بخشی از مقاله
چکیده
زهکشی شبکه جاده جنگلی مطابق با الگوی طبیعت و با پراکنش حداکثر، تحت تاثیر عواملی چون کیفیت کانالها و آبروها و تعداد، ابعاد و موقعیت آبروها می باشد که رعایت مسائل فنی و محیطزیستی مربوط به آنها خود مستلزم آگاهی از تراکم و درجه آبراههها و چگونگی پراکنش آنها می باشد. لذا در این تحقیق با استفاده از GIS به عنوان ابزاری مفید و موثر، اقدام به تهیه و درجه بندی آبراههها اعم از اصلی و فرعی گردید و سپس قابلیتها و کاربردهای آن در مقایسه با آبراهه سازمان نقشهبرداری بررسی گردید. همچنین در این مطالعه به طور همزمان نقشه یالهای منطقه مورد مطالعه به عنوان لایهای مهم در طراحی شبکه جاده و خروج چوب نیز با استفاده از GIS تهیه گردید.
نتایج نشان داد مجموع طول آبراهههای نقشه سازمان 272 و مجموع طول حاصل در این مطالعه 485 کیلومتر بود. بنابراین اگر چه شبکه آبراهه تهیه شده توسط سازمان نقشهبرداری قابلیت استفاده در طراحی شبکه جاده را دارد، اما اطلاعات کافی را برای مدیریت صحیح و کارآمد سیستم زهکشی در اختیار مدیران قرار نمیدهد. در مقابل، شبکه آبراههی این مطالعه که علاوه بر شبکههای اصلی، شبکههای فرعی آبراهه را نیز در نظر گرفته و آنها را درجهبندی نموده، علاوه بر اینکه اطلاعات مفیدی را در طراحی و مدیریت سیستم زهکشی جاده در اختیارمان قرار می دهد، همچنین در مدیریت بهتر جریانهای آبی در اطراف جادههای جنگلی و در نتیجه کنترل فرسایش و رسوب و حفظ کیفیت آب بسیار موثر خواهد بود.
واژههای کلیدی: جاده جنگلی، شبکه آبراهه، اثرات محیطزیستی، سیستم اطلاعات جغرافیایی
-1 مقدمه
امروزه کارکردهای مختلف جنگل اعم از حفاظت خاک، تنظیم وتعدیل جریان آبها، تفریح و تفرج و تولید محصولات چوبی و غیره بر کسی پوشیده نیست. در حقیقت، بهرهبرداری انسان از جنگل چند جانبه و مضاعف بوده و شامل استفاده های مادی، حفاظتی و فرهنگی میشود. بهرهبرداری اصولی و دائمی از تمامی کارکردها و خدمات جنگل،که از اهداف اصلی مدیریت پایدار جنگل نیز می باشد، بدون وجود یک شبکه جاده جنگلی کارآمد امکان پذیر نخواهد بود.[1] از طرفی جادههای جنگلی موجب خسارات مختلف محیط زیستی شامل، افزایش انواع ناپایداری خاک مانند زمین لغزش و فرسایش، از بین رفتن زیستگاهها و همچنین کاهش تنوع گونه های گیاهی و جانوری در منطقه و مهمتر از همه کاهش کیفیت آب خروجی از جنگل میگردد .[2,4, 5, 6]
البته حساسیت این مورد آخر در جنگلهایی که کارکرد آنها تولید آب میباشد به مراتب بیشترخواهد بود. در واقع با ساخت جاده، تولید و انتقال رسوب از سطح جاده و ترانشهها به داخل کانال کناریٌ جاده و سپس آبروهاٍ و در نهایت آب پایین دست، اجتناب ناپذیر خواهد بود [3, 7] که موجب کاهش کیفیت آب خروجی از منطقه خواهد شد. لذا در طراحی و ساخت جاده مسائل فوق می باید مورد توجه قرار گرفته تا رسوبات و آلودگی های ناشی از آن به حداقل ممکن کاهش یابد. در این رابطه نوع و کیفیت روسازی جاده، نوع و ابعاد سطح مقطع کانال کناری و مهمتر از آن، تعداد، ابعاد و موقعیت آبروها عوامل تعیین کننده می باشند که با در نظر گرفتن آنها به شکل صحیح، میتوان میزان رسوبات حاصل از جاده وآلودگیهای ناشی از آن را به نحو چشمگیری کاهش داد و در نتیجه به نوعی موجب حفظ کیفیت آب خروجی شد.
تعیین نوع، ابعاد، تعداد و موقعیت آبروها و کانال کناری خود مستلزم دانش کافی در رابطه با میزان و چگونگی پراکنش آبهای سطحی منطقه می باشد. لذا در این مطالعه، نقشه شبکه آبراههَ - اعم از اصلی و فرعی - که اولین قدم به منظور رسیدن به اهداف بالا می باشد، با استفاده از قابلیت های نرم افزار ArcGIS تهیه گردید تا در مراحل بعدی یعنی پیشبینی میزان و چگونگی پراکنش آبهای سطحی و در نتیجه تعیین ابعاد کانال ها و همچنین تعداد، ابعاد و موقعیت آبروها - که نیاز به اطلاعات دقیق و کاربردی در رابطه با تراکم آبراهه ها، درجه آبراهه ها و چگونگی پراکنش آنها در منطقه می باشد- مورد استفاده قرار گیرد. ضمن این که تعیین شبکه آبراهه به طور کامل و با جزئیات، ما را در مدیریت صحیح منابع آبی کشور کمک می نماید.
