینلغزشها دسـت یافتند. به علاوه با بررسی تصاویر ماهوارهایی به فعالیت مجدد یک زمینلغزش قدیمی بر اثر تشکیل یک سد و فشار آب متخلخل ناشی از آن پی بردند.
جرارد و گـراندر1( 2002 )، به بررسی ارتباط بین زمین لغزش و تغییر کاربـری اراضی در حوضه آبخیز لیخوکولا، در تپه ماهورهای میانی نپال در شمال کاتماندو پرداختند. نتایـج تحقیقات سه سـاله آنها (1991-1993) در روی چهار زیر حوضه از حوضه نام برده، 381 مورد زمین لغزش ثبت شد که غالبا به شکل گسیختگی در خیز تراسهای آبیاری شده بود. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که بیشترین معنی داری بین گسیختگیهای بزرگ روی تراسهای رها شده و جنگلهای تخریب یافته وجود داشته است. برآورد آنها نشان داد که بیشترین میزان فرسایش خاک ناشی از لغزش مربوط به جنگل های تخریب شده و زمینهای رها شده، بوده است (95/23 تن در هکتار). درنهایت آنها به این نتیجه دست یافتند که صرفا جنگلزدایی منجر به فرسایش شدید خاک بر اثر زمینلغزشها نشده، بلکه نحوه مدیریت بعد از آن که منجر به فرسایـش شدید خاک بر اثر زمین لغزشها گردیده است.
گابت و همکاران2 (2004)، با استفاده از دادههای بارش و بار رسوبی روزانه حوضه آناپورنای هیمالایای نپال، به اثرات بارش و ویژگیهای شیب دامنه درشروع زمین لغزشها در دوره بارشهای موسمی این حوضه پی بردند. آنها دریافتند که هر زمان طی دوره بارشهای موسمی آستانه بارش به بیش از mm860 برسد حرکات لغزشی به وقوع خواهد پیوست.
آوانزی و همکاران3(2004 )، طی بررسی تاثیر عوامل زمینشناسی بر وقوع زمینلغزشهای کم عمق منطقه کوهستانی آپونا (شمال غرب توسکانی-ایتالیا) بیان نمودند که سنگشناسی سنگ بستر و نفوذ پذیری، فاکتورهای مهمی در تعیین محل وقوع زمین لغزشها بودهاند.
گارلند و همکاران(2005)، به بررسی توانایی پیشبینی زمینلغزش در مناطق گرم و مرطوب پرداختند. آنها در مورد میانگین رواناب سالانه مشخص شده برای دو حالت کمیت و مدت زمان زمینلغزش پیشنهاد دادند که حالت تعادل برای دو رابطهی رواناب و جابجایی بزرگ می باشد که توسط میانگین رطوبت فصلی رواناب کنترل میگردد که باعث بهتر شدن پیشبینی زمینلغزش میگردد.
کاردینالی وهمکاران (2006)، به بررسی تاثیر رواناب در زمینلغزش رخ داده در جنوب غربی ایتالیا که در سال 2004 رخ داده بود پرداختند، ایشان به بررسی شرایط رواناب در زمین لغزش اولیه شامل زمان شکست زمین لغزش در شیب پرداختند آنها یافتند که ویژگیهای مواد آتشفشانی در خاک تاثیر بسزایی در میزان زمینلغزش داشته است.
کواستا و همکاران (2007)، در مطالعهای به بررسی حساسیت به وقوع زمین لغزش در حوضه رودخانه نالون درکوههای سانتابریان آمریکا پرداختند. نتایج حاصل از پژوهش آنها نشان داد بیشتر ناپایداریها مربوط به شیب های جهت جنوب غربی- شمال شرقی، انحنای شیب بین 6- و7/0-درجه شیب 16 تا 30 درجه می باشد.
کومار و همکاران (2008)، در تحلیل نقش زمین لغزش در نپال به این نتیجه دست پیدا کردند که نقش اصلی ایجاد زمین لغزشها در هیمالیا، رواناب اولیه بوده است. تحقیقات آنها با ملاحظهی رواناب روزانه و رواناب تجمعی در پیدا کردن نقش رواناب اولیه در پروسهی زمینلغزش در هیمالیا صورت گرفت. در زمانی که میزان بارش به 144 میلیمتر میرسد خطر ایجاد زمینلغزش بالا میرود. ارتباط آستانهی زمین لغزشها نشان داد که بیشتر از 3 بار لازم است رواناب رخ دهد تا زمین تحریک لازم را برای لغزش پیدا کند. مقایسه‌ی بین شدت و مدت در آستانهی رواناب تغییرات زیادی را نشان نداد. آستانهی رواناب در بالای 400 ساعت نشان داده نمیشد و در حالتی در حدود 10 ساعت بارش قابل نمایش بوده است. که شدت رواناب استانداردسازی شده در حدود 0.28 در ساعت ( MAP)بوده است.
