بخشی از مقاله
چکیده
انجام اقدامات حفاظت آب و خاک و آبخیزداری در راستای حذف و یا تقلیل خسارات ناشی از استفاده ناشایست انسان از محیط طبیعی از جمله مواردی است که بعضا از سالهای پیش آغاز گردیده و اکنون نیز ادامه دارد لکن ارزیابی عملکرد اقدامات آبخیزداری در راستای دستیابی به اهداف طرحهای مربوطه تاکنون به طور علمی و منطقی در ایران کمتر مد نظر قرار گرفته است.
ارزیابی پروژههای آبخیزداری امروزه از بنیادیترین مسائلی است که در کشورها بهمنظور برنامهریزیهای آینده درزمینه طرحهای اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام میگیرد در این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر دوره بازگشت سیل بر هیدروگرافهای حوزه نراب در قبل و بعد از اجرای اقدامات آبخیزداری، حوزه آبخیز نراب انتخاب و بررسی شده است. این حوزه که از طریق جاده آسفالته شهر جیرفت- سد جیرفت میباشد که پس از طی مسافت 13 کیلومتر راه آسفالته توسط یک جاده خاکی به سمت راست و به طول 21 کیلومتر به مرز حوزه نراب میرسد.
برای انجام این پژوهش ابتدا اطلاعات پایه حوزه شامل نقشههای توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، آمار رگبارها و اطلاعات سیلاب حوزه از سال 1381 تا 1393 و همچنین جزئیات اقدامات آبخیزداری انجام شده از مراجع مرتبط اخذ گردید. شرایط واقعی در حوزه نراب با نرمافزار HEC- HMS مدلسازی شد که با توجه به سه واقعه رگباری کالیبره گردید.
نتایج نشان میدهد دبی اوج سیلاب با دوره بازگشتهای 5، 10، 20 و 50 سال به ترتیب 30 - ، 38/97، 58/68، - 65/89، 30/17 - ، 40/82، 54/48، - 64/94، 20 - ، 29/86، 50/1، - 40، 30 - ، 40، 42/7، - 60/04 درصد افزایش خواهد یافت و این نتایج بیانگر این امر است که با افزایش دوره بازگشت سیل اقدامات آبخیزداری در حوزه آبخیز نراب کرمان نقش مؤثری نخواهد داشت. و دبی اوج سیلاب افزایش خواهد یافت. و هرچه دوره بازگشت سیل بیشتر میشود نقش اقدامات آبخیزداری کمتر خواهد شد.
مقدمه
آب یکی از گرانبهاترین منابع ملی یک کشور است. این ارزش اساسا از آن جهت است که منبع تجدیدشونده است و منابع اقتصادی و اجتماعی حاصل از مصرف درست آن اهمیت بسیار زیادی دارد. امروزه، حفاظت آب و خاک اهمیت جهانی دارد. با افزایش سریع جمعیت جهان میزان بهرهبرداری انسان از زمین و طبیعت افزایش یافته و در نتیجه باعث تخریب هرچه بیشتر و سریعتر زمین و طبیعت گردیده است.
افزایش جمعیت همراه با ضعف برنامهریزی برای بهرهوری از زمین سبب شده است تا جنگلها و مراتع تخریب شده یا به زمین زراعی تبدیل شوند. در نتیجه آب کمتری در بالادست رودخانهها به زمین نفوذ کرده و سریعتر به طرف دشت جریان پیداکند. به این ترتیب سیل فراوانتر، شدیدتر، و ناگهانیتر شده است و مردم آسیبهای بیشتری از سیل میبینند که این یکی از معضلات بسیار مهم قرن بیست و یکم خصوصا در کشورهای جهان سوم و همچنین ایران میباشد که در ایران برای جلوگیری از تخریب خاک و کاهش شدت آن و ممانعت از هدر رفت آب اقدامات حفاظت آب و خاک از سال 1327 آغاز شده و تاکنون ادامه دارد
در کشور نیمه خشک ایران اجرای طرحهای آبخیزداری، آب و خاک برای حفظ منافع ملی ضروریست و باعث استفاده صحیح از منابع آب و خاک، جلوگیری از فرسایش خاک و بهبود بهرهوری آب میشود. طرحهای آبخیزداری نقطه شروع حفظ منابع طبیعی و استمرار دهنده آنها برای بهرهبرداری بهتر و ممانعت از هدررفت منابع ملی هستند و با ارزیابی کمی آنها میتوان به دیدگاه روشنی در مورد بازدهی چنین اقداماتی در حوزههای آبخیز دست یافت
