پژوهش های آبخیزداری
سال:1389 | دوره:23 | شماره:3 (پیاپی 88) |تعداد مقالات:10

حلقه های سالیانه یکی از منابع داده های شاخص برای بازسازی تغییرات اقلیمی گذشته است. به عبارتی برای درک تغییرات اقلیمی، داشتن اطلاعات اقلیمی گذشته ضرورت دارد. در این مقاله حلقه های سالیانه از جنبه اقلیم شناسی درختی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بنابراین با این هدف سه ارتفاع رویشی 400، 500 و 700 متر از سطح دریا در جنگل دارابکلا انتخاب شد. نمونه های رویشی از ارتفاع برابر سینه درختانی که در آشکوب غالب قرار داشتند، استخراج شد. پهنای حلقه های سالیانه با استفاده از بینی کولر اندازه گیری شد. مقایسه و استاندارد کردن سری حلقه های رویشی برای کل ارتفاعات رویشی انجام گرفت. رشد شعاعی کل درختان راش در این منطقه بطور معنی داری (r=6.0) با متغیرهای اقلیمی همبستگی نشان داد. گاه شناسی حلقه های سالیانه با حداقل دما در ماه های اکتبر (مهر) و دسامبر (آذر) سال قبل از تشکیل حلقه ها، همبستگی معنی دار مثبتی را نشان داد. حداکثر دما در ماه آوریل (فروردین) با گاه شناسی حلقه های سالیانه راش در منطقه رابطه معکوسی را نشان داد. بارندگی در ماه های مارس (اسفند) و سپتامبر (شهریور) سال جاری تاثیر مثبتی بر روی رویش شعاعی داشت. بنابراین راش یکی از گونه های قابل استفاده در مطالعات درخت اقلیم شناسی است که قابلیت گسترش گاه شناسی ورای سالیان متمادی و متوالی در این منطقه نشان می دهد. بازسازی داده های هواشناسی مانند میانگین دما (حداقل، حداکثر و متوسط) و مجموع بارندگی ماهانه امکان پذیر است.

استفاده از آب شکن در ساماندهی رودخانه ها و کنترل فرسایش کناری رودخانه یکی از روش های متداول می باشد. در این مقاله پیشنهاد شده است که برای حفظ پایداری اولین آب شکن در یک سری آب شکن (4 عدد) از یک آب شکن فرعی (محافظ) که به صورت عمود بر جریان در بالادست اولین آب شکن قرار می گیرد استفاده شود. بر اساس انجام آزمایش ها در فلوم آزمایشگاهی، از لحاظ هیدرولیکی پارامترهای بی بعد، L/L’ (نسبت طول آب شکن محافظ به طول اولین آب شکن)؛ X/L (نسبت فاصله آب شکن محافظ به طول اولین آب شکن) و شرایط هیدرولیکی جریان با H/L (نسبت عمق جریان بالادست به طول اولین آب شکن) و H/d50 (نسبت عمق جریان به قطر متوسط مصالح بستر) و Fr عدد فرود مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل آماری نتایج آزمایشگاهی، مدلی را برای پیش بینی آب شستگی نسبی در دماغه آب شکن اصلی و آب شکن محافظ ارائه می دهد.

رابطه بارندگی - رواناب یکی از مهمترین و پیچیده ترین فرایند های هیدرولوژیکی است که درک آن اهمیت زیادی در هیدرولوژی و منابع آب دارد. مدل های فیزیکی و آماری زیادی به منظور بررسی این فرایند توسعه یافته اند که هر کدام برخی از جنبه های این رابطه را در بر می گیرند. استفاده از شبکه های عصبی به عنوان یک مدل جعبه سیاه نیز یکی از روش های بررسی این رابطه است. در این تحقیق رابطه بارندگی - رواناب حوزه پلاسخان در سر شاخه زایند رود مورد بررسی قرار گرفته و شبکه عصبی پرسپترون چند لایه به این منظور به کار گفته شد. به دلیل واریانس شدید مشاهدات، ابتدا سری های بارندگی روزانه 3 ایستگاه واقع در منطقه و سری روزانه دبی ایستگاه پلاسجان به سری نرمال تبدیل و با توجه به خود همبستگی و همبستگی عرضی بارندگی و رواناب 6 متغیر به عنوان ورودی به شبکه انتخاب شد. در پایان مشخص شد شبکه عصبی پرسپترون با 4 لایه مخفی اعتبار بیشتری نسبت به سایر شبکه ها دارد. این اعتبار سنجی با مقایسه آماری میانگین، انحراف معیار و تابع توزیع دبی مشاهداتی و شبیه سازی شده مورد آزمون قرار گرفت.

