فهرست مطالب

فصلنامه پژوهش های فرسایش محیطی
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 15، پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/08/21
  • تعداد عناوین: 6
|
  • منا قاضی زاده *، احمد نوحه گر صفحات 1-18
    امروزه با گسترش جمعیت انسانی و بهره برداری های فزاینده از منابع طبیعی، نیاز به مدیریت محیط زیستی، بیش از پیش احساس می گردد. بنابراین توجه به اهمیت اصل توسعه پایدار که بر پایه استفاده بهینه از منابع طبیعی قرار دارد به نحوی که به منابع آسیبی رسانده نشود امری ضروری است. فرسایش خاک با توجه به اثرات زیست محیطی به عنوان یکی از مهم ترین فاکتورهای تخریب در حوزه های آبخیز به شمار می رود. در نتیجه، مدیریت حفاظتی و بهره برداری پایدار از منابع طبیعی، نیازمند شناخت و بررسی شاخص های محیطی است. در این مطالعه، بررسی رابطه میان شاخص های محیطی و تاثیر آنها بر میزان فرسایش از مدل تجربی MPSIAC به دلیل لحاظ نمودن فاکتورهای بیشتر نسبت به سایر مدل ها برای برآورد میزان فرسایش و همبستگی میان شاخص ها در حوزه آبخیز راونگ، استفاده شد. با توجه به اهداف تحقیق، تهیه داده های آماری، نقشه های پایه و ایجاد لایه های جدید بر اساس شاخص های مدل پسیاک، امتیاز 9 عامل موثر در مدل MPSIAC در هر واحد کاری تعیین و با مجموع آنها میزان R (رسوبدهی) در هر واحد کاری مشخص شد. نتایج نشان داد که 57/ 74 درصد مساحت حوزه آن برابر 38/ 7980 هکتار حوزه در کلاس رسوبدهی III قرار دارد. سپس جهت بررسی رابطه میان شاخص های محیطی و تعیین مهم ترین فاکتور موثر از همبستگی پیرسون و رگرسیون چند متغیره با استفاده از نرم افزار SPSS انجام گرفت و نتایج نشان دهنده رابطه معنی دار بین همه عوامل محیطی در تولید رسوب و فرسایش حوضه با تاکید بر شاخص های پوشش زمین و کاربری اراضی بر اساس مدل MPSIAC است.
    کلیدواژگان: شاخص های محیطی، مدل پسیاک، فرسایش، توسعه پایدار، حوضه آبخیز راونگ
  • حامد جنیدی*، زهرا نظری، پرویز کرمی، بهرام قلی نژاد بداغ صفحات 19-32
    برای تعیین اثر تبدیل مراتع به دیم زار بر میزان هدر رفت ذخایر کربن و ازت در هر هکتار از مراتع مناطق مورد مطالعه، با پیمایش صحرایی، مناطق تحت عملیات کشت دیم و مراتع طبیعی مجاور آن به عنوان تیمار شاهد شناسایی شد. در هر یک از تیمارهای مشخص شده اقدام به تعیین مناطق معرف جهت نمونه برداری گردیده و نمونه برداری از خاک انجام شد. تیمارهای مطالعاتی به گونه ای انتخاب شد که در هر تیمار و منطقه مجاور آن (شاهد)، خصوصیات توپوگرافی و اقلیم یکسان بوده و تنها عامل کاربری زمین متغیر باشد. همچنین در انتخاب تیمار های مورد مطالعه به خصوصاتی نظیر: تنوع کشت (گیاهان یکساله یا چند ساله) و فیزیوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع) توجه شد. برای مطالعه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در نواحی مورد مطالعه اقدام به حفر 3 پروفیل در هر تیمار گردید و در مجموع 45 پروفیل خاک حفر و از عمق 50 سانتیمتری خاک نمونه های لازم تهیه شد. تحلیل داده ها با استفاده از آزمون تی استیودنت مستقل و تجزیه واریانس یکطرفه انجام شد. نتایج نشان داد تبدیل مراتع به دیمزار اثر معنی داری بر ذخایر کربن و ازت اکوسیستم دارد. بر اثر تبدیل مرتع به کشت گندم کربن آلی خاک بطور متوسط 5/44 درصد کاهش یافت، کشت نخود نیز منجر به کاهش 8/44 درصدی کربن خاک شد. بر اثر باغکاری با انگور و بادام هم کربن آلی خاک به ترتیب2/24 و 2/30 درصد کاهش یافت و به این ترتیب باغکاری با انگور بهترین نوع کشت از نظر حفظ ذخایر کربن و ازت شناسایی شد. همچنین اثر تبدیل مراتع به دیمزار بر ذخایر کربن به میزان شیب اراضی بستگی داشت که با افزایش میزان شیب کمیت کربن آلی خاک افت بیشتری نشان داد.