بخشی از مقاله
چکیده
فرسایش خاک و رسوبزایی امروزه به یکی از معضلات مهم زیست محیطی بشر تبدیل شده است. دانشمندان علم زمین از حدود یک قرن پیش تاکنون تحقیقات وسیعی را برای ارائه روشهای تجربی برآورد فرسایش و رسوب آغاز کردند. نتایج این پژوهشها در چند دهه اخیر در قالب مدلهایی به مجامع علمی ارائه شده است. در ایران از مدلهای تجربی فراوانی استفاده شده است که در بین آنها مدل ام پسیاک حدود 70 درصد از مطالعات ایران را شامل می شود. به دلیل اینکه مدل ام پسیاک در شرایط خارج از کشوربسط داده شده ،نمیتوان به نتایج آن اطمینان داشت
.برای رفع این مشکل، می توان ازروشهای تجربی با اندازه گیری نرخ فرسایش استفاده نمود و با مقادیر برآورد روش ام پسیاک مقایسه کرد و میزان خطای ام پسیاک را مشخص و آن را واسنجی نمود.
اخیرا روش های میدانی، ساده و قابل اتکا برای اندازه گیری مقدار فرسایش خاک با استفاده از مدارک موجود در طبیعت معرفی گردیده است. در این پژوهش کارآیی مدل های تجربی نظیر ام پسیاک ، روش ستونک، روش بیرون افتادگی یقه درخت، سدهای اصلاحی، شیار در برآورد فرسایش در دو حوزه آبخیز نسیم آباد و پاقلعه واقع در استان فارس مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.
با بکارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی لایه های لازم برای 9 عامل مورد بررسی در مدل ام پسیاک در محیط نرم افزار جی آی اس تهیه میشود و سپس با عملیات میدانی و نمره دهی عوامل، تلفیق لایهها صورت گرفته و آنگاه در هر واحد کاری با بازدید میدانی علایم باقی مانده از فرسایش مانند شیار، ریشه و یا یقه درختان بیرون افتاده از سطح خاک، ستونک ، در اراضی زراعی و رسوبات ته نشین شده در پشت سدهای اصلاحی ساخته شده در سالهای اخیر را اندازه گیری نموده و بر اساس تعیین سن هر یک از آثار، میزان فرسایش خاک در آن واحد اراضی بدست می آید. که فرسایش به روش ام پسیاک دردوحوزه آبخیز نسیم آباد و پاقلعه به ترتیب 6/8 ، 7/8 تن درهکتاردرسال بدست آمدو فرسایش به روش های ستونک، بیرون افتادگی یقه درخت، شیار درحوزه آبخیز پاقلعه به ترتیب 7/1 ،6/3 ،7/4 تن درهکتاردرسال و فرسایش به روش سدهای اصلاحی در حوزه آبخیز نسیم آباد 2/5 تن درهکتاردرسال بدست آمد
.فرسایش به روش ام پسیاک در کاربری زراعت 9/2 تن درهکتاردرسال ودرکاربری مرتع 7/3 تن درهکتاردرسال ودرکاربری جنگل حوزه پاقلعه 7/5 تن درهکتاردرسال مبباشد.درمقایسه بین روش ام پسیاک وروش های تجربی مورداستفاده دراین تحقیق، عدد مربوط به روش ام پسیاک بالاتراز آن روش ها است.از طرفی روش ام پسیاک فقط یک عدد به ما می دهد ونمی تواند نرخ فرسایش را در جاهای مختلف حوضه نشان دهد،درصورتی که روشهای میدانی بااندازه گیری های مستقیم،تغییرات را درجاهای مختلف حوضه نشان می دهد.
