بخشی از مقاله
چکیده
برای درک و شناخت دقیق یک پدیده یا ترکیبی از پدیدهها، امروزه مدلها بهعنوان مهّمترین ابزار در بررسیهای تجربی و تکوینی مّدنظر قرار میگیرند. یکی از مدل هایی که برای شبیهسازی فرآیندهای هیدرولوژیکی توسعه داده شده است، مدل هیدرولوژیکی توزیعی - مکانی WetSpa میباشد. در تحقیق حاضر نقشه ذخیره چالابی با استفاده از مدل WetSpa و نرم افزارهای ArcView GIS 3.2 و ArcGIS 9.3 برای حوزه گل گل یکی از زیر حوزه های سد ایلام به مساحت 252 کیلومتر مربع تهیه شد که کاربرد این نقشه در محاسبه جریان سطحی و بیلان آبی در هر سلول می باشد. در تحقیق حاضر نتایج نشان داد که بیشترین میزان ذخیره چالابی در کاربری جنگل و خاک با بافت شنی لومی و در شیب کم میباشد. و مقادیر مینیمم، ماکسیمم، میانگین و انحراف از معیار ظرفیت ذخیره چالابی به ترتیب برابر 0، 21، 7/75 و 8/36 بدست آمد.
کلمات کلیدی: فرسایش و رسوب، ایلام، ضریب رواناب و بیلان آبی
-1مقدمه
فرسایش و رسوبگذاری به عنوان یک رفتار طبیعی منجر به از دست رفتن خاک حاصلخیز کشاورزی و اعمال خسارت جبران ناپذیر به طرحهای عمرانی میگردد [2] و .[5] سالیانه مقدار زیادی خاک از سطح حوزههای آبخیز شسته شده و از محل اصلی خود جابجا میشود، که این امر در کشور ما باعث از دست رفتن حجم زیادی خاک حاصلخیز و پر شدن مخازن سدها و در نتیجه فقر خاک میگردد. فرسایش خاک از جمله معضلات مهم حوزههای آبخیز کشور به حساب می-آید که میتوان از آن به عنوان یکی از مهمترین موانع دستیابی به توسعه پایدار کشاورزی و منابع طبیعی نام برد .[1] تغییرات رسوبات متحرک نیز نظیر کنده شدن و فرسایش کنار و بستر کانالها، تهنشینی رسوبات نرم و معلق گردیدن مجدد رسوبات موجود در ستون آب میتواند اثرات قابل توجهی روی سلامت اکوسیستمهای آبی داشته باشد [4]؛ [6] و . [10]
برای درک و شناخت دقیق یک پدیده یا ترکیبی از پدیدهها، امروزه مدلها بهعنوان مهّمترین ابزار در بررسیهای تجربی و تکوینی مّدنظر قرار میگیرند. یکی از مدلهایی که برای شبیهسازی فرآیندهای هیدرولوژیکی توسعه داده شده است، مدل هیدرولوژیکی توزیعی - مکانی WetSpa میباشد. مدل WetSpa - انتقال آب و انرژی بین خاک، گیاه و اتمسفر - اولین بار توسط Wang و همکاران - 1997 - ارائه شد و برای پیشبینی سیل در مقیاس زمانی ساعتی توسط De Smedt و همکاران - 2000 - و Liu و همکاران - 2003 - توسعه یافت و در نهایت ماژول فرسایش و انتقال رسوب این مدل در سال 1388 توسط Zeinivand، - 2009 - و Zeinivand و De Smedt، - 2009 - به این مدل اضافه گردید.
WetSpa یک مدل پیوسته هیدرولوژیکی-غالباٌ فیزیکی است که قابلیت پیشبینی سیلاب و شبیهسازی بیلان آبی، فرسایش و انتقال رسوب، کیفیت آب و مدیریت آبخیز در مقیاس حوزه آبخیز، زیرحوزه آبخیز و شبکه سلولی با گام-های زمانی مختلف را داراست .[13] از مزایای مدل Wetspa، ارتباط با سامانه اطلاعات جغرافیایی، نیاز به ورودیهای کم برای اجراء - کاربری اراضی، مدل رقومی ارتفاع و نوع خاک - ، دسترسی به کد برنامه نویسی برای ایجاد تغییرات و وجود الگوریتم کمکی PEST برای کالیبراسیون مدل را میتوان نام برد.در تحقیق حاضر نقشه ذخیره چالابی با استفاده از مدل WetSpa و نرم افزارهای ArcView GIS 3.2 و ArcGIS 9.3 تهیه شد که کاربرد این نقشه در محاسبه جریان سطحی و بیلان آبی در هر سلول می باشد.
-2روش کار
1-2منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز گلگل یکی از زیر حوزههای حوزه سد ایلام میباشد به مساحت حدود 252 کیلومتر مربع که در محدوده جغرافیایی' 46 27 تا 39'ْ46 طول شرقی و ' 24ْ 33 تا ' 39ْ 33 عرض شمالی واقع است. متوسط بارندگی منطقه 598 میلیمتر بوده وعمدتاً به صورت باران ریزش مینماید. متوسط دمای منطقه 11 درجه سانتیگراد میباشد، و متوسط ارتفاع آن از سطح دریا نیز 1721 متر است. - شکل . - 1
2-2ذخیره چالابی
رواناب تولیدی در مقیاس کوچک به حجم چالهها یا پستی و بلندیهای کوچک سطح زمین بستگی دارد. چالهها به یکدیگر متصل شده و چالههای بزرگتری ایجاد میکنند که حجم ذخائر آنها با استفاده از ذخیره چالابی حداکثر3 محاسبه میشود. در حقیقت برای ایجاد رواناب برروی زمین ابتدا چالهها بایستی از آب پرگردند. این مقدار، آستانه ذخیره چالابی منطقه مورد مطالعه است و مقدار آن ثابت میباشد و هر قطره آب اضافه بر این آستانه به خارج از چالهها جریان مییابد. آب ذخیره شده در این چالهها یا تبخیر میشود و یا به رطوبت خاک افزوده میشود و به جریانهای زیر سطحی میپیوند. ذخیره چالابی از اهمیت زیادی در چرخه هیدرولوژیک برخوردار میباشد. احداث تراس یا، کشت روی خطوط تراز و نظایر آن با افزایش ذخیره چالابی، خطر وقوع سیل را کاهش میدهد.
عوامل مؤثر بر ذخیره چالابی عبارتند از:
شیب: هر چه درجه شیب بیشتر باشد مقدار ذخیره چالابی کمتر است.
نوع خاک سطحی: هر چه درصد شن خاک بیشتر باشد ذخیره چالابی بیشتر است.
کاربری اراضی: پوشش درختی باعث افزایش ذخیره چالابی میشود.
بارش پیشین: اگر رطوبت پیشین خاک زیاد باشد ذخیره چالابی کاهش مییابد.
زمان: با گذشت زمان ذخیره چالابی کاهش مییابد.