گازتی وهمکاران(2008)، به بررسی کنترل شدت و مدت زمان بارش درکنترل زمین لغزش پرداختند، آنها نمودار لگاریتمی شدت – مدت رواناب را ترسیم کرده و به این نتیجه دست یافتند که میانگین کمترین شدت عمق رها شدهی شیب به صورت خطی کاهش مییابد. بازهی زمانی که در نظر گرفتند ما بین 10 دقیقه الی 35 روز بوده است که کمترین مقدار نمودار شدت – مدت برای زمین لغزش اولیه مشخص شد. آنها یافتند که تفاوت شدت و مدت زمان رواناب، مشابه نتایج شکست شیب کم در اثر تغییر اقلیم میباشد.
لپور و همکاران (2011)، به بررسی تاثیر حساسیت عامل بارش در کاهش زمینلغزش در مناطق جغرافیایی پورتوریکو پرداختند. آنها به روش(LSZ)3 پهنهبندی استعداد زمین لغزش در مناطق مختلف پرداختند. آنها به مقایسهی دو روش پرداختند که روش اول (FR) یا نرخ تناوب و روش دوم(LR) یا منطق رگرسیونی می‌باشد. در این روشها شیب زمین، ارتفاع زمین و ژئولوژی خاک به میزان قابل توجهی تاثیرگذاری خود را نشان دادند. آنها یافتند که روش رگرسیونی به راحتی روش نرخ تناوب نمی‌تواند منطقهی پورتوریکو را از لحاظ تاثیر بارندگی در زمینلغزش تحت تاثیر قرار دهد.
لی وهمکاران (2011)، به بررسی زمینلغزش و سیل رخداده در کرهی جنوبی پرداختند. آنها به بررسی علل زمینلغزش در مناطق شهری سئول پرداختند و از لحاظ ژئوتکنیکی و هیدرولوژیکی مسئله را مورد بررسی قرار دادند، آنها به این نتیجه رسیدند که، مدت زمان بارش باران در منطقه تاثیر بسزایی در میزان زمین لغزش داشته است.
مروری بر سوابق تحقیق بیانگر آن است که کلیهی حرکات دامنهای اعم از لغزش، خزش، سولیفلوکسیون و ریزش تحت تاثیر عواملی از قبیل شیب، باران، لیتولوژی، فاصله از گسل، جاده و رودخانه و عامل انسانی قرار دارند. ضعف و قوت هر کدام از این عوامل نسبت به هم میتواند در تعیین نوع این حرکات نقش تعیین کنندهای داشته باشد.

فصل سوم
مواد و روش‌ها
2265045397319500
3-1- منطقه مورد مطالعه
استان مازندران که عرصه این پژوهش میباشد، با مساحت 3/24091 کیلومترمربع و با موقعیت جغرافیایی ´27 °35 تا ´35 °36 عرض شمالی34 °50 تا ´10 °54 طول شرقی (شکل1-3)، از بخشهای جلگهای و کوهستانی تشکیل یافته که از سمت شمال دریای خزر، از شرق استان گلستان، از غرب استان گیلان و از جنوب، ارتفاعات البرز در امتداد غربی - شرقی آن را محدود میکنند. بیشتر تشکیلات زمینشناسی ارتفاعات البرز مربوط به دوران مزوزوئیک میباشد(درویشزاده،2006). به لحاظ آب و هوایی با توجه به مجاورت استان مازندران به دریا، میزان بارندگی زیاد و دارای رودخانههای متعدد میباشد. بخش بسیار بزرگی از استان مازندران در زون کوههای البرز قرار میگیرد. از مشخصات زون مذکور پیوستگی رسوبگذاری از ژوراسیک تا میوسن بوده که جنس آنها از سنگ مارن و سنگ آهک میباشد. لایه روباره این تشکیلات از جنس رس سیلتی و ماسه ریزدانه که در هر لحظه در معرض خطر زمینلغزش قرار دارد. این زون بصورت تاقدیس و ناودیسهای دارای شیب ملایم بوده و فاقد هرگونه فعالیت ماگمایی میباشد. تکتونیک و فرایندهای کوهزایی  زون البرز توسط دوگسل شمالی و جنوبی که امتداد آنها شرقی- غربی میباشد، از دریای خزر و ناحیه شمال گرگان و از زون ایران مرکزی جدا شده است (احمدی وفیضنیا،2006).
