بخشی از مقاله
چکیده
فرسایندگی باران معمولاً در قالب شاخصهای فرسایندگی که مبتنی بر خصوصیات بارندگی هستند بیان میشود. تاکنون شاخصهای مختلفی ارائه شدهاند که از میان آنها شاخص فرسایندگی باران - R - در مدل RUSLE از مقبولیت بیشتری در تحقیقات فرسایش برخوردار است. در این تحقیق از آمار ایستگاه کلیماتولوژی حوزه آبخیز درکش برای تهیه نقشه عامل فرسایندگی باران دو سال آبی 82-83 و 93-94 استفاده شد. پس از محاسبه عامل فرسایندگی باران در ایستگاه مورد نظر، نقشه عامل فرسایندگی باران برای سال آبی 82-83 و 93-94 حوضه مورد مطالعه در محی ARC GIS 10.2 ترسیم گردید. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار فرسایندگی باران در سالهای آبی 82-83 و 93-94 بهترتیب برایقسمتهای جنوب-جنوب شرقی و شمال-شمال غربی حوضه میباشد.
همچنین شاخص فرسایندگی باران در سال آبی 82-83 به مراتب بیشتر از میزانآن در سال 93-94 است که دلیل اصلی آن میزان بارندگی بیشتر در این سال نسبت به سال آبی 93-94 میباشد. به طورکلی در قسمت جنوبی حوضه به دلیل افزایش ارتفاع و میزان بارندگی، مقدار عامل R بیشتر میباشد. همچنین با فرض ثابت در نظر گرفتن بقیه عوامل تأثیرگذار بر روی فرسایش و رابطه قوی فرسایندگی و فرسایشپذیری میتوان گفت میزان فرسایش در سال آبی 1382-83 بیشتر از میزان آن در سال آبی 1392-93 است. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از GIS برای تهیه نقشههای توزیعی فرسایندگی باران میتواند منجر به شناسایی نقاط با فرسایندگی باران بیشتر شود و در نتیجه اقدامات لازم برای مدیریت مناسب زراعی و حفاظت خاک انتخاب و اجرا گردد.
کلمات کلیدی: حوزه آبخیز درکش، فرسایش آبی، فرسایندگی باران، .GIS
مقدمه
یکی از شکلهای مهم نزولات جوی باران است. که از عوامل اصلی در فرسایش آبی بهشمار میرود. معادلهی جهانی فرسایش خاک - ویشمایر، - 1971 - Universal Soil Loss Equation - و مدل تجدید نظر شده آن - ویشمایر و اسمیت.، - Revised Universal Soil Loss Equation - - 1978، از جمله مدلهای تجربی برآورد فرسایش و رسوب هستند که در اغلب مناطق دنیا کاربرد داشته و در کشور ایران نیز کاربرد فراوانی دارد - لیم و همکاران، 2003؛ مارتین و همکاران، 2003؛ پاندی و همکاران، 2009؛ کولی و همکاران، 2009؛ آرخی وهمکاران، 2010؛ لی و همکاران، . - 2010 این مدل شامل عواملی از قبیل فرسایندگی باران - R - ، فرسایشپذیری خاک - K - ، توپوگرافی - LS - ، پوشش گیاهی - C - و مدیریت اراضی - P - است که هرکدام از آنها رابطهی مستقیمی با فرسایش دارند.
در بین عوامل مذکور فرسایندگی باران یا همان عامل - R - به قابلیت بالقوه باران در ایجاد فرسایش تعبیر میگردد و نقش مهمی در فرسایش خاک دارد و تحقیقات زیادی را به خود معطوف ساخته است - شعبانی و همکاران، . - 1390 فرسایندگی باران، نیروی محرکه یا توان عوامل فرساینده در جداسازی و انتقال ذرات خاک در ارتباط با فرسایش آبی است - لال و الیوت، . - 1994 قدرت فرسایندگی باران نقش زیادی در فرسایش خاک داشته و میتواند نشان دهنده پتانسیل فرسایش در مناطق موردنظر باشد. اگر سایر خصوصیات مؤثر بر فرسایش ثابت در نظر گرفته شود، میزان تلفات خاک مستقیماً متناسب با میزان فرسایندگی باران خواهد بود - مورگان، . - 1995
محققین مختلف با اندازهگیری همزمان میزان پاشمان یا تلفات خاک و خصوصیات بارندگی و برقراری روابطی بین آنها، اقدام به ارایه شاخصهایی کردهاند که مبتنی بر خصوصیات بارندگی میباشند. تاکنون شاخصهای مختلفی در دنیا ارائه شدهاند که بسته به منطقه جغرافیایی، مقیاس، شرای محلی و نوع اندازهگیری متفاوت از یکدیگر هستند - رنارد و فریموند، . - 1994شاخصهای فرسایندگی باران را میتوان بهطور کلی در قالب دو گروه شاخص های مبتنی بر انرژی جنبشی و شدت بارندگی و شاخصهای مبتنی بر آمار سهلالوصول بارندگی تقسیمبندی کرد. از معروفترین شاخصهایی که در گروه اول قرار میگیرند، میتوان به عامل فرسایندگی باران - R - اشاره نمود. یکی از محدودیتهای شاخصهای مبتنی بر انرژی جنبشی و شدت بارندگی نیاز داشتن به دادههای بارندگی با فواصل زمانی کوتاه مدت بوده که از باراننگارها حاصل میشود.
