بخشی از مقاله
مديريت حوضه آبخيز با شناسايي مناطق مستعد به فرسايش آبي و بادي
چکيده
سرعت فرسايش آبي و بادي در مقابل سرعت حاک سازي بسيار بالامي باشـد. بـراي رفـع ايـن مشـکل بايستي اقدام به شناسايي مناطق حساس به فرسايش و انجام اقدامات حفاظتي در اين مناطق نمود.هـدف از ايـن مطالعه ، تهيه نقشه حساسيت اراضي به فرآيندهاي فر ايش آبي و بادي در شرق اصفهان مي باشد. جهت انجام اين تحقيق در دشت سگزي با وسعت ۱۱۲۱۶۷هکتار و با کاربري هاي مختلف ، نقشه هـر يـک از مـدل هـاي بـرآورد فرسايش MPSIAC و IRIFR با نمونه برداري هاي صحرايي و انتقال داده ها به محيط GIS، بصورت يـک لايـه توليد گرديد. لايه هاي ت ليد شده به فرمت رستري تب يل و از آنها ميـانگين هندس ي گرفتـه شـد و نقشـه نهـايي وضعيت فرسايش آبي و بادي در منطقه بدست آمد.ن ايج نشان داد که شدت فرسايش آبـي در دو کـلاس کـم و متوسط ، شامل ۴۷۹۱۴هکتار در کلاس کم و ۶۴۲۵۳هکتار در کلاس متوسط و شدت فرسايش بادي در سه کلاس متوسط ، شديد و خيلي شديد شامل ؛ ۴۴۲۹۱هکتار در کلاس متوسـط ، ۵۶۴۱۵هکتـار در کـلاس شـديد و ۱۱۴۶۱ هکتار در کلاس خيلي شديد قرار مي گيرد.با ت ليد نقشه نهايي وضعيت فرسايش آبي و بـادي در منطقـه سـگزي اصفهان ، مناطق حساس و مستعد به فرسايش (آبي و بادي )مشخص گرديد، کـه مـي تـوان اقـدامات حفـاظتي را جهت مديريت هينه ، به اين مناطق معطوف کردو از اتلاف هزينه هاي ملي در منـاطق غيـر ضـرو ي جلـوگيري نمود.
کليد واژه ها:مدل ، فر ايش ، GIS،MPSIAC ،IRIFR
۱-مقدمه
در بعضي حوضه هاي آبخيز کشور يک سانتي متر خاک که ممکن است چند صدسال توليد شده باشد، در مدتي کمتر از يک ساعت به هدر مي رود. حال چنانچه به گونه اي خوش بينانه ، ميزان حد فرسايش قابل قبول را همين مقدار خاک بپذيريم ملاحظه مي کنيم که در اکثر حوضه هاي آبخيز کشور ميزان فرسايش بيش از اين حد است و هر ساله با توجه به عدم بکارگيري طرحهاي حفاظتي بايد انتظار بيشتر شدن آن را نيز داشت (ضيايي ، ۱۳۸۳). از عواقب اين هدر رفت خاک مي توان به افزايش سيلاب ها، افزايش کم آبي ناشي از عدم تغذيه سفره هاي آب زير زميني ، کاهش سطح مراتع و جنگلها، افزايش مواد قابل برداشت براي فرسايش بادي و نهايتا کاهش بازدهي اراضي کشاورزي اشاره نمود که همه موارد فوق نهايتاً منجر به کاهش غذاي انسان و دام مي گردد (Johnson، ۱۹۸۲)، که با توجه به افزايش روزافزون
جمعيت اين مشکل دو چندان نمود پيدا مي کند که بايد به فکر چاره بود (رفاهي ، ۱۳۸۴). اکثر حوضه هاي کشور فاقد ايستگاه اندازه گيري بوده و به اين منظور، دست يابي به مدل هاي مبتني بر شرايط ويژه حوضه هاي کشور ضروري است (عرب خدري ، ۱۳۷۴).
نکته اساسي در استفاده از مدل هاي برآورد فرسايش و رسوب ، انتخاب مناسب ترين مدل به ويژه در حوضه هاي فاقد آمار رسوب سنجي مي باشد که در اين زمينه بتواند پاسخگوي نياز باشد (Johnson، ۱۹۸۲).