مقدمه:
فرسایش خاک در کشورهای در حال توسعه بویژه در مناطقی که از نقطه نظر اقلیمی نیمه خشک و خشک میباشد بعنوان یک معضل اجتماعی واقتصادی بشمار میآید و از جمله فرآیندهایی است که منابع آب و خاک و در نهایت تمدن کشاورزی و فرهنگی یک کشور را بهصورت مستقیم و غیر مستقیم مورد تهدید قرار میدهد
چنانچه در یک حوزه آبخیز آمار و اطلاعات مربوط به دبی آب و رسوب به اندازه کافی وجود داشته باشد محاسبه حجم کل رسوبدهی سالانه آن با استفاده از روشهای آماری متداول موجود امکان پذیر است، ولی عدم وجود و یا کمبود بسیار زیاد آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزههای آبخیزکشور، کاربرد روشهای تجربی مناسب را برای برآورد شدت فرسایش خاک و رسوب زایی الزامی می نماید
دانشمندان علم زمین از حدود یک قرن پیش تاکنون تحقیقات وسیعی را برای ارائه روشهای تجربی برآورد فرسایش و رسوب آغاز کردند. نتایج این پژوهشها در چند دهه اخیر در قالب مدلهایی به مجامع علمی ارائه شده است. مهمترین اشکال این مدلها کاربرد آنهادر شرایط فیزیکی بسط داده شده است که برای استفاده کارآیی آنها در مناطق مختلف از جمله ایران باید آزمون شود. در ایران از مدلهای تجربی فراوانی استفاده شده است که در بین آنها مدل پسیاک حدود 70 درصد از مطالعات ایران را شامل می شود.روش تجربی MPSIAC در سال 1968 میلادی توسط کمیته مدیریت آب و خاک در آمریکا برای محاسبه ی شدت فرسایش خاک و تولید رسوب در مناطق خشک و نیمه خشک غرب آمریکا ارائه شد.
بدلیل اینکه مدل 036,$& در شرایط بیرون از کشوربسط داده شده ، نمیتوان به نتایج آن اطمینان داشت .برای رفع این نقیصه میتوان ازروشهای تجربی با اندازه گیری نرخ فرسایش استفاده نمود و با مقادیر برآورد روش 036,$& مقایسه کرد و میزان خطای 036,$& را مشخص و آن را واسنجی نمود. - صارمی، - 1375 اخیرا روش های میدانی، ساده و قابل اتکا برای اندازه گیری مقدار فرسایش خاک با استفاده از مدارک موجود در طبیعت معرفی گردیده است
قدرتی - 1375 - با مطالعه یک حوزه ابخیز در استان سمنان نشان داد که مدلMPSIAC میتواند میزان رسوبدهی حوضه را با 30 درصد اختلاف نسبت به مقدار براورد شده از طریق مطالعات بدست اورد.
هاشمی - 1380 - × در مطالعه ای با عنوان بررسی و مقایسه برآورد فرسایش و رسوب در استان سمنان مدل MPSIACو EPMرا مورد بررسی قرار داد و نتایج حاصل از مقایسه مقادیر برآوردی مدلها با آمار ایستگاه رسوب سنجی نشان دادکه EPMدارای کارائی بیشتری نسبت به MPSIAC×است در حالی که مقدار برآوردشده توسط MPSIAC× هم با آمار ایستگاه رسوب سنجی اختلاف معنی داری ندارد.
ویجیاگ،اوکوبا و استرک - 2005 - ،در مقاله ای با عنوان برآورد فرسایش با استفاده از شاخص های کشاورزان در غرب کوههای آسامبارا تانزانیا، استفاده از شاخص های کشاورزان را یک روش سریع برآورد فرسایش است ، را بررسی کردند. شاخص های کشاورزان را به 2 گروه تقسیم بندی کردند:-1 شاخص های قوی : که در بیشتراز 70درصد موارد در حوضه های شدیدا فرسایش یافته مشاهده شده اند. -2 شاخص های ضعیف : که بیشتر در حوضه های کم و ملایم فرسایش یافته مشاهده شده اند.شاخص های قوی مانند شاخص های فرسایش خاک تفسیر شده در مقابل شاخص های ضعیف مانند شاخص های تجزیه خاک تفسیر شد.
