پژوهش های آبخیزداری
سال:1397 | دوره:31 | شماره:121 |تعداد مقالات:8

هر چند ششم بهمن یاد آور انقلابی فرمایشی است که در اوایل دهه ی 1340 به مردم ایران تحمیل شد، دست کم برای آنان که خاک بی جایگزین سرزمینشان را ارزشمند می دانند، روزی تاریخ ساز به شمار می رود....

خشک سالی یکی از پدیده های مخرب زیست محیطی است که باعث بروز خسارت های زیادی به منابع طبیعی و زندگی انسان ها شده است. استان کردستان، تأمین کننده ی بسیاری از محصولات کشاورزی کشور است؛ بنابراین، خشک سالی در این استان، اهمیت بسیاری دارد. از داده های بده ی 23 ایستگاه آب سنجی و بارش 7 ایستگاه سینوپتیک در بازه ی آماری مشترک 29ساله (1392-1364) استفاده شد. برای محاسبه ی خشک سالی هواشناسی از نمایه ها ی SPI و PNI، و برای خشک سالی آب شناختی از نمایه ی SDI در مقیاس زمانی سالانه بهره برده شد. نتایج آزمون من کندال و تایل سن نشان دهنده ی روند خشک سالی هواشناسی در ایستگاه های سنندج، مریوان، قروه، زرینه و سقز بودند؛ بررسی این آزمون با کاربرد نمایه ی SDI نیز نشان دهنده ی روند نزولی در همه ی ایستگاه های آب سنجی، به جز ایستگاه های آب سنجی سنته خورخوره، قشلاق، قبقلو و بیار است. نتایج نشان دادند که خطای جذر میانگین مربعات برای نمایه های SPI، PNI و SDI به ترتیب 0/41، 0/49 و 0/47، و ضریب تبیین 0/65، 0/50 و 0/59 است؛ بنابراین نمایه ی SPI عمل کرد بهتری را داشته است.

یکی از مهم ترین تهدیدهای منابع آب وخاک در هر کشور، فرسایش خاک و هدررفت مواد غذایی است. استفاده از اصلاح کننده ها، به ویژه مواد آلی، از راهکارهای مؤثر برای جلوگیری از آن است. به همین دلیل در این پژوهش تلاش شده است تا اثر دو اصلاح کننده ی آلی خاک، یعنی زغال زیستی و کود گوسفندی، در دو شدت بیشینه ی 51 و 65 میلی متربرساعت در عرصه و به کمک شبیه ساز باران ارزیابی شود. نتایج نشان داد که در شدت 51 میلی متربرساعت هیچ تفاوت معنی داری در تیمارها به وجود نیامده است، حال آن که با افزایش شدت به 65 میلی متربر ساعت، اصلاح کننده ی زغال زیستی سبب 64 % کاهش بین متغیرهای حجم رواناب، بار معلق و ضریب رواناب و کود گوسفندی نیز سبب 76% کاهش در متغیرهای حجم و ضریب رواناب و 74% کاهش در بار معلق در تراز اعتماد 99% شد.

هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تأثیر بار معلق جریان های سیلابی بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاکِ زمین های مجاور رودخانه ی سیستان است. اندازه ی ذرات با نمونه برداری از بار معلق سیلاب هایی که از افغانستان وارد رودخانه ی سیستان می شود مشخص شد. سپس زمین هایی که با سیلاب های ورودی به رودخانه ی سیستان با تلمبه آبیاری می شوند مشخص، و میزان بار معلق آب کشی شده در هر سال زراعی در آن ها برآورد گردید. نمونه هایی از خاکِ مناطق پخش سیلاب و منطقه ی شاهد برداشته، و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها واکاوی شد. نتایج این بررسی نشان دادند که بین میانگین مقادیر اسیدیته، مجموع کلسیم و منیزیم و درصد شن در منطقه ی آبیاری و شاهد اختلاف معنی داری وجود ندارد، درحالی که بین مقادیر پتاسیم، کربن، نیتروژن، ماده ی آلی و درصد رطوبت خاک در تراز 1% (P< 0. 01) و هدایت الکتریکی، سدیم، نسبت جذب سدیم، درصد سدیم تبادلی، درصد سدیم محلول، فسفر، رس و لای خاک در تراز 5% (P<0. 05) اختلاف معنی دار است. بافت خاک از متوسط رسی شنی در منطقه ی شاهد، به متوسط در زمین های آبیاری شده با سیلاب تغییر یافته است. بر این اساس، نتیجه گیری می شود که رسوب های معلق آب کشی شده به وسیله ی تلمبه ها باعث بهبود ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاکِ زمین های آبیاری شده با سیلاب گردیده است، که با توجه به تسریع بیابان زایی و بایر شدن زمین ها در این منطقه، شرایط مناسبی را برای بهره برداری از این زمین ها فراهم آورده است.

