خشک بوم
سال:1389 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

از جمله مباحث مهم و حیاتی در مطالعات هیدرولوژی، مبحث سیل و سیل خیزی است که به دنبال آن ضرورت بررسی دبی حداکثر لحظه ای رژیم رودخانه است. محاسبات سازه ای و اقدامات زیر بنایی در حوزه، ارتباط تنگاتنگی با مقدار واقعی یا برآورد دقیق دبی حداکثر لحظه ای سیل دارد. از آنجا که بیشتر حوزه ها، در کشور فاقد آمار یا دارای آمار کوتاه مدت و ناقص هستند، بنابراین جهت برآورد دبی لحظه ای، در بیشتر مواقع ناگزیر به استفاده از روابط تجربی مبتنی بر مساحت حوزه هستیم. این روابط در مناطق دیگر جهان تنظیم شده و جهت به دست آوردن نتایج مناسب، باید اقدام به تجزیه و تحلیل و بررسی حساسیت آنها کرد. به این منظور آنالیز حساسیت پارامترهای به کار رفته در روابط تجربی برآورد دبی حداکثر لحظه ای با هدف تعیین نقش هر یک از پارامترها در خروجی مدل ، ضروری است. در این تحقیق نیز با ارایه یک روش جدید که ضمن سادگی، از کارآیی مناسبی برخوردار است، 10 رابطه تجربی کریگر، دیکن، فولر، فانینگ، انگلیز، کوتان، مایر، روش سازمان زمین شناسی آمریکا، هورتون و روش جرمن که برخی جزء روش های شناخته شده و کاربردی هستند، مورد آنالیز حساسیت قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان دهنده حساسیت بالای تمامی روابط نسبت به مساحت های کم است به طوری که تغییرات کم در سطوح پایین تاثیر زیادی در مقدار خروجی مدل یعنی دبی اوج سیل دارد. همچنین در بیشتر روابط در مساحت های بالا تاثیر تغییرات این پارامتر بر مقادیر دبی سیل نسبت به تغییرات ضریب منطقه ای کمتر است به طوری که افزایش کمیت مساحت حوزه باعث کاهش اثر آن بر دبی اوج سیل می شود. برخی از روابط مانند روش فولر نسبت به تغییرات دوره بازگشت در دوره بازگشت های پایین بسیار حساس هستند. به طور کلی باید اضافه کرد که مهمترین عامل و کم اهمیت ترین عامل (از نظر تاثیر روی دبی سیلاب) در روش های مختلف و نیز دامنه های مختلف مورد نظر متفاوت می باشند.

هدف از این پژوهش، بررسی کارآیی روش های آمار مکانی در تهیه نقشه خصوصیات خاک برای استفاده در مدل های پیش بینی رویشگاه است. به این منظور، نمونه برداری از پوشش گیاهی به روش تصادفی- سیستماتیک از طریق پلات گذاری در امتداد 3 تا 5 ترانسکت 500- 300 متری انجام شد. سطح پلات ها با توجه به نوع گونه های موجود به روش سطح حداقل بین 2 تا 100 متر مربع و تعداد آنها با توجه به تغییرات پوشش گیاهی و روش آماری 30 تا 50 پلات تعیین شد. همچنین بر اساس نقشه واحدهای نمونه برداری، 120 پروفیل خاک حفر و از دو عمق 30- 0 سانتی متر و 80- 30 سانتی متر نمونه خاک برداشت شد. خصوصیات خاک شامل سنگریزه، بافت، رطوبت اشباع، رطوبت در دسترس، آهک، گچ، ماده آلی، اسیدیته، هدایت الکتریکی و املاح محلول (سدیم، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، کلر، کربنات، بی کربنات و سولفات) مورد اندازه گیری و آزمایش قرار گرفت. بعد از جمع آوری داده ها با استفاده از رگرسیون لجستیک، رابطه بین حضور گونه  Crnulaca monachantha با عوامل محیطی بررسی شد. برای تهیه نقشه پیش بینی رویشگاه این گونه گیاهی، ابتدا نقشه خصوصیات خاک با استفاده از روش های کریجینگ نقطه ای، وزن دهی معکوس فاصله و وزن دهی نرمال فاصله در محیط نرم افزارهای GS+ و Arc GIS تهیه شد. برای ارزیابی دقت نتایج، از روش اعتبارسنجی متقابل (cross validation) با کمک دو پارامتر آماری میانگین انحراف خطا و میانگین مطلق خطا استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش کریجینگ نقطه ای در متغیر سنگریزه عمق اول (یعنی 0 تا 30 سانتی متر) با خطای 1.56 و انحراف 0.048 و گچ با خطای 0.176 و انحراف 0.006 دسی زیمنس بر متر، دقت بالاتری نسبت به دیگر روش های مورد استفاده دارد. در نهایت با اعمال رابطه رگرسیون لجستیک به دست آمده بر لایه های اطلاعاتی، نقشه پیش بینی رویشگاه گونهC. monachantha  تهیه شد که دقت آن با ضریب کاپای 0.98 خوب ارزیابی شد.

کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک جهان است و با محدودیت شدید منابع آب مواجه است. تعیین تبخیر و تعرق که یکی از اجزای اصلی چرخه هیدرولوژی می باشد. بسیاری از مطالعات از جمله توازن هیدرولوژیک آب، طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری، شبیه سازی میزان محصول و مدیریت منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار است. در حال حاضر روش های گوناگونی برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع وجود دارد. بر اساس نتایج مطالعات انجام شده در مناطق مختلف، پس از دستگاه های لایسیمتر وزنی، روش فائو- پنمن- مانتیث، هم در شرایط آب و هوایی خشک و هم در شرایط آب و هوایی مرطوب، به عنوان دقیق ترین روش معرفی شده است. در این مطالعه تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش فائو- پنمن- مانتیث در 29 ایستگاه کلیماتولوژی و سینوپتیک انتخاب شده در استان یزد محاسبه شد. سپس با برقراری ارتباط بین پارامتر تبخیر و تعرق با ارتفاع و همچنین روش عکس مجذور فاصله نقشه های مقادیر تبخیر و تعرق گیاه مرجع در سطح استان پهنه بندی گردید. نشان داد که مناطق مرکزی، جنوبی و برخی نواحی غربی استان از شدت تبخیر و تعرق بیشتری نسبت به مناطق شمالی و شرقی برخوردار هستند.

شناخت منشا تپه های ماسه ای درطرح های کنترل فرسایش بادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل وجود مشکلات زیاد در کاربرد روش های سنتی در شناسایی و تعیین سهم منابع رسوب در تولید رسوب، روش های انگشت نگاری یا ردیابی یا به عبارتی منشایابی به عنوان روشی جایگزین و مناسب مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. در این روش با بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رسوبات، سنگ ها و خاک های منشاهای مختلف سعی بر این است که منشا برداشت رسوبات مشخص شود. در این تحقیق سعی شده است با بهره گیری از ردیابی عناصر ژئوشیمیایی به تعیین مناطق برداشت و سهم منابع رسوب در تولید رسوبات بادی در مهمترین کانون بحران دشت سیستان (نیاتک) پرداخته شود. در ابتدا مطالعات دانه بندی و ترکیب کانی شناسی بر روی رسوبات بادی منطقه سیستان و بلوچستان انجام گرفت و در مرحله بعد با استفاده از روش تحلیل تشخیص و تعیین ترکیب های مناسب از عناصر ژئوشیمیاییMg ,Fe ,Na ,Cr, K, Ca ، کربن آلی،P وN که قادر به جداسازی واحدهای سنگ شناسی، کاربری های اراضی و واحدهای رخساره درکانون بحرانی نیاتک می باشد و نیز با استفاده از مدل های چند متغیره ترکیبی، سهم و اهمیت نسبی منابع رسوب تعیین شد. نتایج حاصله، فاصله حمل ذرات 50- 20 کیلومتر و مهمترین مرکز برداشت رسوبات بستر دریاچه هامون و پس از آن اراضی فاقد پوشش رانشان داده، که بیشترین اهمیت نسبی برداشت ذرات (92%) مربوط به بستر رودخانه های محلی و دریاچه هامون و سهم کل برای اراضی فاقد پوشش 69% است. بیشترین سهم رسوب واحد سنگ شناسی NQts (رسوبات آبرفتی ریزدانه دریاچه هامون مربوط به اواخر میوسن- پلیوسن) 87% و کمترین سهم در تولید رسوب واحد QK می باشد.

خاک بخشی از اکوسیستم های مرتعی در مناطق مختلف رویشی کشور شور است. پراکنش گیاهان در این اراضی وابسته به خصوصیات خاک است که شناسایی تغییرات پوشش گیاهی در ارتباط با خصوصیات خاک برای مدیریت و احیا این اراضی لازم است. پژوهش حاضر با هدف شناسایی اجتماعات گیاهی مهم شورروی و رابطه آنها با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در مراتع سرخ ده دامغان در استان سمنان انجام گرفته است. روش نمونه برداری تصادفی- منظم در واحدهای گیاهی همگن بوده که در هر پلات درصد پوشش تاجی به تفکیک گونه ها ثبت گردید. نمونه برداری خاک در واحدهای گیاهی همگن انجام و برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شدند. نتایج آنالیز خوشه ای منجر به تفکیک پنج اجتماع گیاهی در منطقه گردید. آنالیز واریانس نشان داد که که اجتماعات گیاهی از نظر همه خصوصیات خاک دارای اختلاف معنی دار می باشند. شاخص های تنوع و غنای گونه ای در اجتماع dendroides Salsola - Hypocylix kerneri به طور معنی داری بیشتر از سایر اجتماعات گیاهی بود. نتایج آنالیز چند متغیره نشان داد که خصوصیات خاک پراکنش گونه های گیاهی منطقه را به طور معنی داری تحت تاثیر قرار داده به طوری که تغییر در خصوصیات خاک منطقه می تواند تبدیل اجتماعات گیاهی به یکدیگر را در پی داشته باشد. مهم ترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در تفکیک اجتماعات گیاهی منطقه هدایت الکتریکی، پتاسیم، آهک و بافت خاک بودند.