شکل3-1- نقشه موقعیت استان مازندران در ایران
3-2- زمینشناسی استان مازندران
استان مازندران در بخش مرکزی زون ساختاری البرز قرار دارد. یافتههای دیرینه ‎شناختی امروز مازندران، گویای آن است که کهن‎ترین سنگ‎های منطقه سازند کهر است که حاوی آکریتارکهای نوپروتروزوییک پسین است. با تکیه بر سنگ رخسارهها به ویژه نقش زمین ‎ساخت بر حوضهی رسوبی البرز، همهی سنگهای منطقه را به چند واحد زمین‎ساختی- چینه ‎نگاشتی بزرگ و به شرح زیر تقسیم می کند:
   - توالی سکوی پرکامبرین پسین- اردویسین.   - سنگ‎های ماگمایی (درونی و بیرونی) اردویسین میانی- دونین.
   - توالی فلات قارهی دونین- تریاس میانی.   - نهشته‎های پیش‎خشکی تریاس بالایی- ژوراسیک میانی.   - توالی فلات قارهی ژوراسیک میانی- کرتاسه، با دو رخسارهی ناهمسان در البرز جنوبی و شمالی.- مجموعهی ماگمایی البرز به سن سنوزوییک، با ترکیب شیمیایی کلسیمی- قلیایی در البرز غربی- مرکزی و قلیایی در البرز شرقی.- رسوبات همزمان با کوهزایی سنوزوییک، با دو رخسارهی ناهمسان در البرز جنوبی و شمالی، گفتنی است که:
    هر یک از واحدهای یاد شده در بالا شامل چند یا چندین سازند است که همگی در شرایط زمین‎‌ساختی خاص، با شرایط رسوبی- زمین‎ساختی مشابه، انباشته شده‎اند. در حد فاصل پرکامبرین پسین تا اردویسین، پوستهی قاره‎ای البرز جایگاه تکاملی دریای بَر قاره‎ای کم عمق بوده است. بررسی دیرینه جغرافیای البرز نشان میدهد که رسوبات پالئوزوییک دامنهی شمالی ستبرتراند و در پاره‎ای نقاط همچون آمل وکندوان، ناپیوستگی رسوبی میان سنگ‎های پرمین و تریاس در کمترین اندازه است. در ضمن، ستبرای رسوبات زغالدار تریاس بالا، ژوراسیک میانی در دامنه شمالی، چندین برابر دامنه جنوبی است و یا سنگهای کرتاسه‌ی بالایی حجم قابل توجهی سنگهای آتشفشانی دارند. این نکته‎ها نشان میدهند که در زمانهای پالئوزوییک، مزوزوییک حوضه رسوبی دامنه شمالی البرز عمیق‎تر از دامنه جنوبی بوده است در حالی که از سنوزوییک به بعد شرایط دیرینه جغرافیا تغییر عمده کرده و در حالی که در دامنهی شمالی گسلش راندگی و فراخاست روی داده، در دامنهی جنوبی البرز، دریای پسرونده، کم ژرفا و در حال فرو نشستی وجود داشته است که در آن چند هزار متر انباشته ‎های آذر آواری تخریبی همزمان با کوهزایی بر جای نهاده شده است. هم شیبی نسبی و حتی تدریجی بودن احتمالی گذر سازند کهر به ردیفهای جوانتر نئوپروتروزوییک (سازند سلطانیه) نشان میدهد که شواهدی روشن از عملکرد رویداد کاتانگایی در کوه‎های البرز دیده نشده است. در بیشتر نواحی البرز، رسوبهای پالئوزوییک، تریاس میانی، به رغم نبودهای چینه‎ای فراوان، هم‎ شیب‎اند که نشانگر حرکتهای زمین‎ساختی از نوع زمینزا است. در تریاس پسین، همزمان با رویداد کوه‌زایی سیمرین پیشین، اگرچه رویدادهای ناشی از برخورد حاشیهی قاره‎ای فعال و پویای توران با حاشیه‌ی قاره‎ای ناپویای البرز موجب شکل‎گیری گسلهای راندگی و فرا رانش مجموعه‎های اقیانوسی تتیس کهن بر روی لبهی شمالی البرز شده ولی، نخستین کوه‌زایی آلپی واقعی در پالئوسن، همزمان با رویداد لارامید، رخ داده که با گسلش راندگی، چین‎خوردگی و فراخاست، پیدایش حوضه‎ های رسوبی میان کوهی، انباشت آوار‎های همزمان با کوهزایی و مهاجرت پیش‎ خشکی به سمت جنوب همراه بوده است. کوهزایی بعدی در آغاز الیگوسن بوده که ماگماتیسم درونی، از آب خارج شدن گستردهی زمین و گسترش حوضه‎های میان کوهی از پیامدهای آن است. باز پسین فاز کوهزایی آلپی در اواخر پلیوسن یا اوایل پلیستوسن صورت گرفته که حاصل آن، گسلش، راندگی، مرتفع شدن و سیمای امروزی البرز است. ساختارهای زمین‎شناختی مازندران به تبعیت از البرز بیشتر از نوع چین‎های ملایم و ناهماهنگ با روند همگانی خاوری باختری است. در بخش باختری البرز، ساختارها روند شمال باختری، جنوب خاوری دارند ولی در بخش خاوری، روند ساختارها شمال خاوری، جنوب باختری است. این دو روند ناهمسان در البرز مرکزی به یکدیگر میرسند. گفتنی است که در شکل‎گیری ساختارهای چین‎ خوردهی البرز عواملی مانند برخورد صفحهی ایران و توران، عملکرد گسل‎های راندگی و سرانجام عملکرد گسل‎های امتداد لغز شمال باختری، جنوب خاوری در البرز باختری، و شمال خاوری، جنوب باختری در البرز خاوری، نقش دارند.