کشت گندم و انگور منجر به کاهش به ترتیب 50 و 0/37 درصدی ازت خاک شد اما در کشت نخود و بادام تغییر معنی-داری در ازت خاک وجود نداشت. و بدترین نوع تغییر کاربری از این جهت تبدیل مرتع به کشت گونه یکساله گندم ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: ذخیره کربن و ازت، تغییر کاربری، مراتع، دیمزار
  • علی اکبر متکان، محمد تناسان*، علیرضا شکیبا، بابک میرباقری، کمال اکبری، مهران شایگان صفحات 33-46
    یکی از مباحث مهم در مدیریت منابع طبیعی از نظر آبخیزداری و حفاظت خاک، کاهش میزان و شدت رواناب های سطحی و در نتیجه کاهش فرسایش است. از عوامل موثر در کاهش و یا تشدید فرسایش، وضعیت پوشش سطحی زمین و به خصوص پوشش گیاهی می باشد از طرفی پوشش کامل سطح زمین به منظور کاهش فرسایش ضرورتی ندارد. هدف از این پژوهش طراحی یک مدل بهینه سازی درصد تاج پوشش مراتع، مبتنی بر الگوریتم (NSGA -II (Non dominated Sorting Genetic Algorithm - II در بستر GIS می باشد؛ بدین منظور ابتدا مناطق دارای حساسیت فرسایشی متوسط تا زیاد شناسایی شده و سپس تیپ مرتعی آن ها مورد مطالعه قرار گرفت در ادامه با استفاده از توانایی الگوریتم NSGA-II، درصد بهینه تاج پوشش برای هر قسمت از منطقه مورد مطالعه تعیین گردید. خروجی های این مدل، الگوهایی برای درصد تاج پوشش مرتعی منطقه می باشد که با کمترین هزینه، فرسایش منطقه را تا حد قابل قبولی کاهش دهند. مدل طراحی شده در منطقه رودبار جنوب واقع در استان کرمان پیاده سازی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که این مدل قادر است الگوهایی متنوعی برای مدیریت پوشش مراتع پیشنهاد دهد که هم اقتصادی بوده و هم فرسایش را کاهش می دهد که هر یک از این الگوها بر اساس شرایط منطقه و نظر کارشناسی قابل انتخاب و اجرایی خواهد بود. یکی از الگوهای پیشنهادی مدل، درصد تاج پوشش مرتعی در قسمت های مختلف منطقه را به نحوی تعیین می کند که بتوان بدون صرف هزینه و تنها با مدیریت صحیح پوشش مرتعی، نسبت تقلیل فرسایش را از 3/ 4 در شرایط فعلی به حدود 2/ 1 کاهش داد که این خود نشان از اهمیت مدیریت صحیح پوشش مرتعی دارد. در این مطالعه به منظور بررسی کارایی و دقت مدل از معیار فراگشایش و نمودار مسیر ارزش که از روش های بررسی دقت مدل های بهینه یابی چندهدفه می باشد استفاده شد. نتایج حاصل نشان می دهد مدل طراحی شده توانسته به خوبی فرایند بهینه یابی را انجام دهد و نتایج حاصل از مدل قابل اطمینان خواهند بود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، درصد تاج پوشش، نسبت تقلیل فرسایش، GIS
  • علی دسترنج، مجید خزایی*، محمد کاظمی، ساناز فلاح، بهزاد عادلی صفحات 47-57
    آنجایی که معادلات رگرسیونی منحنی های سنجه با توجه به تبدیل لگاریتمی آمار دبی جریان و رسوب معلق به دست می آید دارای اریب زیاد هستند. در این تحقیق از ضرایب اصلاحی به منظور بهبود نتایج روش های برآورد بار رسوبی رودخانه ها در ایستگاه هیدرومتری بشار و زهره با شاخص های مختلف دقت و صحت استفاده گردید. از این رو تحقیق حاضر در صدد ارزیابی عمل کرد پنج روش منحنی سنجه از جمله FAO، MVUE، QMLE،LRC، Ls در دو حالت حد واسط دسته ها و در حالت بدون تقسیم بندی داده ها بوده