برآورد زمان تمرکز، یکی از مهمترین مباحث در مطالعات فیزیوگرافی و هیدرولوژی حوزه های آبخیز است و برآورد نسبتا صحیح آن تاثیر زیادی در محاسبه دیگر پارامترهای هیدرولوژی، خصوصا دبی اوج سیلاب دارد. با وجود ارایه فرمول های تجربی متعدد و کاربرد گسترده آن ها در هیدرولوژی و فیزیوگرافی حوزه های آبخیز، تا به حال دامنه حساسیت پارامترهای فیزیکی موجود در آن ها مشخص نشده و تاثیر دقت اندازه گیری آن ها بر کاهش یا افزایش زمان تمرکز مشخص نشده است. لذا در این تحقیق علاوه بر ارایه یک روش جدید برای آنالیز حساسیت پارامترهای موجود در روابط تجربی، که ضمن سادگی از کارایی خوبی برخوردار است، چهار رابطه برآورد زمان تمرکز (کرپیچ، برانسلی ویلیامز، کالیفرنیا و SCS) که در کشور ما نیز از کاربرد گسترده ای برخوردارند، آنالیز حساسیت شدند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که تغییرات جزئی میزان شیب به ویژه شیب های کم تاثیر زیادی بر افزایش زمان تمرکز دارد و با افزایش میزان شیب آبراهه تاثیر پارامترهایی مانند طول آبراهه اصلی یا شماره منحنی بر روی زمان تمرکز افزایش می یابد. تاثیر پارامتر ضریب گردی حوزه بر روی زمان تمرکز از درجه اهمیت کمتری برخوردار است. لذا توصیه می گردد در هنگام استفاده از این گونه روابط در خصوص اندازه گیری پارامترهایی نظیر شیب و طول آبراهه و شماره منحنی (به خصوص شیب آبراهه) دقت بیشتری اعمال گردد.

دریاچه های فصلی یا پلایاها به دلیل قرار گرفتن در مناطقی با توپوگرافی پست در نواحی خشک و بیابانی با سیستم بادهای قوی و نیز وجود ذرات دانه ریز و جدا از هم، منشا مهمی برای رسوبات بادی و طوفان های گرد و غبار به شمار می آیند. پلایای فصلی جازموریان (هامون جازموریان)، دریاچه ای فصلی با حوزه آبریز بسته بوده، در جنوب شرق ایران واقع شده است. این پلایا در10 سال گذشته به دلیل خشکسالی های پیاپی کاملا خشک بوده است. در این مطالعه، 26 نمونه رسوب سطحی جهت مطالعات رسوب شناسی و ژئوشیمی رسوبی از پلایای مذکور برداشت گردید. نمونه ها در آزمایشگاه مورد آنالیزهای دانه بندی، کلسیمتری، آنالیز عنصری، کانی شناسی و شناسایی نوع کانی های رسی قرار گرفت. بررسی های رسوب شناسی نشان دهنده این است که رسوبات بیشتر در اندازه سیلت و رس بوده، می توانند به وسیله باد و طوفان ها برای مسافت و مدت زمان زیادی حمل گردند. از مهمترین تیپ های رسوبی، انواع گل و گل ماسه ای می باشند. مهمترین کانی های تشکیل دهنده رسوبات نیز به ترتیب کلسیت، کوارتز، فلدسپات و هالیت هستند. توزیع کانی ها در پلایا دارای الگوی منظمی است. کانی های رسی مونتموریلونیت، کلریت و ایلیت کانی های اصلی رسی بوده و کائولینیت به عنوان کانی فرعی و به صورت درجازا در پلایا وجود دارد. بر اساس مطالعات ژئوشیمی رسوبی برای عنصر، دو منشا اصلی آواری شامل سنگ های آذرین، آمیزه های رنگی و نیز رسوبات تبخیری را می توان نام برد. عناصر کلسیم، استرانسیوم و سدیم بیشتر به صورت شیمیایی در پلایا ته نشین می گردند. با توجه به وضعیت مورفولوژیکی و اقلیمی و ویژگی های رسوب شناسی، پلایای جازموریان منشا مهم رسوبات بادی و طوفان های گرد و غبار در جنوب شرق ایران و حتی جنوب غرب آسیا می باشد.