در شرایط کنونی کاهش کمی و کیفی منابع آب به یک معضل جهانی تبدیل شده است. این موضوع در کشور ایران، بخش کشاورزی را دچار مشکلات فراوان کرده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، تحلیل مدیریت پایدار منابع آب زراعی در حوزه آبخیز مدرس در استان خوزستان می باشد. این تحقیق از نوع تحقیقات کاربردی و به روش توصیفی و همبستگی بوده و از تکنیک تحلیل عاملی در تعیین عوامل موثر بر مدیریت پایدار منابع آب زراعی استفاده شده است. تعداد نمونه آماری بر اساس فرمول کوکران برآورد گردید .(n=141 N=1370) روش جمع آوری اطلاعات از طریق مطالعه اسنادی و به شیوه میدانی بوده است. در بخش میدانی با استفاده ار روش نمونه گیری ساده از 18 روستا اطلاعات جمع آوری شد. برای سنجیدن اعتبار پرسشنامه ضریب کرونباخ آلفا برابر با 84 درصد محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصل بین میزان بازدید از مزارع نمایشی، مشارکت اجتماعی، متغیرهای سطح تحصیلات، میزان استفاده از کانال های ارتباطی، میزان شرکت در کلاس های آموزشی، درآمد، سطح مکانیزاسیون، مشورت با سایر گندمکاران و میزان تماس مروجان کشاورزی با گندمکاران با متغیر سطح مدیریت پایدار منابع آب زراعی در سطح 0.001 رابطه مثبت و معنی داری به دست آمد. در ادامه به منظور تعیین عوامل موثر بر سطح مدیریت پایدار منابع آب زراعی از تکنیک تحلیل عاملی بهره گرفته شد. به منظور بررسی مناسب بودن داده ها برای تحلیل عاملی از آزمون های بارتلت و کا ام او (sig=0.000, Bartlettest=7254.342 و KMO=0.72) بهره گرفته شد. نتایج حاصل نشان می دهد که داده ها برای تحلیل عاملی مناسب می باشند. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل عاملی مشخص شد که پنج عامل: ویژگی های اقتصادی، متغیرهای فعالیت های آموزشی و ترویجی، فعالیت های اجتماعی، دانش و اطلاعات و حمایت های دولت در مجموع 71 درصد تغییرات سطح مدیریت پایدار منابع آب زراعی راتبیین می نماید. یعنی اگر در برنامه ریزی های مختلف این پنج عامل مورد توجه مناسب قرار گیرد، می توان اعتقاد داشت که بهبود سطح دانش فنی گندمکاران شهرستان اهواز در زمینه کشاورزی پایدار در حد بالایی تحت پوشش قرار گرفته شود.