است. به منظور ارزیابی کارایی منحنی های سنجه رسوب و انتخاب بهترین آن ها، ازشاخص های مجذور مربعات خطا و ضریب کارایی استفاده گردید. محاسبه ضرایب اصلاحی با معیارهای مجذور مربعات خطا و ضریب کارایی حاکی از این است که در ایستگاه بشار روش LQMLE حداکثر میزان ضریب کارایی (92=CE) و حداقل خطا (38/0=RMSE) و روش LS کمترین میزان ضریب کارایی و بیشترین میزان خطا (86=CEو 94/0= RMSE) را ارائه نموده است. در حالت معمولی نیز روش LQMLE حداکثر میزان ضریب کارایی و حداقل میزان خطا را داراست (82=CE) و (38/0=RMSE) و روش LS کمترین میزان ضریب کارایی و بیشترین میزان خطا (86=CEو 94/0= RMSE) را ارائه نموده است. محاسبه ضرایب اصلاحی در ایستگاه زهره نشان داد که روش LQMLE حداکثر میزان ضریب کارایی را داراست (95=CE) و روش FAO کمترین میزان ضریب کارایی و بیشترین میزان خطا (58/1-=CEو 48/2= RMSE) را ارائه نموده است. در حالت معمولی نیز روش LRC حداکثر میزان ضریب کارایی و حداقل میزان خطا را (95=CE) و (53/0=RMSE) کسب نموده است. از سویی در بین روش های مختلف روش LS کمترین میزان ضریب کارایی و بیشترین میزان خطا (7-=CEو 88/3=RMSE) را ارائه نموده است. در مجموع روش های مختلف و ضرایب اصلاحی متفاوت منحنی سنجه رسوب در حالات بدون تقسیم بندی داده ها و در حالت حد واسط می توان نتیجه گیری کرد که در اکثر مدل ها روش های LQMLE و LRC بهترین روش های محاسبه رسوب بوده است.
    کلیدواژگان: رسوب معلق، حوزه آبخیز، روش های اصلاحی، برآورد، منحنی سنجه
  • سید محمدحسین احمدپناه*، هایده آرا، ناصر مشهدی، محمد کیا کیانیان، داریوش قربانیان صفحات 58-71
    یکی از بارزترین ویژگی هایی که در اغلب مطالعات مربوط به فرسایش بادی، ارگ ها و روندیابی حرکت تپه های ماسه ای و تثبیت آنها مورد مطالعه قرار می گیرد، خصوصیات مربوط به دانه بندی ذرات ماسه می باشد. مقایسه دانه بندی و مورفوسکپی تپه های ماسه ای جدید و قدیم در یک ارگ به ما کمک می کند که شناسایی منابع ماسه و اقدمات کنترلی جهت عدم تحرک و فعالیت مجدد تپه های ماسه ای را صورت دهیم. در این تحقیق ابتدا از طریق عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای اقدام به شناسایی مناطق رسوبگذاری گردید. سپس با حضور در این مناطق نمونه برداری از رسوب های تپه های ماسه ای جدید و قدیم ارگ صورت گرفت و پارامترهای دانه بندی رسوبات مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. بر اساس آزمون آماری T استیودنت با اطمینان 95 درصد متوسط قطر ذرات و قطر میانه ذرات با یکدیگر تفاوت معناداری نداشته و تنها متوسط چولگی و متوسط کشیدگی در تپه های ماسه ای جدید و قدیم با یکدیگر تفاوت معناداری داشته اند. بر این اساس میانگین متوسط قطر ذرات رسوبات جدید برابر176 و رسوبات قدیمی برابر160.4 میکرون می باشد. چولگی در تپه های ماسه ای قدیمی مثبت بوده و به سمت ذرات دانه ریز متمایل است اما در رسوبات جدید منفی بوده و به سمت ذرات دانه درشت می باشد. فاصله حمل متوسط ذرات در تپه های ماسه ای جدید نسبت به تپه های ماسه ای قدیمی کمتر است. تپه های قدیمی به علت وجود تاغ، ذرات کمتر از 64 میکرون و بیشتر از 500 میکرون را نسبت به تپه های جدید دارا می باشند. مورفوسکپی تپه های ماسه ای جدید به صورت هاله ای بوده و کمی گردشدگی در آن روئیت شد که نشان از آورده شدن رسوبات توسط باد را می دهد در حالی که تپه های ماسه ای قدیمی رسوبات درخشان و زاویه دار بوده که نشان دهنده حمل رسوبات توسط آب است.