بارش از اجزای اصلی چر خه ی آب شناسی است و به داده های آن در تحلیل های آب و هوایی و مدل های آب شناختی نیاز است. با توجه به کمبود داده های بارش در گستره های مکانی و بازه های زمانی، در پژوهش حاضر به ارزیابی اطلاعات بارش برآوردی از تصاویر ماهواره ی TRMM و TRMM اصلاح شده در حوضه ی آبخیز شاپور استان فارس پرداخته شد. از اطلاعات 28 رخ داد بارش روزانه و ساعتی ایستگاه های واقع در حوضه ی یادشده و رخ دادهای بارش روزانه در بازه ی زمانی 1390 تا 1395 برای پنج ایستگاه بوشیگان، کازرون، چیتی، دشت ارژن و پس قلات در محدوده ی مطالعاتی کازرون استفاده شد. معیارهای ضریب همبستگی، میانگین مجذور مربع خطا، احتمال آشکارسازی، نرخ هشدار اشتباه و شاخص موفقیت بحرانی، برای هر دو فراورده بارش ماهواره ای محاسبه شد. نتایج نشان دادند که مدل های TRMM و TRMM اصلاح شده در مقیاس ساعتی و روزانه دقت کمی دارند؛ گرچه همبستگی داده های مشاهداتی در مقیاس ساعتی با TRMM اصلاح شده نسبت به TRMM بیشتر است. با اصلاح داده ی بارش TRMMضریب تبیین مدل از 52/0 به 75/0 بهبود یافت که نشان دهنده ی انطباق نسبی داده های بارش TRMM با داده های ایستگاه زمینی است. ضریب همبستگی مقادیر بارش برآوردی از ماهواره ی TRMM و TRMM اصلاح شده در مقیاس ماهانه با داده های زمینی در تمامی ایستگاه های بررسی شده، ضریب همبستگی زیادی (بیشتر از 85/0) دارد و با اصلاح داده ی بارش TRMM ضریب تبیین نیز بهبود یافت.

فرسایش خندقی از انواع فرسایش آبی است که رخ داد و گسترش آن موجب هدررفتن خاک حاصل خیز کشاورزی، تخلیه ی رطوبت خاک و آب زیرزمینی می شود. اهداف پژوهش حاضر بررسی فرسایش خندقی و تعیین مناطق حساس از لحاظ توان فرسایش خندقی در حوضه ی سرخ آباد است. ابتدا لایه های اطلاعاتی مانند شیب ، کاربری، فاصله از گسل ، جهت شیب ، فاصله از آبراهه ، فاصله از جاده ، سنگ شناسی ، بارش و ارتفاع از سطح دریا با استفاده از نرم افزار Arc GIS تهیه، طبقه بندی و وزن دهی شدند. در واکاوی داده ها و مدل سازی، روش فرایند تحلیل شبکه (ANP) به کار گرفته شد. در روش ANP برای طراحی ساختار شبکه ای بین معیارها از روش DEMATEL استفاده شد. اعتبارسنجی نقشه ی فرسایش خندقی با نمودار ROC و معیار ارزیابی سطح زیرمنحنی (AUC) انجام گرفت. نتایج نشان دادند که معیارهای فاصله از جاده ، سنگ شناسی ، کاربری زمین و بارش، مهم ترین عامل های تأثیرگذار بر فرسایش خندقی هستند. نتایج اعتبارسنجی نقشه ی پهنه بندی فرسایش خندقی نشان دادند که با مقدار سطح زیرمنحنی معادل 684/0، مدل عمل کرد متوسطی برای تعیین مناطق مستعد به فرسایش خندقی در حوضه ی مطالعه شده دارد. تعیین مناطق مستعد فرسایش خندقی با استفاده از روش شبکه ی عصبی مصنوعی و مقایسه ی آن با روش فرایند تحلیل شبکه پیشنهاد می شود.