جدا از چین‎خوردگی، گسلش‎های راندگی همچنان در ساختار البرز اثر بسیار سازنده داشته‎اند. در گزارش‎‌هایی مانند اشتوکلین (1968)، بربریان (1983)، شنگور(1990) آمده که در پهلوی شمالی البرز راندگی‌ها به سمت جنوب شیب دارند و حرکت فرا دیواره به سمت شمال است در حالی که در دامنهی جنوبی، شیب راندگی ها به سمت شمال و حرکت فرا دیواره رو به جنوب است. ولی بررسیهای اخیر علوی (1991) در نواحی بینالود، جنوب گرگان، منطقهی کیاسر، شمال تهران، ناحیهی تالش حقایقی روشن‎تری از ساز وکار و نقش راندگیها در ساختار البرز را نشان دادند. این بررسیها نشان دادند که، الگوی ساختاری چیرهی البرز از نوع گسلش راندگی است که سبب شده تا ورقههای ساختاری به مقدار زیاد حمل و سیستم های دو پلکس از نوع گُرده‎ای مرکب 2 به وجود آید. ساختار های گُرده‎ای مرکب، حاصل دو نسل گسلش راندگی هستند. نسل یکم راندگی ها به سن پیش از ژوراسیک میانی و در ارتباط با حوادث برخوردی، سیمرین پیشین ا‎ست. نسل دوم راندگی‎ها به سن سنوزوییک و در ارتباط با کوهزایی آلپی است.
راندگیهای سیمرین ویژگی شکل پذیر دارند ولی راندگی‎های آلپی ویژگی شکننده دارند. هر دو نسل یاد شده، شیبی به سمت شمال خاوری دارند و روند عمومی آنها، NW – SE موازی روند البرز است.در اثر این راندگیها، به طور عموم سنگ‎های کهن‎تر بر روی واحدهای جوانتر حمل شده‎اند ولی گاهی، نیز واحدهای جوانتر، بر روی سنگهای کهن‎تر، برده شده‎اند.گذر چندین گسل طولی، موازی با روند ساختاری کوه‎های البرز، سبب شده تا با دیدگاههای متفاوت (اشتوکلین، 1974، دلنباخ، 1964، انگالن، 1968) البرز به چند واحد ساختاری متفاوت تقسیم شود. تقسیمات پیشنهادی اشتوکلین 1974 که پر استفاده‎ ترین آنهاست به شرح زیر است:
زون برآمدهی گرگان5: ناحیهی به نسبت مقاومی از سنگهای دگرگونی است که با رسوبات کم ضخامت500-300متر، مزوزوییک پوشیده شده است. برآمدگی و به عبارتی پیشامدگی گرگان دارای روند خاوری، باختری است و محور آن به سوی باختر نشست دارد و به نظر می رسد بخشی از منشور های فزایندهی تتیس کهن باشد.
زون نئوژن شمالی : شامل کمربندی چین‎ خورده از سنگهای مزوزوییک و مولاس‎های نئوژن است. مرز جنوبی آن منطبق بر یک گسل راندگی است. سنگهای نئوژن این زون، رخسارهی خزر جنوبی، یعنی پاراتتیس، دارند.
زون شمالی- مرکزی : مشخصهی این زون رسوبات پایابی است که به تقریب از پرکامبرین پسین تا کرتاسهی بالایی در آن انباشته شده‎اند. افزون بر آن کمی رویدادهای آتشفشانی صورت گرفته دیگر شکلی ساختاری عمدهی این زون در دورهی ترشیاری انجام گرفته است.