آبخیزداری بهعنوان مدیریت موثر حوزههای آبخیز، از طریق سیاستها، اقدامات عملی و روشهای کاربردی حفاظت و بهرهبرداری از منابع بر مبنای آگاهی کامل از مسائل بوم شناسی، آبشناسی، جامعهشناسی، شناسایی ظرفیت و توان تولید منابع موجود در حوزهآبخیز تعریف میشود اگرچه هر ساله در کشور ایران مبالغ قابل توجهی برای اجرای طرحهای آبخیزداری هزینه میشود ولی بین مدیران، کارشناسان و ساکنین حوزههای آبخیز دیدگاههای مختلفی در خصوص اقدامات آبخیزداری و نتایج راندمان حاصل از فعالیتهای آبخیزداری وجود دارد
آگاهی از میزان اثربخشی اجرای هر نوع پروژه برای مجریان آن از اهمیت زیادی برخوردار است، چراکه با شناخت کافی از میزان آن ضمن آگاهی از میزان حصول اهداف اولیه، مزایا و معایب مرتبط، شناسایی شده و تصمیمگیری لازم در خصوص اصلاح معایب و یا تجدید نظر در شیوه اجرا و یا حتی نوع عملیات اجرایی اتخاذ خواهد شد
مطابق آمار تهیه شده توسط سازمان ملل متحده در میان بلایای طبیعی، سیل و طوفان بیشترین تلفات و خسارات را به جوامع بشری وارد آوردهاند
سیل یکی از انواع خطرهای طبیعی است که خسارت زیادی به جوامع انسانی، تاسیسات، مراکز صنعتی و اراضی کشاورزی تحمیل میکند در وضعیت موجود سطح مناطق سیلخیز در کشور حدود 91 میلیون هکتار براورد گردیده است
به عبارت دیگر 55 درصد از سطح کشور در تولید رواناب مستقیم و سریع نقش داشته که حدود 42 میلیون هکتار آن دارای شدت سیلخیزی متوسط تا خیلی زیاد میباشند
به طور کلی تعاریفی که از سیل ارائه شده است مختلف می-باشد به عنوان نمونه سیل به وضعیتی گفته میشود که در آن جریان رودخانه و سطح آب به صورت غیرمنتظرهای افزایش پیدا کرده و باعث خسارات مالی و جانی گردد - علیزاده، . - 1389 سیلخیز بودن اکثر حوزههای کشور از یک طرف و پیشرفت فناوری های کامپیوتری از طرف دیگر ضرورت مدیریت سیلاب از طریق مدلسازی را دو چندان کرده است
Lammersen و همکاران در سال 2002 با استفاده از مدلهای روندیابی عددی، تاثیر عملیات مهندسی در مسیر رودخانه راین در هلند را بر دبی اوج در دوره بازگشت های ساله شبیه سازی کردند و نتایج آنان نشان داد که سازههای تأخیری باعث کاهش دبی اوج به میزان مترمکعب در ثانیه شده است و سازههای اصلاحی شامل دیوارههای ساحلی دبی اوج را به میزان متر مکعب در ثانیه افزایش دادهاند.
Lopez و همکاران در سال 2002تاثیر مخزن یسا در سیلاب رودخانه آراگون را مورد بررسی قرار دادند و نتایج نشان داد که مقدار دبی اوج سیلهای خروجی از مخزن در دوره بازگشتهای مختلف کاهش یافته است. Bathurstو همکاران در سال 2011 از طریق مدل HEC-HMS تاثیر کاهش پوشش جنگل بر حجم و دبی پیک در کاستاریکا، اکوادر، شیلی و آرژانتین بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که در دوره بازگشت 5 ساله، حذف 20 تا 30 درصد جنگل باعث تحریک تغییر در دبی اوج میشود، اما در بارندگیهای شدید بعید است که کاهش پوشش جنگلی دلیل تغییرات دبی پیک باشد.
عربی و بنی حبیب در سال 1388 با هدف ارزیابی تاثیر عملیات آبخیزداری در آبخیز گلاب دره پس از واسنجی و اعتباریابی مدل، نتیجه گرفتند که اثر عملیات HEC-HMS در شمال تهران با استفاده از مدل آبخیزداری روی هیدروگراف سیل در دوره بازگشتهای کم، قابل توجه بوده و با افزایش دوره بازگشت، این اثر کاهش بر روی سیلاب، نازلتر میگردد و همچنین بیان نمودند که دبی اوج سیلاب در تعدادی از واحدهای هیدرولوژیکی کاهش یافته است و در برخی از آنها به علت افزایش سطح شهری زیرحوزه، افزایش مشاهده میشود.