گراف رسوب واحد لحظه ای (IUSG) یکی از روش های موجود برای پیش بینی گراف رسوب وقایع سیلابی بوده که کاربرد آن مستلزم برآورد میزان تامین رسوب لحظه ای، پارامترهای ضریب ذخیره (Ks)، ضریب شکل بی بعد (ns) و زمان تا اوج می باشد. بررسی روابط بین پارامترهای مذکور و متغیرهای کمکی مثل ویژگی های جریان و بارش امکان کاربرد روش رسوب نمود واحد لحظه ای را درحوزه های آبخیز فاقد ایستگاه اندازه گیری میسر می سازد. بدین منظور برای بررسی رابطه پارامترهای رسوب نمود واحد لحظه ای سیلاب ها با ویژگی های بارش و جریان، 5 واقعه سیلابی در محل ایستگاه هیدرومتری و رسوب سنجی پل دوآب (رودخانه قره چای - استان مرکزی) با فواصل زمانی یک ساعته از نظر میزان دبی جریان و غلظت رسوب معلق همزمان مورد پایش قرار گرفت. با توجه به گراف رسوب مشاهده ای و هیتوگراف بارش های مربوطه و استفاده از روش گشتاورها پارامترهای رسوب نمود واحد لحظه ای هر سیلاب استخراج گردید. سپس رابطه آن با مقدار بارش موثر و دبی اوج سیلاب ها مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان می دهد رابطه نمایی بین ضریب ذخیره سیلاب ها و مقدار بارش موثر نسبت به مقادیر دبی اوج جریان از ضریب همبستگی بیشتری بر خوردار است (r2=0.79 در مقابل r2=0.42). بررسی روابط رگرسیونی پارامتر ضریب شکل بی بعد با مقدار بارش موثر نشان می دهد که رابطه آنها از نظر آماری ضعیف بوده (با ضریب تبیین 0.14) و همبستگی کمی با مقدار دبی اوج نشان می دهد (r2=0.01). اما نسبت ضریب شکل بی بعد به زمان تا اوج (ns/Tp) با مقدار بارش موثر و دبی اوج سیلاب ها همبستگی بیشتری دارد (r2=0.42 و r2=0.67 به ترتیب با مقدار بارش موثر و دبی اوج). نتایج مقایسه کارآیی معادلات بدست آمده این تحقیق در تخمین پارامترهای مدل رسوب نمود واحد لحظه ای و برآورد گراف رسوب چند مورد دیگر از وقایع سیلابی با منحنی های سنجه نشان می دهد شاخه صعودی گراف رسوب نسبت به شاخه نزولی با ضریب اطمینان بیشتری برآورد می شود ولی در شاخه نزولی اختلاف زیادی بین برآوردهای مدل رسوب نمود واحد لحظه ای و منحنی های سنجه وجود دارد.

پیش بینی دقیق پارامترهای موثر در طرح های منابع آب، یکی از مهمترین مباحث تحقیقی مهندسان آب می باشد. از جمله این پارامترها حجم رسوبات معلق رودخانه ها است که بدلیل اثرات منفی آن بر روی شاخص های کیفی آب، تقلیل گنجایش مخازن و تغییر در مورفولوژی رودخانه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در حقیقت حصول روش های مناسب و دقیق در پیش بینی بار رسوبی رودخانه ها را می توان به عنوان یکی از مهمترین چالش ها در فرایند فرسایش و رسوبگذاری دانست. اگر چه در دهه اخیر تحقیقات متنوعی در خصوص کاربرد مدل های هیدرولوژیکی (جعبه سیاه) متکی بر شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و برتری دقت این مدل ها بر روابط تجربی همچون منحنی سنجه رسوب ارائه شده است ولی به دلیل غیر صریح بودن این مدل ها استفاده از آنها در عمل به طور مناسب توسعه نیافته است. لذا هنوز توسعه یک مدل صریح میان رابطه دبی جریان و بار رسوبی ضروری می باشد. در تحقیق حاضر روش صریح برنامه ریزی ژنتیک (GP) برای پیش بینی بار معلق رودخانه ها ارائه شده و دقت نتایج حاصله با روش شبکه عصبی مصنوعی مورد مقایسه قرار گرفته است. پیش بینی ها با استفاده از دبی جریان و رسوب معلق روزانه رودخانه لیقوان چای واقع در حوزه آبگیر دریاچه ارومیه، برای مدل سازی و تایید برنامه ریزی ژنتیک پیشنهادی بکار گرفته شده است. نتایج حاصل، حاکی از دقت بالای برنامه ریزی ژنتیک در مقایسه با شبکه عصبی مصنوعی و کارایی آن در پیش بینی بار معلق رودخانه ها می باشد.

