بخشی از مقاله
چکیده
فرسایش خاک یک مشکل زیست محیطی جدی در سراسر جهان است. آبکند یک کانال با کناره های دارای شیب تند و یک پیشانی فرسایشی پر شیب و فعال است که به وسیله فرسایش ناشی از جریان سطحی متناوب - معمولاً در طی یا پس از باران های شدید - ایجاد گردیده است تشکیل سیستم های آبکندی نشانه ای از فرسایش شدید خاک است و آبکندها مهمترین منبع رسوب در مناطق خشک می باشد ، بنابراین لازم است جریان آب در آنها کنترل شود
مقدمه
خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است . امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می رود. فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات جبران ناپذیری به جا می گذارد، بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن، سدها، بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیان های فراوان را سبب می گردد
فرسایش خاک یک مشکل زیست محیطی جدی در سراسر جهان است. آبکند یک کانال با کناره های دارای شیب تند و یک پیشانی فرسایشی پر شیب و فعال است که به وسیله فرسایش ناشی از جریان سطحی متناوب - معمولاً در طی یا پس از باران های شدید - ایجاد گردیده است
تشکیل سیستم های آبکندی نشانه ای از فرسایش شدید خاک است و آبکندها مهمترین منبع رسوب در مناطق خشک می باشد .[4] ولی امروزه در بسیاری از اراضی مرغوب کشاورزی بدلیل مدیریت نامناسب، این نوع فرسایش در حال وقوع است.آبکندها، آبراهه های نسبتا دائمی هستند که جریان های موقت آب در هنگام بارندگی از آن ها گذشته و مقدار بسیار زیادی رسوب را در خود حمل می کنند. بطور کلی وقتی آبراهه های فرسایش یافته موجود در سطح زمین به اندازه ای بزرگ باشند که وسایل کشت وزرع نتواند بطور عمودی از آنها عبور کند یا به عبارتی نتوان آنها را بوسیله عملیات کشت و زرع معمولی تسطیح کرد، آبکند نامیده می شوند
فرسایش آبکندی از فرآیندهای مهم تخریب خاک است که در اقالیم مختلف سبب تلفات قابل ملاحظه خاک و تولید مقادیر فراوان رسوب می شود. مطابق تحقیقات انجام شده، سهم تولید رسوب در آن چند صد برابر فرسایش پاشمانی و سطحی است. در برخی منابع اعلام شده که فرسایش آبکندی بیشتر در اراضی نواحی خشک و نیمه خشک و غیر مستعد برای هرگونه کشاورزی و یا در خاکهائی که به دلیل داشتن خواص فیزیکی و شیمیائی، بسیار مستعد فرسایش خاک و فرسایش پذیر می باشند و قدرت محصول دهی بسیار کمی دارند، یافت می شوند.[5] اولدمن و همکاران، فرسایش آبی را به عنوان یک فرآیند کلیدی مهم در تخریب خاک مناطق مختلف در دنیا مطرح می نمایند
پوزن و همکاران، یکی از دلایل مهم مطالعه و تحقیق در فرسایش آبکندی را اتصال بالادست به پایین دست آبخیز و تولید رسوب بیش تر از فرسایش های پاشمانی و سطحی می دانند .[4] اکثر محققین داخلی و خارجی عواملی نظیر تخریب اکوسیستم های طبیعی، کاربری نادرست اراضی، تخریب پوشش و چرای مفرط دام، تغییرات اقلیمی و وضعیت زمین شناسی و دخالت انسان در عرصه های طبیعی را از مهمترین علل ایجاد و گسترش آبکند میدانند
صوفی - - 2002 تحقیقی در زمینه روند توسعه آبکندها در یک منطقه جنگلی در استرالیا انجام داده است. وی در این تحقیق که سه سال و نیم انجام شد، یک آبکند تک شاخه را بررسی نموده و پلان، پروفیل طولی و خاک دیواره و کناره ها و همچنین مقدار بارش و سطح آب در بالادست پیشانی، رواناب سطحی، دبی و نشت نیز اندازه گیری شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که روند گسترش طولی آبکندها نمایی بوده و به دلیل بارش زیاد بالادست مقدار رواناب سطحی، دبی و سطح آب افزایش می یابد.