چنین آماری در بیشتر نقاط دنیا بهخصوص برای دورههای زمانی طولانی مدت وجود ندارد و فرآیند محاسبه آنها نیز وقتگیر و مشکل است - حکیمخانی و حکیمخانی، . - 1389 از اینرو محققین مختلف با استفاده از آمار بارندگی روزانه و ماهانه که در ایستگاههای بارانسنجی قابل دسترس هستند، توانستهاند شاخصهای سادهتر و زودیافت ارائه کنند - حکیمخانی و همکاران، . - 1384 از کاربردهای شاخصهای فرسایندگی و نقشههای حاصل میتوان به مواردی نظیر کمک به برنامهریزی، ارائه و اجرای طرحهای مناسب حفاظت خاک، کمک به تحقیقات از طریق افزایش آگاهی از فرسایش و استفاده در مدلهای برآورد فرسایش اشاره کرد - ویشمایر و اسمیت، . - 1978مرور مطالعات انجام شده در ارتباط با تهیه نقشه فرسایندگی حکایت از آن دارد که شاخص EI30 از مقبولیت جهانی برخوردار بوده و بیشتر نقشه ها با استفاده از آن تهیه شده اند - حکیمخانی و حکیمخانی، . - 1389
از جمله مطالعات صورتگرفته میتوان به موارد ذیل اشاره کرد. انوری و همکاران - 2006 - در برآورد فرسایش و رسوب در حوزه آبخیز سیسیل در شمال ایتالیا با استفاده از مدل اصلاح شده جهانی فرسایش خاک، میزان عامل فرسایندگی باران را با استفاده از روش کریجینگ درونیابی نمودند. زولگای و همکاران - 2009 - روشهای درونیابی نزدیکترین همسایگی، معکوس وزنی فاصله و کریجینگ را برای تهیهی نقشهی ماکزیمم بارندگی سالانه با دوره بازگشت 2 و 100 سال استفاده نمودند و با روشهای صحتسنجی سرتاسری - Cross-validation - و تفسیر چشمی صحت آنها را مورد ارزیابی قرار دادند. در تحقیقی دیگر لورریو و کوتینهو - 2001 - از مقدار بارندگی ماهانهی بیشاز ده میلیلیتر و تعداد روزهای ماه با بارندگی بیشاز ده میلیلیتر برای برآورد EI30 ماهانه استفاده کردند. حداکثر بارندگی روزانه و مقدار بارندگی روزانه از دیگر خصوصیات بارندگی هستند که محققینی نظیر دیوداتو - 2005 - برای برآورد EI30 از آن استفاده کردند.
در ایران نیز مطالعاتی انجام شده و نقشههایی تهیه شده است، که از آن جمله میتوان به این موارد اشاره کرد: سپاسخواه - 1373 - با ارایه رابطهی بین شاخص فورنیه اصلاح شده و EI30 سالانه در یک ایستگاه، نقشه فرسایندگی برای کشور تهیه نمود. سرخوش - 1374 - با استفاده از شاخص فورنیه اصلاح شده و حداکثر بارندگی روزانه و برآورد EI30، برای سه استان فارس، بوشهر و کهکیلویه و بویراحمد نقش فرسایندگی ارایه داد. صادقی و بهزادفر - 1383 - با برآورد EI30 برای پنج ایستگاه سینوپتیک، نقشه فرسایندگی برای استانهای گلستان و مازندران ارایه کردند. بنابراین با توجه به شرای ایران و عدم وجود داده کافی و مناسب از پلاتهای فرسایشی، بکارگیری شاخص EI30 برای تهیه نقشههای فرسایندگی کشوری و منطقهای اجتنابناپذیر است. لذا هدف مقاله حاضر آن است که با توجه به نبود نقشه فرسایندگی مناسب برای حوضه آبخیز درکش در استان خراسان شمالی نسبت به تهیه نقشه فرسایندگی باران اقدام نماید.
مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه:
حوزه آبخیز درکش با مساحتی بالغ بر12000هکتاردرمحدوه 4556 تا 56 47 طول شرقی و 37 25 تا 27 37 عرض شمالی ودرفاصله 75 کیلومتری بجنورد مرکز استان خراسان شمالی و در شهرستان مانه و سملقان واقع شده است - شکل . - 1 این حوزه آبخیز از نظر تقسیمات ژئومورفولوژی، تماماً در واحد کوهستان و ساختار تشکیلات زمین شناسی آن، اساساً آهکی است. بیش از 60 درصد کاربری اراضی این حوزه را جنگلهای بلوط ایرانی با خصوصیات منطقه رویشی هیرکانی به خود اختصاص میدهد. متوس بارندگی حوزه آبخیز بر اساس نتایج مطالعات تفصیلی- اجرایی طرح جنگلهای غیرچوبی، 390 میلیمتر برآورد شده است که بالاترین میزان بارندگی در پهنه استان خراسان شمالی را دارد.