    کلیدواژگان: ارگ دامغان، تپه های ماسه ای جدید، تپه های ماسه ای قدیمی، دانه بندی، مورفوسکوپی
  • سمیه سلطانی گردفرامرزی*، نفیسه قزل سفلو، مهندس مهدی بروغنی صفحات 72-84
    فرسایش پاشمانی اولین مرحله در فرآیند فرسایش شناخته شده که نتیجه ی بمباران سطح خاک بوسیله ی قطرات باران است. جدا شدن ذرات خاک توسط قطرات باران و انتقال ذرات جدا شده توسط رواناب، دو فرآیند پایه ای فرسایش خاک می باشند. در این تحقیق به بررسی تاثیر مقادیر مختلف شدت بارش بر روی مقدار فرسایش پاشمانی در سه مدت زمان بارندگی 10، 20 و 30 دقیقه با استفاده از باران ساز FEL3 در آزمایشگاه بر روی خاک مارن پرداخته شد. پس از کالیبراسیون باران ساز و توزین نمونه ها در آون، نمونه ها در زیر باران شبیه سازی شده با شدت های 60، 90 و 120 میلی-متر بر ساعت برای مدت های 10، 20 و 30 دقیقه قرار گرفت. بعد از اتمام بارش، نمونه ها مجددا برای مدت 24 ساعت در آون با دمای 105 درجه ی سانتی گراد قرار داده شد تا وزن ثانویه ی آن ها محاسبه شود. نتایج حاکی از آن است که بین مقادیر مختلف شدت و مدت بارندگی بر افزایش میزان فرسایش پاشمانی اختلاف معنی دار وجود دارد. اما اثر متقابل دو فاکتور شدت و مدت بر میزان پاشمان اختلاف معنی دار نداشت. با تداوم بارندگی، میزان پاشمان در شدت های های مختلف به دنبال تخریب خاکدانه ها افزایش یافت به گونه ای که در شدت 120 میلی متر در ساعت و زمان 30 دقیقه بیشترین میزان پاشمان مشاهده شده است. هم چنین نتایج نشان داد که در مدت زمان 20 دقیقه از شروع بارش در هر سه شدت، بدلیل ایجاد لایه سطحی از آب بر روی خاک، هر چند میزان فرسایش پاشمانی افزایش پیدا کرده است اما این افزایش معنی دار نبود.