دگرگونی ریخت شناسی رودخانه ها به آسیب های جدی شامل تغییرات عرض و تصویر افقی آب راه، فرسایش و رسوب گذاری بستر و سواحل، خرابی سازه ها و ازدست رفتن زمین های باارزش منجر می شود. در این پژوهش از یک مدل عددی دوبعدی به نام CCHE2D، برای مدل سازی اثر الگوی جریان بر تغییرات رودخانه در بازه ای از پیچان رود طبیعی رود کر، حد فاصل پل عباس آباد و سد درودزن استان فارس بهره گرفته شده است. در این بررسی با بهره وری از نقشه های پستی وبلندی، هندسه ی مدل و شبکه ی محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه شد و بر اساس مشخصات اندازه گیری شده ی جریان، مدل آب پویایی دوبعدی متوسط عمق، اجرا شد، و نتایجی همچون تغییرات عمق، سرعت جریان، جریان ثانویه و تنش برشی استخراج گردیدند. در پایان، با کاربرد دو معیار آماری RMSE و MAPE داده های حاصل از مدل سازی مدل عددی با داده های مشاهده ای مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که این مدل در پیش بینى مقادیر فراسنج های جریان دقت مناسبی داشته و داده هاى مدل سازی شده به داده هاى حاصل از اندازه گیری صحرایی شباهت زیادی دارند. نتایج تغییرات الگوی جریان به عنوان یک شاخص مؤثر در پیش بینی رفتار هیدرولیکی و آب پویایی نشان می دهند با اصلاح مسیر و حذف پیچان رود در بازه های پیچان رودی رودخانه ی کر با تبدیل رودخانه از حالت پیچان رودی به مستقیم (حالت میان بری) از تخریب بیشتر زمین های کشاورزی جلوگیری می گردد، اما فرسایش کناره ها و کف بستر را افزون می کند که مستلزم هزینه ای به نسبت زیاد است. بهره گیری از مدل های پویای سیالات محاسباتی برای مدل سازی تغییرات رودخانه، محققان را یک گام به پیش بینی های کلی تر برای فرایندهای حاکم بر رودخانه های پیچان رودی نزدیک تر می کند. مدلCCHE2D نیز از توانایی خوبی برای پیش بینی تغییرات رودخانه های پیچان رود برخوردار است.

امروزه یکی از مشکلات مهم جهان، فرسایش خاک است که سبب ﻛ ﺎ ﻫ ﺶ حاصل خیزی ﺧ ﺎ ﻙ ، ﺍ ﻓ ﺰ ﺍ ﻳ ﺶ ﻏ ﻠ ﻈ ﺖ ﺭ ﺳ ﻮ ﺏ ﺩ ﺭ رودخانه ها و مخازن سدها میﺷ ﻮ ﺩ . پژوهش حاضر برای بررسی تغییرات مقاومت سطحی خاک با استفاده از پلیمرپلی وینیل استات با مقادیر 5، 10، 15، 20 و 25 میلی لیتر و اندازه ی کاربرد 5، 10، 15 و 25%، در شرایط آزﻣ ﺎ ﯾ شگاهی و مقیاس کرت انجام داده شد. نتایج نشان داد که پلیمراستفاده شده می تواند مقاومت سطحی خاک را بیش تر از تیمار شاهد افزایش دهد. کاربرد پلیمربا غلظت 25% و مقدار 25 میلی لیتر در سطح 79/0 سانتی مترمربع بیشترین مقاومت سطحی خاک با مقدار 3/3 کیلوگرم بر سانتی مترمربع را به دنبال داشت. با توجه به نتایج به دست آمده و درنظرگرفتن هزینه ی اقتصادی (هر لیتر پلی وینیل استات 100000 ریال) غلظت 15% می تواند مقدار بهینه برای افزایش مقاومت سطحی خاک دانسته شود. می توان نتیجه گرفت که پلیمراستفاده شده، علاوه بر افزایش مقاومت خاک سطحی ممکن است در حفاظت خاک و مهار فرسایش آبی مؤثر باشد.