در ايران نيز مطالعات متعددي جهت برآورد فرسايش و رسوب با روش هاي MPSIAC و IFIFR انجام گرفت که نتايج تقريبا يکساني از آنها بدست آمد. راستگو و همکاران (۱۳۸۵) فرسايش آبي حوضه آبخيز تنگدشت کرمانشاه را با استفاده از روشهاي MPSIAC و EPM بدست آوردند و به اين نتيجه رسيدند که ميزان برآورد رسوب در روش MPSIAC به واقعيت نزديکتر است (زنگزنه و همکاران ، ۱۳۸۴). فرجي و احمدي (۱۳۸۵) نيز فرسايش و رسوب حوضه آبخيز بابااحمدي خوزستان را با همين روش ها برآورد کردند و پس از برآورد بسيار کم مقادير فرسايش و رسوب ، به اين نتيجه رسيدند که سرشتّ سنگ مهمترين عامل موثر بر فرسايش در اين منطقه مي باشد (فرجي و همکاران ، ۱۳۸۵). بيات و همکاران (۱۳۸۵)، فرسايش و رسوب حوضه آبخيز طالقان را با استفاده از روشهاي MPSIAC و EPM بدست آوردند و به اين نتيجه رسيدند که عوامل زمين شناسي و تاج پوشش گياهي ، مهمترين عوامل مثر در فرسايش هستند (بيات و همکاران ، .(۱۳۸۵
احمدي و همکاران (١٣٨٥) وضعيت بيابانزايي منطقه مهريز استان يزد را مورد مطالعه قرار دادند و از ٤شاخص جهت تعيين معيار فرسايش بادي استفاده نمودند. ١- لايه اطلاعاتي مدل IRIFR١ که منطقه به سه کلاس شديد با مساحت ٢٧٩٥٨هکتار، متوسط با مساحت ٢٨٦٢٨هکتار و کم با مساحت ٣٣٣٣تقسيم بندي شد. ٢- لايه اطلاعاتي تعداد روزهاي با توفان گرد و غبار. ٣- لايه اطلاعاتي درصد تراکم و پوشش غير زنده سطح خاک و ٤- لايه اطلاعاتي مقاومت فشاري خاک (احمدي و همکاران ، ١٣٨٥).
زهتابيان و همکاران (١٣٨٦) وضعيت بيابانزايي حوزه ماهان را بررسي کردند و با تاکيد بر فرسايش آبي ، يک مدل منطقه اي ارائه دادند. آنها با در نظر گرفتن عوامل طبيعي و انساني در فرسايش آبي ، به اين نتيجه رسيدند که تاثير عامل انساني نسبت به محيطي در بيابانزايي بيشترمي باشد (زهتابيان و همکاران ، ١٣٨٦).
هدف از اين مطالعه ، تعيين وضعيت فرسايش آبي و بادي در منطقه سگزي اصفهان و همچنين تهيه نقشه فرسايش آبي و بادي و نقشه نهايي وضعيت فرسايش خاک به منظور شناسايي مناطق حساس و مستعد به پديده ي مخرب فرسايش خاک مي باشد.
۲-مواد و روشها
۲-۱-معرفي منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه داراي مختصات جغرافيايي به عرض ۳۲۲۷۲۴ تا ۳۲۴۱۲۱عرض شمالي و طول جغرافيايي ۵۲۱۵۴۳تا ۵۱۵۳۴۳طول غربي مي باشد و در جنوب جاده اصفهان -نائين و شمال رودخانه زاينده رود قرار دارد. اين منطقه با وسعت ۱۱۲۱۶۷ هکتار، از شرق به روستاهاي شريف آباد و شاه طور و از غرب به روستاهاي گلون آباد و احمدآباد محدود مي شود. محدوده جنوبي منطقه توسط رودخانه زاينده رود، قسمت غربي آن توسط کوه هاي انرژي اتمي اصفهان و قسمت هاي شرقي و شمالي منطقه توسط جاده هاي روستايي و فرودگاه اصفهان مشخص مي شوند. منطقه سگزي اصفهان با توجه به تصاوير ماهواره اي يکي از کانون هاي بحران بيابانزايي در استان اصفهان مي باشد.
موقعيت محدوده مورد مطالعه در شکل ۱ارائه شده است . واحدهاي فيزيوگرافي منطقه مورد مطالعه ، به عنوان واحد کاري
استفاده گرديد (شکل ۲).
