بخشی از مقاله
چکیده
تغییر در کاربری اراضی، فرایند های هیدرولوژیکی را در حوضه ها متاثر ساخته و تعادل طبیعی جریان آب را مختل می کند. این مطالعه با هدف بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر وقوع و افزایش سیلخیزی و افزایش رواناب در حوضه چهل چای صورت گرفته است. منطقه مورد مطالعه داری مساحت 256 کیلومتر مربع میباشد. در این تحقیق نتیجه تغییرات کاربری اراضی برای دو سال 2000 و 2010 مورد بررسی قرار گرفت که با استفاده از تصاویر ماهواره و در محیط نرم افزاری GIS و RS انجام گرفته است.
نتایج حاصل از این روند تغییرات کاربری نشان داد که در این دوره مطالعه - سال های 2010 تا - 2000 بیشترین تغییرات کاربری مربوط به جنگل و کشاورزی است.که نتایج نشان می دهد که از سال 2000 تا سال 2010 تقریبا %5 افزایش کشاورزی داشته ایم. در مرحله بعد شبیه سازی وقایع بارش - رواناب به کمک SCS و مدل HEC-HMS انجام گرفت و پارامترهای هیدرولوژیکی به دست آمده بعد ورود به مدل نشان داد که برای مقادیر CN سالهای 2000 و 2010 که اثر تغییرات کاربری اراضی بر دبی و سیلخیزی حوضه موثر است. با توجه به تغییرات کاربری اراضی نشان می دهد که از سال 2000 تا 2010 تقریبا حجم رواناب دو برابر شده است.
مقدمه
افزایش جمعیت، همراه با ضعف برنامه ریزی برای بهره وری از زمین سبب شده است تا جنگلها و مراتع تخریب شده یا به زمین زراعتی تبدیل شوند، در نتیجه آب کمتری در بالادست رودخانه ها به زمین نفوذ کرده و سریع تر به طرف دشت جریان پیدا کند، به این ترتیب سیل ها فراوان تر، شدیدتر و ناگهانیتر شده و مردم بیشتری از این سیل ها آسیب میبینند. بی تردید وجود پوشش گیاهی در سطح حوضه به دلیل اثراتی که در مولفههای سیکل هیدرولوژی دارد، از عوامل کاهش سیل خیزی به شمار می رود.
بنابراین در حوضههای سیلخیز، حفاظت، اصلاح و ایجاد و پوشش گیاهی به دلیل تاثیر زیاد آنها در افزایش نفوذپذیری و زمان تمرکز و کنترل رواناب سطحی، بسیار حائز اهمیت می باشد. قطع درختان جنگلی و تخریب پوشش گیاهی باعث کاهش ظرفیت نفوذ خاک و یا افزایش ظرفیت زهکشی حوضه می شود که نتیجتا منجر به افزایش دبی سیلابی خواهد شد
دخالت انسان در چرخه طبیعی آب از طریق تخریب پوشش گیاهی در عرصه های آبخیز، کاربری غیراصولی، توسعه سطوح غیرقابل نفوذ و امثال آن احتمال سیل خیزی را در مناطق گوناگون افزایش داده است. یک از دلایل جدید و چالش برانگیز قرن بیست ویکم موضوع تغییرات کاربری اراضی هست که از جمله تاثیرات مخرب آن افزایش حجم رواناب وپتانسیل سیل خیزی می باشد .
کاربری و پوشش اراضی به علت تاثیر در نفوذ و فرسایش و تبخیر و تعرق نقش مهمی در تولید رواناب دارندو در مدل های هیدرولوژیک و توزیعی، کاربری و پوشش اراضی یکی از داده های اصلی است و استخراج آنها در داخل حوضه نیز نقش بسزایی در اجرای این مدل ها دارند .[7] نگاهی گذرا به وضعیت سیلخیزی کشور بویژه در محدوده مورد مطالعه این سوال در ذهن تداعی می شود که عامل اصلی تاثیر گذار بر وقوع سیلاب ها چه می تواند باشد
بی شک یکی از مهمترین دلایل وقوع سیلاب و افزایش دبی آن در دهه های اخیر، تغییرات کاربری اراضی و عدم تناسب کاربری های فعلی با قابلیت اراضی منظقه است. خسارت اقتصادی ناشی از بروز چنین سیلاب هایی در قالب تخریب سازه های آبی که عمدتا براساس دبی سیلاب طرح محاسبه و طراحی می شوند بسیار قابل ملاحظه است. مطالعات نشان داده اند که تغییر پوشش سطح زمین به صورت طبیعی و یا توسط انسان می تواند تاثیر بسزایی در سیکل هیدرولوژیکی منطقه داشته باشد. این تاثیرات در قالب افزایش حجم و میزان رواناب سطحی
افزایش پتانسیل ریسک سیلاب [6] و کاهش کیفیت آب [13] ظاهر خواهد شد. تحقیقات زیادی در ارتباط با تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر روی رفتارهای هیدرولویکی در سطح جهان صورت گرفته و ثابت شده است که تغییرات کاربری اراضی تاثیر مستقیم روی فرایند های هیدرولوژیکی حوضه، به واسطه ارتباط با رژیم تبخیر و تعرق از یک طرف و نوع پوشش سطح زمین از طرف دیگر دارد و همچنین گرایش زیادی در میزان کاهش نفوذ عمفی، ایجاد رواناب سطحی و افزایش فرسایش آبی و بادی با افزایش تغییرات زمین وجود دارد