    کلیدواژگان: فرسایش پاشمانی، شدت بارندگی، مدت بارندگی، باران ساز FEL3، خاک مارنی
|
  • Mona Ghazizadeh*, Ahmad Nohegar Pages 1-18
    Today، with increasing human population and more usage of natural resources is cause of needing to environmental management more than before. Global experiments show that apearence of unsustainability environmental Indexes is the cause of undesirable natural resources management and harmful effects on environmental. Thus attention to sustainable development principle that is based on advantage use of natural and environmental resources is a emergency factor so that no harm to resources. Soil erosion is most important factor of degradation in watersheds. Also protection management for sustainable operation from natural resources need to diagnose and studing about environmental indexes and their relationship beside the human factor effects. Studing of relationship between environmental indexes on soil erosion with PSIAK model is the purpose of this study on Ravang watershed،Minb،Hormozgan. we use PSIAK model because of more analysis of environmental indexes than other models and for estimate erosion rate and correlation between factors. Using of base map and statistical data shows that 6. 88 M. tons of sediment extract per year from Ravang watershed and level of sedimentation and erosion grading is in 3 classes III،IV،V and 74. 5% of its area 7980. 38 h is in III level sedimentation. Amounts of relation between environmental indexes with using of Pierson correlation coefficient has done in spss and results show that significance between all indexes with emphasis of land cover and land use. Keywords:
    Keywords: environmental Index, PSIAC model, Sustainable Development, Ravang Watershed
  • Joneidih.*, Nazariz., Karamip., Gholinejad, B Pages 19-32
    To determine the effect of conversion of rangelands to dryland farming on losses of carbon and nitrogen, Dryland farming areas and adjacent rangelands were determined.Popular areas in each of the treatments were determined and soil sampling was done.Treatments were chosen so that each treatment and the surrounding area (control), topography and climate characteristics are the same and the only variable factor is land use.Treatments were choice according the characteristics such as the diversity of cultures (annuals or perennials) and physiographic (slope, aspect and elevation).To study the physical and chemical properties of soil, 3 profiles were dug in each Treatments and a total of 45 soil profiles were excavated. Data analysis was done using the student t-test and analysis of variance.The results showed conversion of rengelands to drylands farming effect on carbon and nitrogen stocks in ecosystem.Conversion of pasture to cropand leads to reduced by an average of 44.5 in soil organic carbon content. Pea cultivation reduces the carbon content of the soil (44.8%). Viticulture and almond decreased soil organic carbon by 24.2% and 30.2 %, respectively. Thus, planting grapes were detected as the best in terms of maintaining stocks carbon and nitrogen.
    Keywords: Carbon, Nitrogen storage, Land use change, Rangelands, Dry, farmingCarbon, Nitrogen storage, Land use change, Rangelands, Dry, farming
  • Ali Akbar Matkan, Mohammad Tanasan*, Alireza Shakiba, Babak Mirbagheri, Kamal Akbari, Mehran Shaygan Pages 33-46
    Reducing the amount and intensity of surface runoff, thus reducing erosion is one of the important aspects of natural resource management, watershed management and soil conservation. Land surface conditions and particularly vegetation is Mitigating or aggravating factor in erosion. Studies on the effect of ground cover to reduce erosion rates indicate that is not necessary to ground cover to reduce erosion. The purpose of this research is to design a model to optimize pasture cover, NSGA-II algorithm is based on the GIS platform. To illustrate identified areas whit the sensitivity of the corrosive medium to large and studied of grassland types, then using the ability NSGA-II algorithm’s to determined optimum percentage of canopy. Output of the model might be introduced patterns for canopy that reduction of erosion to an acceptable level and enhancing the economic benefits. The developed model in the study was implemented in Kerman-Rodbar watershed. Evaluation results show that the model is able to suggest patterns to canopy planning that reduce erosion with and enhancing the economic benefits that each of these patterns for canopy will be selected and implemented in based on local conditions and expertise. One of the patterns, capable reduce erosion of 4.3 in current situation to about 1.2, Without charge, but with proper management Canopy That it is Show The importance of proper management of Coverage. In this study, use of Hyper Volume and Value Path methods for the efficiency and accuracy of model. The results show that the model is able to good optimization process and results of the model will be reliable.