هدف از این تحقیق، بررسی پراکنش تیپ های گیاهی در ارتباط با برخی از عوامل محیطی، تعیین مهم ترین آنها و شناخت روابط حاکم بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی (خصوصیات خاک، شیب، جهت، ارتفاع، سنگ شناسی، رخساره و بارندگی) است. هفده تیپ گیاهی در منطقه شناسایی شد و در منطقه معرف هر تیپ نمونه برداری به روش تصادفی-سیستماتیک در 10 پلات صورت گرفت. اندازه پلات های نمونه برداری با توجه به نوع و پراکنش گونه های گیاهی به روش حداقل سطح تعیین شد. در داخل پلات ها، فهرست گیاهان موجود و درصد تاج پوشش هر یک از گونه های گیاهی مشخص و در نهایت تیپ های گیاهی موجود بر اساس دو گونه غالب نام گذاری شدند. به منظور بررسی خصوصیات خاک منطقه، در داخل پلات ها به صورت یکی در میان در پای گیاه پروفیل (در هر تیپ 5 پروفیل) حفر شد. در پروفیل ها از عمق 50-0 سانتی متری خاک به عنوان عمق موثر خاک بر گیاه نمونه برداری صورت گرفت و عوامل خاکی بافت، درصد آهک، درصد ماده آلی، اسیدیته و هدایت اکتریکی اندازه گیری شد همچنین شیب، جهت، ارتفاع، سنگ شناسی، رخساره ژئومرفولوژی و بارندگی در هر تیپ گیاهی مشخص شد. تجزیه و تحلیل اطلاعات از روش آنالیز مولفه های اصلی(PCA)  و با استفاده از نرم افزار 4  PC-ORDانجام شد. نتایج به دست آمده از آنالیز مولفه های اصلی نشان داد که از میان عوامل محیطی مورد بررسی به ترتیب شیب، جهت، ماده آلی، درصد سنگ و سنگریزه سطحی، درصد لوم و درصد رس به عنوان مولفه اصلی اول 54.06 درصد و شوری و ارتفاع به عنوان مولفه اصلی دوم 21.17 درصد در مجموع از میان عوامل مورد بررسی 75.23 درصد از تغییرات پوشش گیاهی منطقه سمیرم را توجیه می کنند.

در یک اکوسیستم مرتعی بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی مختلف ارتباط تنگاتنگی وجود دارد. هدف تحقیق حاضر، تعیین این ارتباط با کمک آنالیز تشخیص کانونیک می باشد. این مطالعه در مراتع رینه با روش نمونه برداری طبقه بندی تصادفی مساوی انجام گرفته و به حضور و عدم حضور گونه های غالب منطقه توجه شده است. با طبقه بندی منطقه به کمک عوامل ارتفاع، شیب و جهت 37 واحد همگن حاصل شد. 750 پلات 1 متر مربعی و 75 پلات 25 متر مربعی در کل منطقه مستقر شد. 150 نمونه خاک نیز از عمق 30-0 سانتی متری جمع آوری شد. تعدادی از عوامل محیطی شامل 16 ویژگی خاک، 3 عامل توپوگرافیک و 16 عامل اقلیمی انتخاب شدند. تصاویر ماهواره ای IRS شامل باند قرمز و مادون قرمز نزدیک و باند PAN به همراه تعدادی از باندهای ترکیبی حاصل از نسبت گیری طیفی، تجزیه مولفه اصلی و ترکیب باند رنگی با سیاه و سفید نیز به عنوان داده های کمکی مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین عوامل محیطی موثر بر گونه های غالب منطقه به تفکیک هر گونه آنالیز تشخیصی کانونیک مورد استفاده قرار گرفت و به کمک این آنالیز از بین عوامل مورد بررسی تعداد معدودی به عنوان مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر گونه های موردنظر تعیین شدند. نتایج تحقیق حاضر برای مقاصد مدیریتی در توسعه پایدار اکوسیستم های مرتعی، حفاظت، احیا، نظارت و ارزیابی این اکوسیستم ها کاربرد دارد.