-2 مواد و روش ها
منطقه مورد بررسی
مطالعه حاضر در جنگل خیرود - جنگل آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران- واقع در شرق نوشهر در حوزه آبخیز 45 جنگلهای شمال، انجام شد. منطقه مورد بررسی دارای مساحتی حدود 8800 هکتار میباشد که در بین طول جغرافیایی 51œ 32' و 51œ 43' و عرض جغرافیایی 36œ 27' و 36œ 40' و در دامنه ارتفاعی صفر تا 2200 متر از سطح دریا گسترش یافته است. ژئومرفولوژی منطقه شامل واحد کوهستانی جنگلی است و رودخانه خیرود زهکش اصلی آن است.
روش پژوهش
مطالعه حاضر در جنگل خیرود - جنگل آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران- واقع در شرق نوشهر در حوزه آبخیز 45 جنگلهای شمال، انجام شد. منطقه مورد بررسی دارای مساحتی حدود 8800 هکتار میباشد که در بین طول جغرافیایی 51œ 32' و 51œ 43' و عرض جغرافیایی 36œ 27' و 36œ 40' و در دامنه ارتفاعی صفر تا 2200 متر از سطح دریا گسترش یافته است. ژئومرفولوژی منطقه شامل واحد کوهستانی جنگلی است و رودخانه خیرود زهکش اصلی آن است.لایه های موجود که در این مطالعه استفاده شدند، شامل نقشه مرز جنگل خیرود، نقشه توپوگرافی و نقشه آبراهه که توسط سازمان نقشه برداری تهیه گردیده است، بوده است. ابتدا نقشه توپوگرافی را با توجه به منطقه مورد مطالعه برش داده - البته کمی فراتر از سطح جنگل خیرود - و با استفاده از آن لایه Tin و به دنبال آن مدل رقومی ارتفاع - DEM - منطقه تهیه گردید. سپس به منظور اصلاح مدل رقومی ارتفاع منطقه، عملیات Sink و Fill صورت گرفته تا بدین ترتیب چالهها و فرورفتگی های احتمالی که در اثر خطاهای موجود در لایه های اطلاعاتی ممکن است به وجود آیند، مشخص و پر گردند تا در ادامه به عنوان آبراهه تلقی نشوند. در ادامه مراحل زیر به ترتیب انجام شد:
-تهیه لایه جهت جریان آبراهه ها - Flow Direction - منطقه مورد مطالعه با استفاده از DEM اصلاح شده.
-مشخص کردن آبراهه ها از طریق تهیه لایه Flow accumulation با استفاده از Flow Direction که در مرحله قبل تهیه گردید.
-اجرای تابع Con به منظور استخراج آبراهه ها، که حاصل نقشه آبراههی جنگل خیرود بوده که همگی دارای کد مشابه و پیوسته بوده که می باید به درجات مختلف تفکیک گردند. لازم به ذکر است که برای اجرای این مرحله پیکسل هایی با مقادیر عددی بیشتر از 100 به عنوان آبراهه در نظر گرفته شدند تا بدین ترتیب آبراهه های فرعی - درجه های یک و دو - نیز استخراج شوند.
-تفکیک و جداسازی آبراهه ها با استفاده از تابع .Stream link
-درجه بندی - درجه یک، دو، سه، چهار و ... - آبراهه های تفکیک شده، با استفاده از تابع Stream .order
سپس نقشه حاصله که به فرمت رستری بوده، به فرمت وکتوری تبدیل شده و با استفاده از نقشه مرز جنگل خیرود برش داده شده، و بدین ترتیب نقشه شبکه آبراهه جنگل خیرود به تفکیک درجات مختلف حاصل گردید.همچنین در این مطالعه به طور همزمان نقشه یالهای منطقه مورد مطالعه نیز تهیه گردید. به این منظور ابتدا DEM معکوس - یعنی حاصل نقشه DEM ضرب در - -1 تهیه و سپس مراحل بالا عیناً اجرا شد.در نهایت نقشه شبکه آبراهه تهیه شده توسط سازمان نقشه برداری و نقشه شبکه آبراهه که در این مطالعه تهیه شده، مقایسه گردید و قابلیتهای هر یک برای استفاده در ساخت و مدیریت شبکه جاده و سیستم زهکشی آن بحث شد.
-3 نتایج
مدل رقومی ارتفاع و نقشه شبکه آبراهه برای منطقه مورد مطالعه - به تفکیک درجات - تهیه شده، که در شکل 1 آمده است. مجموع طول آبراهه ها 485/5 کیلومتر بدست آمده است. مدل رقومی ارتفاع معکوس و نقشه یال ها برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید که در شکل 2 قابل مشاهده است.