همچنین نتایج نشان داد که ترکیب فرآیندهای نشت ، خزش خاک و شکسته شدن خاک بر رشد گالی ها اثر دارند و دو عامل فرآیندهای هیدرولوژیکی نشت و جریان سطحی مهم هستند. عامل اصلی فرسایش پیشانی نشت است که علت آن، نفوذ زیاد خاک جنگلی بدلیل ریشه راهها می باشد ولی جریان سطحی برای ادامه گسترش طولی پیشانی لازم است
تامپسون - - 1964 در تحقیقی به منظور تعیین اثرات کمی متغیرهای آبخیز بر میزان پیشروی طولی پیشانی آبکند، هفت آبکند متفاوت و دارای خاک مشابه در هفت منطقه مختلف نمود. روش جمع آوری داده ها توسط عکس های هوایی با مقیاس 1:20000 و اندازه گیری های صحرایی بود. داده های همچون میزان پسروی آبکند، عمق آبکند، میزان رس خاک، عمق آبکند و مجموع بارندگی 24 ساعته که بیش از 0/5 اینج باشد، جمع آوری شد. نتایج حاصله نشان داد که سه عامل خاک، میزان بارندگی و سطح آبخیز بالادست پیشانی آبکند بیشترین اثر را بر گسترش آبکند داشته است
وندکرکف و همکاران - 2003 - ، آستانه توپوگرافی را حد و مرزی معرفی نمودند که اگر میزان شیب و مساحت بالای پیشانی آبکند ها از آن حد تجاوز نماید، فرسایش آبکندی اتفاق خواهد افتاد که به صورت رابطه توانی بین شیب و مساحت آبخیز S=aAb می باشد، که در آن S شیب و A مساحت حوزه آبخیز در بالای پیشانی آبکند و a,b ضرایبی هستند که بسته به نوع منطقه متفاوت می باشند. آنها از رابطه شیب و مساحت بالای پیشانی آبکندها استفاده نمودند و در مناطق مدیترانه ای اروپا نتیجه گرفتند که رابطه معکوس شیب با مساحت ، نشانه تأثیر رواناب سطحی در ایجاد آبکند ها و رابطه مثبت ، نشانه تأثیر رواناب زیر سطحی در ایجاد آن است . آنها نتیجه گرفتند که در صورت وجود ریشه و پوشش گیاهی مناسب و کافی گیاهان ، حد آستانه شیب برای ایجاد آبکند بسیار بالاتر از مناطق با پوشش گیاهی تخریب شده است
وانووالهم و همکاران - 2005 - ، در مطالعه ای که بر روی آبکند های عمیق - عمق بیشتر از 0/8 متر - و کم عمق - عمق کمتر از 0/8 متر - در کمربند لسی اروپا انجام دادند ، عنوان کردند که حجم خاک از دست رفته در آبکند عمیق 2 برابر آبکند کم عمق می باشد ، آنها اضافه کردند که آبکندهای عمیق در شیب های تند و کوتاه تشکیل می شود .[9] وندکرکف و همکاران در بررسی پیشروی طولی آبکند های جنوب شرقی اسپانیا و رابطه آن با ویژگی های آبخیز، شکل شناسی آبکند ، کاربری اراضی و ویژگی های خاک دریافتند که حجم فرسایش آبکندی رابطه توانی با مساحت آبخیز در بالا دست آبکند ها دارد که نمای آن با تغییر مقیاس زمانی تحقیق از کوتاه به بلندمدت افزایش می یابد که نشان دهنده افزایش اهمیت سطح آبخیز یا به عبارتی رواناب سطحی در گسترش آبکند ها در مناطق خشک و نیمه خشک است.
تفاوت در حجم فرسایش در مقیاس های زمانی کوتاه و میان مدت نشانه تأثیر مهم تغییرات کاربری اراضی و اقدامات ناموفق مدیریت اراضی در تولید رسوب در آبکند ها و تغییرات دور ه ای پیشروی طولی آن است ومعمولاً رسوبات بیشتری در مقیاس های زمانی متوسط - 10 تا 30 سال - به دست آمده است ، ولی تفاوت معنی دارنبوده است
مواد و روش ها
جوشِقان و کامو یکی از شهرهای استان اصفهان در مرکز ایران است و در بخش قمصر شهرستان کاشان و در دامنه کوه کرکس قرار دارد.جوشقان و کامو در 60 کیلومتری کاشان و 90 کیلومتری اصفهان قرار گرفتهاست. این شهر از ادغام دو روستای جوشقان و کامو می باشد و اقلیم آن بر اساس آمار نزدیکترین ایستگاه به روش دومارتن خشک و به روش آمبرژه خشک سرد می باشد که در تصویر شماره یک منطقه مورد مطالعه مشخص شده است
روش تحقیق میزان بارندگی :
برای این کار از گرادیان قائم بارندگی و نقشه هم باران منطقه استفاده شده است .
سطح آبخیز در بر گیرنده آبکند : سطح آبخیز از عوامل موثر در میزان رواناب سطحی می باشد با فرض به اینکه در صورتی که تمام پارامترهایی که در ایجاد رواناب دخیل هستند ثابت فرض شود ، در یک بارش معین هرچه سطح آبخیز بزرگتر باشد میزان رواناب حاصل نیز بیشتر خواهد بود .
اندازه گیری از طریق استفاده از نقشه های رقومی ارتفاعی - DEM1 - و با کمک نرم افزار GIS2 و نیز روش مساحی انجام گرفت مشخصات خاک : برای اندازه گیری خصوصیات خاک، نمونه هایی از افقهای شناسایی شده در نیمرخ خاک سر و دیواره های آبکندها برداشت و علاوه بر مشخص نمودن بافت و درصد ذرات رس ، سیلت و شن نوع کانیهای سیلیکاته آن مورد شناسایی قرار خواهد گرفت. مقدار نفوذ پذیری خاک به روش استوانه های مضاعف - کوستیاکف - انجام گرفت و در افق های شناسایی خاک، میزان املاح خاک تعیین گردید.
پوشش گیاهی : پوشش گیاهی در این تحقیق توسط پلات اندازی در نقاط مختلف حوزه آبخیز آبکند بر حسب درصد اندازه گیری شد