شکل ۱-موقعيت محدوده مورد مطالعه (منطقه سگزي اصفهان )
۲-۲-جمع آوري داده ها و اندازه گيري شاخص ها
ابتدا اطلاعات مورد نياز شامل تصاوير ماهواره اي منطقه مورد مطالعه مربوط به سال ۲۰۰۲و نقشه هاي زمين شناسي و توپوگرافي ۱:۲۵۰۰۰ جهت تعيين واحدهاي کاري جمع آوري شدند. در ادامه ، بازديدهاي صحرايي انجام و داده هاي مربوط به تعيين کلاس فرسايش آبي و بادي در روش هاي MPSIAC و IRIFR در واحدهاي فيزيوگرافي برداشت شدند.
داده هاي سرعت باد و دبي نيز از ايستگاه هواشناسي شرق و سازمان آب منطقه اي اصفهان تهيه گرديد.واحدهاي فيزيوگرافي منطقه شامل ؛ فلات ها و تراس هاي قديمي (واحد ٣)، دش هاي آبرفتي دامنه اي (واحد ٤)، دشت هاي آبرفتي رودخانه اي (واحدهاي ٥.١و ٥.٢)، اراضي پست (واحدهاي ٦.١و ٦.٢) و واريزه هاي بادبزني شکل سنگريزه دار (واحد ٨.١) مي باشند.
۲-۳-تو صيف مدل
جهت ارزيابي ميزان فرسايش بادي در منطق،از شاخص کلاس فرسايش بادي در روش IRIFR استفاده شد.
بر اساس نقشه هاي زمين شناسي و ژئومورفولوژي ، واحدهاي فيزيوگرافي تشکيل و نمونه برداري خاک دراين واحدها انجام گرديد.
جهت ارزيابي شاخص فرسايش بادي در روش IRIFR، از نمونه برداري عوامل موثر در فرسايش که در جدول (١) ذکر شده اند، استفاده گرديد. اين روش که با توجه به مطالعات صورت گرفته ، از هماهنگي بالايي با روش PSIACبرخوردار است ، همانند روش MPSIAC، نقش ٩عامل موثر در فرسايش بادي را مورد ارزيابي و امتيازدهي قرار مي دهد.
اين عوامل پس از امتيازدهي در واحدهاي کاري ، بر طبق جدول (٢) طبقه بندي شده و پتانسيل رسوبدهي منطقه نيز تعيين مي شود.
براي توليد لايه هاي اطلاعاتي شاخص هاي مدل IRIFR در محيط GIS، محدوده مقاديراين شاخص ها به محدوده
١٠٠تا ٢٠٠تغيير يافت (پروانه ، ١٣٨٨). بدين صورت که به بهترين حالت ، عدد ١٠٠و به بد رين حالت از شاخص عدد
٢٠٠تعلق گرفت و براي هر شاخص ، يک تقسيم بندي صورت گرفت (جدول ٣).
۲-۴-روش برآورد فرسايش با مدل MPSIAC
مدل MPSIAC در مقايسه با اير روشهاي تجربي موجود،بيشترين عوامل موثر در فرسايش خاک و ت ليد رسوب را در نظر گرفته است ،بناب اين بهتر از روش هاي مي باشد.در اين روش ۹عامل مهم و موثر در فرسايش خاک و ت ليد رسوب شامل : عامل زمين شناسي ، خاک ، اقليم ، رواناب ، پستي و بلندي ، پوشش گياهي ، کاربري اراضي ، فرسايش فعلي حوضه و فرسايش خندقي در حوضه آبخيز ارزيابي مي گردند.در اين روش بسته به شدت ضعف هر عامل ،عددي به آن نسبت داده مي شود (جدول ۴). سرانجام با در نظر گرفتن مجموع اعداد به دست آمده براي عوامل مختلف ، ميزان رسوب دهي حوضه برآورد مي گردد (جدول ۵).هر يک از عوامل ۹گانه فرسايش خاک و ت ليد رسوب در اجزاي واحد اراضي يا هر واحد ديگر مورد ارزيابي و بررسي قرار مي گيرند.عوامل ۸ و ۹از روش BLM محاسبه مي شوند. مدل BLM بر اساس ارزيابي عامل حرکت خاک ، وجود لاشبرگ در سطح زمين ، وضعيت سنگها، قطعات سنگي تحکيم يافته ، وجود فرسايش شياري ، فرم آبراهه ها و وجود فرسايش خندقي و با دادن امتياز بين صفر تا پانزده ، بر حسب ميزان تاثير آنها در ميزان فرسايش استوار است (احمدي ، ۱۳۷۴).