    Keywords: Optimization, Percentage of Canopy, Reduce Erosion, GIS
  • Ali Dastranj, Majid Kazemi *, Mohammad Kazemi, Sanaz Falah, Behzad Adeli Pages 47-57
    Regression equations of sediment rating curves are too biased due to the logarithmic of the discharge and suspended sediment data. In this study, correction coefficients were used to improve the results of river sediment estimation methods in Bashar and Zohreh hydrometric stations with different indices of accuracy and precision. The present study aims to evaluate the performance of five methods of rating curve including FAO, MVUE, QMLE, LRC, Ls in the case of intermediate categories and no category situations. Root mean square of error and coefficient of efficiency indicators were used to evaluate the performance of sediment rating curves and to choose the best of them. Results of root mean square of error and coefficient of efficiency indicators computation indicates that in the Bashar station LQMLE method is provided maximum coefficient of efficiency (CE=92) and the minimum error (RMSE=0.38) and LS method had the lowest coefficient of efficiency and highest error (CE=86 and RMSE=0.94). In normal state the same results has been obtained. Zohreh station correction coefficients results showed that the maximum coefficient of efficiency is related to LQMLE (CE=95) and FAO had lowest coefficient of efficiency and the highest root mean square of error (CE= -1.58 and RMSE=2.48). In normally condition the LRC method has achieved maximum coefficient of efficiency and minimum error (CE=95) and (RMSE=0.53). On the other hand, amongst the different methods, LS is provided the lowest coefficient of efficiency and the highest root mean square of error (CE=-7 and RMSE=3.88). In general, by application of different methods and different correction coefficients of sediment rating curves in cases of non-classified data and the intermediate state, concluded that in most models the LQMLE and LRC is the best method of calculating sediment.
    Keywords: Suspended sediment, watershed, breeding methods, estimates, rating curve
  • Sayyed Mohammad Hussein Ahmadpanah*, Haide Ara, Naser Mashhadi, Mohammad Kia Kianian, Dariush Ghorbanian Pages 58-71
    Grain size is one of the most obvious characteristics in many studies of Aeolian erosion, Ergs, moving of sand dune, etc. Comparison of Grain size and morphoscopy between new and old sand dunes in an Erg, help us to identify the sources sand and control reactivity sand dunes. This study, as first step, by aerial photography and satellite imagery attempting to identify areas were sedimented. Then Sediment samples took place from the new and old sand dunes and Sediment grain size parameters were evaluated and compared. By the statistical analysis determined that, there were no significant differences in the mean of diameter and median in new and old sand dunes. But the mean of skewness and kurtosis was shown to have difference. The mean of diameter in new sand dune is 176 µ and old one is 160.4 µ. In the old sand dunes Skewness were positive and in new one is negative. The mean of moving distance in new sand dune is less than old one. Because old sand dunes have Haloxylon plants we observe Particles less than 64 microns and greater than 500 microns. Morphoscopy compared showed that the new sand dunes have a halo form with a little roundness that indicating sediment transport by wind and old one have bright form and angular that indicating sediment transport by water.
    Keywords: Damghan Erg, New Sand dune, Old Sand dune, Grain Size, Morphoscopy
  • Somayeh Soltani, Gerdefaramarzi *, Nafiseh Ghezelseflue, Mr. Mehdi Boroghani Pages 72-84
    Splash erosion is recognized as the first stage in the process of erosion that results in bombardment of the soil's surface with rain drops. Two basic processes in soil erosion are the dispersement of soil particles by rain drops and the changes caused to the soil's structure, which are then moved by runoff. In this research, the effect of various rainfall intensity (60, 90 and 120 mm/hr) on the amount of splash erosion at three rain durations (10, 20 and 30 minute) by the use of laboratory generated rain (FEL3) were analyzed. Experiments were undertaken with marl soil. After calibrating the rainfall simulator, soil samples were weighed and were studied three rain intensity and durations. Initially samples were oven-dried for 24 hours, at 105ºC. Next, samples were reweighed to determine the amount of soil lost. According to the results, there was significant difference between rain intensity and durations and increased splash erosion. However the interaction effect of rain intensity and duration, were not statistically significant. The statistical analyzes showed when rain duration increased from 10 to 30 minute, the splash erosion enlarged in various rainfall intensity due to destruction of soil aggregates. The most of splash erosion was observed in rain intensity 120 mm/hr and rain duration 30 minute. Also, in rain duration 20 minute with each three rain intensities, due to existence of surface water layer, Although splash erosion increased but that was not statistically significant.
    Keywords: splash erosion, rain intensity, duration, rainfall simulator, marl soil