درک بهتر از شرایط استقرار گیاهان دارویی این امکان را فراهم می سازد تا رویشگاه این گیاهان با کارایی بیشتری اداره شود. متغیرهای کمی به عنوان شاخصی از سازگاری و کارآمدی این قبیل گیاهان محسوب شده و تابع برخی از عوامل محدودکننده محیطی است که در مناطق خشک، نیاز آبی مهمترین آنها به شمار می رود. بر این اساس تاثیر آبیاری سیلابی بر متغیرهای کمی گونه دارویی Dendrostellera lessertii در دشت گربایگان فارس مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور در هر یک از مناطق پخش سیلاب و شاهد، درصد پوشش تاجی و میزان تراکم گیاه، با روش پلات گذاری و زیتوده هوایی و زیرزمینی آن با روش مضاعف و حفر پروفیل در کنار گیاه اندازه گیری شد. تحلیل نتایج نشان داد که آبیاری سیلابی تاثیر معنی داری بر هیچ یک از متغیرهای مورد ارزیابی نداشته است (P<0.05). این دستاورد گویای آنست که گونه مذکور به خوبی قابلیت استقرار و توسعه در مناطق خشک را دارا بوده و سازگاری مناسبی به لحاظ فیزیولوژیک در برابر کمبود آب در آن ایجاد شده است، لذا با توجه به خواص دارویی این گیاه و امکان استقرار آن در مناطق خشک، بررسی بوم شناسی فردی و شیوه های کاشت و استقرار آن در زیست بوم های خشک توصیه می شود.

یکی از ابزارهای مهم در بررسی تعادل دام و مرتع تعیین میزان بهره برداری است. آبشخوارها به عنوان یکی از عوامل موثر در توزیع چرای دام هستند. زمانی که سایر عوامل موثر در توزیع چرا از جمله شیب، ارتفاع و معیارهای خاک محدودیتی ایجاد نکنند، فاصله از آبشخوار میزان بهره برداری از علوفه مرتع را محدود می کند. در این تحقیق با استفاده از روش تخمین نظری، درصد بهره برداری از گونه درمنه دشتی در فواصل مختلف از آبشخوارها تعیین و رابطه رگرسیونی میزان بهره برداری از درمنه در فواصل مختلف از هر آبشخوار محاسبه شد. پیش از ورود دام، 10 زوج پلات 4 مترمربعی با استفاده از میخ های چوبی مشخص گردید و به طور تصادفی وزن خشک 10 پلات محاسبه شد. پس از خروج دام نیز میزان بهره برداری درمنه در 10 پلات مشابه ابتدا تخمین و سپس مقدار واقعی آن از طریق قطع و توزین و تفاضل مقادیر اولیه و ثانویه محاسبه شد و معادله رگرسیون مناسب جهت اصلاح مقادیر تخمینی به دست آمد. در پایان فصل چرا، تعداد 2 ترانسکت به طول 1.7 کیلومتر به صورت تصادفی پیرامون هر یک از آبشخوارهای مطالعاتی مستقر گردید؛ آنگاه به صورت سیستماتیک در فواصل 100 متری هر ترانسکت با استفاده از یک پلات 4 مترمربعی، میزان بهره برداری از درمنه، تخمین و با استفاده از رابطه رگرسیونی به دست آمده در مرحله قبل اصلاح شد. پس از تعیین روابط رگرسیونی میزان بهره برداری در فواصل مختلف از هر یک از آبشخوارها، با استفاده از روش رگرسیون گروهی، ضرایب رگرسیونی معادلات مذکور با یکدیگر مقایسه و در نهایت مدل رگرسیون نهایی ارائه شد. نتایج نشان داد میزان بهره برداری به میزان زیادی وابسته به فاصله از آبشخوار است (R2=0.85). همچنین با افزایش فاصله از آبشخوار از شدت بهره برداری گونه درمنه کاسته شد.