جان بورد من - 2006 - ، در مقاله ای با موضوع عکس العمل ها درمورد محدودیت های مدل های موجود ،عنوان کرده که روش های میدانی و تجربی از قبیل ستونک و بیرون افتادگی یقه ، شیار وسدهای اصلاحی که توسط مورگان واستوکینگ توصیف شده ، مناسبتر از مدل های تجربی در برآورد نرخ فرسایش خاک است
هدف از این پژوهش کارآیی مدل های تجربی نظیر 036,$& ، روش های ستونک، بیرون افتادگی یقه درخت ، سدهای اصلاحی، شیار در برآورد فرسایش در دو حوزه آبخیز نسیم آباد وپا قلعه واقع در استان فارس ودرنهایت نتایج اندازه گیری فرسایش خاک با استفاده از روش های ساده و تجربی جدید میدانی با نتایج حاصل از کاربرد روش پسیاک اصلاح شده مورد بررسی و مقایسه قرارخواهد گرفت.لازم به ذکراست که روشهای تجربی و میدانی پیشنهادی در این تحقیق هنوز در ایران بکار گرفته نشده است.
موقعیت منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز نسیم آباد به وسعت تقریبی 1/57 کیلومترمربع در شمال غرب شهرستان شیراز واقع در استان فارس در محدوده جغرافیائی 52 درجه و 5دقیقه و50ثانیه تا 52درجه و 6دقیقه و 20 ثانیه طول شرقی و 29درجه و 42دقیقه تا29درجه و42دقیقه و71 ثانیه عرض شمالی واقع شده وازنظرتقسیمات کشوری جزء شهرستان شیراز،بخش مرکزی ، دهستان ارژن محسوب میگردد. حوزه آبخیز پا قلعه در60کیلومتری جاده شیراز B نورآباد - سپیدان - واقع در استان فارس با مساحت 57/18 کیلومتر مربع در محدوده جغرافیائی 59 درجه و98دقیقه و44ثانیه تا 60درجه و 90دقیقه و 0 ثانیه طول شرقی و 33درجه و12دقیقه تا33درجه و20دقیقه و73 ثانیه عرض شمالی واقع شده است.
مواد و روشها
-1 ترسیم مرز دوحوزه آبخیز نسیم آباد و پا قلعه .
-2 تهیه نقشه های سازند زمین شناسی، شیب و پوشش گیاهی دو حوزه آبخیز.
-3 تهیه واحدهای همگن مطالعاتی با استفاده از تلفیق لایه های سازند، شیب و پوشش گیاهی.
-4 بازدید میدانی.
-5 انتخاب تعدادی واحد همگن و تعیین موقعیت آنها در حوضه.
- 6 اندازه گیری فرسایش خاک با استفاده از آثار موجود در صحرا نظیر بیرون افتادگی یقه درختان، تغییر ارتفاع خاک در پای بوته ها، اندازه گیری شیارها ، اندازه گیری ارتفاع ستونک ها، اندازه گیری رسوب جمع شده در پشت سدهای اصلاحی.
-7 تهیه نمونه های خاک با استفاده از استوانه ها جهت اندازه گیری وزن مخصوص خاک درواحدهای همگن کاری.
-8 تعیین فرسایش خاک با استفاده از ترکیب روشهای میدانی جدید و تبدیل به تناژ رسوب.
الف - درهرواحد همگن انتخاب شده : -1 ابتدا تعداد شیارها شمارش می شوند -2 طول تمام شیارها اندازه گیری میگردد.
در %30 از شیارها عمق، عرض و طول اندازه گیری میشود - عمق و عرض در فواصل یک متری در شیارها اندازه گیری می گردد. -
ب - محاسبه سطح مقطع شیار برحسب شکل هندسی :
برای مقطع عرضی مثلثی شکل - 1/2 یک دوم - عرض × عمق
برای مقطع عرضی نیمدایره شکل 1/57 عرض × عمق