مصطفی زاده در سال 1389 تاثیر سدهای اصلاحی توری سنگی اجرا شده در آبخیز جعفرآباد در استان گلستان از دیدگاه هیدرولوژیک را مورد بررسی قرار داد و هیدروگراف سیل با دوره بازگشتهای متفاوت 2 تا 100 ساله در وضعیت قبل و بعد از عملیات آبخیزداری شبیه سازی شد. معیارهای دبی اوج، زمان تا اوج، زمان پایه و حجم سیلاب برای ارزیابی تاثیر هیدرولوژیک تعیین و مقادیر آنها در دو وضعیت مذکور با دوره بازگشتهای مختلف، محاسبه شد. بر اساس نتایج، درصد تغییر معیارهای ارزیابی نشان داد که تاثیر سازه ها بر کلیه معیارها در دوره بازگشتهای متفاوت کم تر از 1,5 درصد بوده است.
از طرفی با افزایش دوره بازگشت سیلاب، تاثیر سازهها بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش یافته و بیشترین تاثیر سازهها بر معیارهای هیدرولوژیک در دوره بازگشتهای پایین 2 تا 15 ساله بوده است. سلطانی و همکاران در سال 1393در تحقیقی تحت عنوان ارزیابی اثر احداث سدهای اصلاحی بر کاهش دبی اوج سیلاب در حوزهی منشاد یزد با محاسبهی زمان تمرکز و هیدروگرافهای سیل با دوره بازگشتهای 2 تا 100ساله به این نتیجه رسیدند که سازهها بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب تأثیر داشتهاند، ولی با افزایش دوره بازگشت سیلاب تأثیر سازهها بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش یافته است.
دهقانی فیروزآبادی و همکاران در سال 1393 در تحقیقی تحت عنوان بررسی تاثیر اقدامات آبخیزداری بر کاهش سیلخیزی حوزه آبخیز باکمک مدل HEC-HMS در حوزه آبخیز طرزجان یزد به این نتیجه رسیدند که تاثیر فعالیتهای مکانیکی باعث کاهش حجم سیلاب و دبی اوج در حوزه شده است از طرفی با افزایش دوره بازگشت سیلاب، تاثیر اقدامات آبخیزداری بر کاهش دبی اوج و حجم سیلاب کاهش یافته است در واقع تلفیق اقدامات بیولوژیکی و مکانیکی بیشترین تاثیر را روی کاهش دبی اوج داشته است.
یوسفی و همکاران در سال 1393 تاثیر سازههای هیدرولیکی در کاهش سیلاب حوزه آبخیز راونج دلیجان برای حداکثر بارندگی شش ساعته برای دوره برگشتهای مختلف 2، 5، 10، 25، 50، 100، 200 ساله را مورد ارزیابی قرار دادند و دبی اوج و حجم سیلاب خروجی حوزه را بهدست آوردند. نتایج نشان داد این سازهها در دوره بازگشتهای کم بیشتر است و با در نظر گرفتن حجم مخازن عملیات اجرا شده رواناب با دوره بازگشت کوتاه مدت کنترل میشود و این موضع سبب افزایش دبی پایه رودخانه و مدت آبدهی منابع آبی منطقه - قنوات - به میزان 20 و 33 درصد گردیده است.
مواد و روشها
حوزه آبخیز نراب به مساحت 7700 هکتار در محدوده مختصات جغرافیایی 57 œ 28 21 تا 57 œ 35 32 طول شرقی و 28 œ 23 50 تا 28 œ 44 59 عرض شمالی در شمال شهر جیرفت قرار دارد. از نظر تقسیمات کشوری جزء شهرستان جیرفت، بخش سارئیه دهستانی دلفارد میباشد این حوزه از زیر حوزه های آبخیز هلیل و سد جیرفت بوده که خروجی آن در داخل مخزن سد قرار گرفته است. بهطوری که راه دسترسی به آن از طریق جاده آسفالته شهر جیرفت- سد جیرفت میباشد که پس از طی مسافت 13 کیلومتر راه آسفالته توسط یک جاده خاکی به سمت راست و به طول 21 کیلومتر به مرز حوزه نراب میرسد - اداره کل منابع طبیعی،. - 1381 شکل 1 موقعیت منطقه را نشان میدهد.