تغییر کاربری اراضی در یک حوضه آبخیز می تواند سبب تولید رواناب و الگوهای سیلاب به واسطه تغییر فاکتور های هیدرولوژیکی شامل ساقاب، نفوذ و تبخیر گردد. و در نتیجه سبب تغییر در فراوانی سیلاب ها و شدت آن ها می شود. در مقیاس آبخیز تاثیرات برروی فرایند های هیدرولوژیکی شامل تاثیر بر اکوسیستم، محیط و اقتصاد محلی می باشد. بنابراین درک بهتر جهت ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی برروی فرایند های هیدرولوژیکی آبخیز جهت پیش بینی پتانسیل سیل خیزی و کاهش خطرات آن بسیار با اهمیت است یک موضوع بحرانی برای برنامه ریزی و مدیریت و توسعه پایدار در حوضه آبخیز می باشد
یکی از عوامل اصلی در تغییر روند رژیم سیلابی حوضه های آبخیز تغییر کاربری اراضی در سطح حوضه است . تغییر کاربری اراضی در یک حوضه آبخیز می تواند تاثیر قابل توجهی بر چرخه هیدرولوژی و در نتیجه منابع آب حوضه داشته باشد، از اینرو شناخت آثار تغییر کاربری اراضی بر پاسخ های هیدرولوژی حوضه راه گشای تعیین استراتژی مناسب در توسعه پایدار منابع آب حوضه های آبخیز می باشد
تحقیقاتی که در خصوص اثرات تغییر کاربری بر هیدرولوژیک یک حوضه انجام گرفته است، از بین این تحقیقات انجام گرفته در این مورد می توان به پژوهش هایی همچون موارد زیر اشاره کرد:
وانگ و همکاران - - 2008، با مدل سازی اثر گزینه های مختلف کاربری اراضی در حوضه ای در چین به این نتیجه رسیدند که کاربری های اراضی مختلف دارای اثرات مختلفی بر مقدار رواناب و آب زیرزمینی حوضه می باشدو تبدیل اراضی مرتعی به اراضی جنگلی در حوضه منجر به افزایش میزان رواناب سالانه و کاهش آب زیرزمینی در اثر کاهش نفوذپذیری خاک و کاهش تعرق در حوضه می گردد.
هادیانی و عبادی - - 2007، در تحقیقی نقش تغییرات کاربری اراضی در دبی سیلاب های منطقه ای در حوضه مادرسو گرگان را بررسی کرده اند. در این تحقیق آنها با استفاده از روش حفاظت خاک آمریکا - SCS - و مدل شماره منحنی، دبی حداکثر لحظه ای سیلاب طرح را در دو وضعیت کاربری فعلی اراضی و کاربری اراضی براساس قابلیت اراضی منظقه در شرایط مختلف رطوبت پیشین خاک - خشک I، متوسط II و مرطوب - III برآورد کرده اند .
خلیقی و همکاران - 1384 - ، با بررسی اثر تغییر کاربری اراضی در حوضه باراندوز چای در استان آذربایجان غربی در طول یک دوره 45 ساله - 1344 تا - 1379 در یافتند که اراضی دیم از 4528 هکتار به 20231 هکتار افزایش یافته است.
در این تحقیق آنها با استفاده از عکس های هوایی قدیم و تصاویر ماهواره ای جدید نقشه کاربری زمین در هر دو زمان را تهیه کردند سپس با استفاده از مدل حفاظت منابع طبیعی امریکا - NRCS - در محیط مدل یک رویدادی HEC_HMS شبیه سازی بارش - رواناب انجام دادند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که سیلاب در دوره جدید در بعضی از زیر حوضه ها تا %70 نسبت به دوره های قدیم افزایش یافته است
ثقفیان و همکاران - 1385 - ، اثر تغییرات کاربری اراضی بر روی سیل خیزی حوضه آبریز سد گلستان را با استفاده از مدل HEC_HMS بررسی کردند. نتایج شبیه سازی نشان داد که به علت تغییرات کاربری اراضی و تخریب جنگل ها و مراتع حوضه، دبی اوج سیل در دوره بازگشت 5 و 1000 ساله بترتیب 31/7 و 17/8 درصد افزایش داشته است
مواد و روش ها موقعیت منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه حوضه آبخیز چهل چای می باشد. حوضه آبخیز چهل چای یکی از حوضه های کوهستانی کشور با وسعت 25683 هکتار در موقعیت جغرافیایی 30، ' 22، 55 الی 30، ' 27، 55 طول شرقی و 30، ' 57، 36 الی ' 15، 37 عرض شمالی واقع شده است. این حوضه از لحاظ تقسیمات سیاسی در جنوب شهرستان مینودشت استان گلستان قرار گرفته و یکی از زیر حوضه های گرگان رود به شمار می رود. حداقل ارتفاع از سطح دریا 180 متر و حداکثر ارتفاع آن 2555 متر ازسطح دریا می باشد. آبراهه های اصلی حوضه با جهت کلی جنوب به شمال نزولات را جمع آوری می کنند.
شکل 1 موقعیت جغرافیایی حوضه چهل چای در ایران و استان گلستان
خصوصیات فیزیوگرافی
به منظور شناخت بیشتر خصوصیات ادافیکی و غیرادافیکی حوضه چهل چای براساس اهداف مطالعه، مساحت حوضه، تراکم آبراهه، شرایط خاک، زمین شناسی، پوشش گیاهی و ... به سه زیر حوضه CH1، CH2 تقسیم شده است