زون جنوبی- مرکزی : در این زون، رسوبات کم عمق پیش از ترشیاری، به وسیلهی حجم زیادی از آتشفشانیهای ائوسن پوشیده شده‎اند. از ویژگی آن، راندگی‎های پس از ائوسن است.
زون ترشیاری جنوبی : دارای آتشفشانیهای بسیار ضخیم ائوسن و رسوبات خشکی نئوژن است. این زون با،راندگیهای ملایم به سمت جنوب مشخص است (مهجوری،1380).
3-3- آب و هوای استان مازندران
به طور کلی جلگه مازندران دارای آب و هوای معتدل و مرطوب است که معروف به آب و هوای معتدل خزری است. عوامل موثر در آب و هوای این استان عبارتند از وجود کوههای البرز، جهت قرار گرفتن آن‌ها، ارتفاع مکان، نزدیکی به دریا، پوشش گیاهی، بادهای محلی، عرض جغرافیایی و پیش آمدن توده هوای شمالی و غربی که در بین عوامل فوق نقش کوهها و دریای خزر و بادها بیش از سایر عوامل است (عضدی،1386).
3-4- اقلیم استان مازندران
ناحیه جنوبی دریای خزر، به خصوص استان مازندران به دلیل موقعیت خاص خود که در مجاورت یک دریای بسته قرار دارد و جدا افتادگی آن از باقی فلات ایران از آب و هوای ویژه ای برخوردار است. عوامل مؤثر در آب و هوای این منطقه را میتوان به وجود کوه های البرز، جهت قرار گرفتن آنها، ارتفاع مکان، نزدیکی به دریا، پوشش گیاهی، بادهای محلی، عرض جغرافیایی متوسط و پیش آمدن توده هوای شمالی و غربی بسط داد . قابل ذکر است که در میان عوامل ذکر شده نقش کوهها و دریای مازندران و بادها بیش از سایر عوامل درآب و هوای مازندران تأثیر دارد.
این استان بر اساس نظرات گوناگون دارای چهار نوع اقلیم است :
بر اساس طبقه بندی هانسن، این استان در مدار معتدل گرم قرار گرفته است .
به روش ضریب اعتدال، این استان بسیار معتدل و فوق معتدل است . منظور دکتر کریمی از نوع اقلیم آنها مشخص شده که به صورت جدولی در زیر آمده است.
بر اساس طبقه بندی دومارتن نواحی غربی استان مازندران بسیار مرطوب، نواحی مرکزی آن مرطوب و نواحی شرقی آن مدیترانهای و نواحی کوهستانی مازندران نیمه مرطوب میباشد.
بر اساس طبقهبندی دکتر کریمی، نواحی غربی و مرکزی دارای اقلیمی مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد، نواحی شرقی، نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان نسبتا سرد و نواحی کوهستان مازندران دارای اقلیم مرطوب با تابستان معتدل و زمستان بسیار سرد میباشدکه شرح آن در جدول 1-3 آمده است (مهجوری،1380).
3-4-1- ناهمواریهای استان مازندران
استان مازندران از نظر ناهمواریها به دو قسمت جلگهای و کوهستانی تقسیم میشود. جلگه: در دوران کواترنری به علت تغییر شرایط آب و هوایی، نوسانات محسوسی در سطح دریای خزر به وقوع پیوسته است. به همین دلیل وسعت این جلگه متغیر بوده است به طور کلی به وسعت این جلگه از غرب به شرق افزوده میشود. به علت فراوانی نسبی آب، فرسایش در کوهها برتری داشته و آبرفتهای ناشی از آن در کنار دریا ته نشین شده و جلگه مازندران را تشکیل دادهاند. در ایجاد و میزان گسترش جلگهی مازندران عوامل میزان آب رودها، وسعت حوضه آبریز رودها، مقاومت سنگها، عمق دریا، اختلاف زیاد بین سطح پایه و ارتفاعات شمالی البرز دخا لت دارند (عضدی،1386).
جدول 3-1- طبقهبندی اقلیم ایستگاههای موجوددراستان مازندران به روشهای دکترکریمی و دومارتن
(کتاب جغرافیای تاریخی مازندران)
طبقه بندی اقلیمی شهرهای روش دمارتن روش دکتر کریمی
رامسر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
نوشهر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
بابلسر بسیار مرطوب مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد
قراخیل قائمشهر نیمه مرطوب نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان نسبتا سرد
طاهرآباد ساری مدیترانه ای نیمه مرطوب با تابستان گرم و زمستان کمی سرد