مدل سازی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز جعفرآباد، استان گلستان)

کاربری اراضی و پوشش زمین یکی از عوامل اصلی در مطالعات منابع آب و فرسایش و رسوب حوزه آبخیز می باشند (32)شبیه سازی کامپیوتری اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی فرآیند های حوزه آبخیز در نیم قرن اخیر مورد مطالعه و توجه قرار گرفته است (2، 13، 16، 24، 25). در دهه های اخیر مدلسازی اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی سیلاب ها بارها مورد مطالعه قرار گرفته است (2). بهره مند (2006) با استفاده از مدل توزیعی WetSpa به بررسی اثر جنگل کاری بر روی ویژگی های هیدروگراف سیل در یکی از حوزه های اسلوکی پرداخت. نتایج نشان داد که افزایش 51 درصدی جنگل باعث کاهش 12 درصدی دبی پیک، و افزایش 9 ساعتی زمان تا اوج هیدروگراف می شود (2). باناسیک و فام (2010) به بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل در یکی از حوزه های هلند با استفاده از روش شماره منحنی و مدل ناش پرداختند. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی در دوره 2007 تا 2009 باعث افزایش دبی پیک از 1/1 مترمکعب بر ثانیه به 92/8 مترمکعب بر ثانیه شده است (3) لذا با توجه به اهمیت و نقش تغییرات کاربری اراضی و با توجه به اینکه هیدروگراف سیل پاسخ هیدرولوژیکی آبخیر به تغییرات کاربری اراضی می باشد، در این مطالعه به بررسی و ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه آبخیز جعفرآباد در استان گلستان با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی GFHM (21) پرداخته شده است
در این مطالعه اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه جعفرآباد با استفاده از مدل GFHM مورد بررسی قرار گرفت. مدل GFHM (21) یک مدل هیدرولوژیکی توزیعی مکانی و زمانی می باشد. نقشه های DEM، کاربری اراضی، تیپ خاک و همچنین داده های بارش حوزه آبخیز، داده های اصلی مورد نیاز مدل می باشند. این مدل جهت محاسبه بارش مازاد از روش شماره منحنی سازمان حفاظت منابع ملی (NRCS) و جهت روند یابی از روش موج سینماتیکی استفاده می نماید. با توجه به شرایط حوزه مورد مطالعه چهار سناریوی مدیریتی با رویکرد اثرات تخریب و احیای کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل تدوین گردید.
نتایج نشان داد که افزایش 2/4 درصدی جنگل (سناریو4)، باعث کاهش 55/0 درصدی دبی اوج سیل و 6/2 درصدی حجم سیل می شود. تبدیل 9/3 درصد از اراضی جنگل به اراضی دیم (سناریو2) باعث افزایش 85/0 درصدی دبی اوج سیل و 83/1 درصدی حجم سیل می شود. همچنین تبدیل 8/17 درصد از اراضی جنگلی نیمه متراکم به اراضی دیم (سناریو1) باعث افزایش 84/7 درصدی دبی اوج و افزایش 08/6 درصدی حجم سیل می شود. نتایج همچنین نشان داد که تغییر کاربری اراضی در رگبارهایی با دبی های کم، اثرات بیشتری بر روی دبی اوج و حجم سیل می گذارد.
نتایج نشان داد که برای مدیریت و کاهش سیلاب در منطقه از طریق روش غیر سازه ای مدیریت اراضی می توان دبی اوج و حجم سیل را کاهش داد. بنابراین طرح اصلاح کاربری اراضی حوزه در قالب احیاء جنگل ها و تغییر کاربری اراضی کشاورزی به آگروفارستری به ویژه از نوع باغات زیتون (که در بیشتر مناطق مشابه در استان گلستان به اجرا در آمده است) مقدار ربایش و تلفات اولیه را بطور موثری افزایش خواهد داد.