فهرست مطالب

فصلنامه پژوهش های فرسایش محیطی
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 17، بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/03/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهندس محمدطاهر صحتی، احمد نوحه گر *، یحیی اسماعیل پور، حمید غلامی صفحات 1-12
    فرسایش خندقی از مهمترین انواع فرسایش و یکی از مهمترین منابع تولید رسوب در نقاط مختلف جهان است. خندق ها اغلب دارای ابعاد متفاوت و خصوصیات پیچیده اند و این ویژگی ها ممکن است پراکنش پوشش گیاهی را تحت تاثیر قرار دهد. خصوصیات خندق ها، اکوسیستم پیچیده ای را برای استقرار پوشش گیاهی فراهم می کند. در این مطالعه با توجه به طبقه بندی هیدروژئومرفیک، در طول خندق های تقریبا همگن از لحاظ ابعاد در بخشی از نواحی شوره زار بخش های چاهورز و علامرودشت شهرستان لامرد، اقدام به اندازه گیری همزمان خصوصیات مورفومتری خندق و پوشش گیاهی شد و طی بازدیدهای میدانی خصوصیات مورفومتری خندق ها شامل عرض دره، عمق دره، عرض کانال، عمق کانال، شیب کانال، عرض دره/عمق دره، عرض کانال/عمق کانال، عرض دره/عرض کانال، عمق دره/عمق کانال، (عرض دره /عمق دره)/(عرض کانال /عمق کانال) و همچنین تیپ های گیاهی و درصد تاج پوشش گیاهی تعیین شد و توسط آزمون های آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مطالعه بیشترین و کمترین درصد تاج پوشش گیاهی به ترتیب در خندق هایی با ابعاد متوسط و کوچک بود. تیپ گیاهی Ta.spp با خندق هایی با عرض و عمق بزرگ، تیپ های گیاهی Sa.ri-At.le با خندق هایی با عرض متوسط و تیپ گیاهی At.le-Al.ca-Pr.fr عمدتا با خندق هایی با عرض و عمق کوچک در ارتباط بود. نتایج حاصل بیانگر وجود همبستگی معنی دار بین برخی خصوصیات مورفومتری و درصد تاج پوشش گیاهی بود. به طوری که ابعاد مختلف خندق بر درصد تاج پوشش گیاهی تاثیرگذار می باشد و تفاوت در پراکنش تیپ ها و گونه های مختلف گیاهی در ارتباط با عوامل مورفومتری نیز از دیگر نتایج این مطالعه است که توسط روش های آماری چند متغیره به خوبی تشریح شده است. در پایان می توان گفت نتایج این مطالعه بیانگر نقش عوامل مورفومتری خندق ها در نواحی شوره زار محدوده مورد مطالعه بر درصد تاج پوشش و پراکنش تیپ های گیاهی است.
    کلیدواژگان: شوره زار، کانال، آبراهه، پوشش گیاهی، چاهورز، علامرودشت
  • سهراب مرادی، سلیمان محمدی لیمایی، مهرداد خانمحمدی، پتر لوهمندر صفحات 13-26
    هدف این تحقیق تعیین میزان فرسایش و تولید رسوب و شناسایی مناطق حساس از نظر فرسایش در حوزه آبخیز زمکان واقع در غرب استان کرمانشاه است. برای رسیدن به هدف فوق از روش پتانسیل فرسایش (EPM) با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) جهت کاهش خطا و افزایش دقت نسبی در تجزیه و تحلیل مدل استفاده شده است. داده های مورد نیاز این پژوهش، از طریق مشاهدات میدانی، نقشه های موجود، آمار ایستگاه های هواشناسی و هیدرومتری و منابع کتابخانه ای تامین شد. بعد از وارد کردن نقشه ها به محیط نرم افزار ArcGIS و زمین مرجع کردن آنها، لایه های مورد نیاز رقومی و پایگاه اطلاعاتی برای آنها ایجاد شد. در نهایت با استفاده از جداول استاندارد ارائه شده در مدل EPM، امتیازات متناسب برای حوزه آبخیز استخراج و با تلفیق لایه-های مذکور با توجه به روابط ارائه شده در مدل EPM، نقشه پهنه بندی شدت فرسایش، میزان فرسایش و رسوب برای حوزه آبخیز محاسبه شد. نتایج نشان داد که میزان فرسایش ویژه (WSP) و رسوب ویژه (GSP) حوزه به ترتیب معادل 2742.02 و 1005.55 مترمکعب در کیلومتر مربع در سال و کلاس و شدت فرسایش پذیری آن در گروه خیلی شدید (V) قرار می گیرد. لذا اعمال سیاست های مختلف کنترل فرسایش در سطح حوزه ضروری است.
    کلیدواژگان: فرسایش، رسوب، مدل EPM، حوزه آبخیز زمکان، سامانه اطلاعات جغرافیایی
  • مهدی بشیری، حمیدرضا مرادی، میرمسعود خیرخواه، مجید جعفری خالدی صفحات 28-43
    عوامل مختلفی بر فرآیند تولید روان آب و رسوب در طی رگبار اثرگذار هستند. از میان خصوصیات خاک، رس از مهم ترین عوامل در پیوند خاکدانه ها و نفوذپذیری است. بخش های سنگی نیز بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فرسایشی اثر می گذارند، ولی این ارتباطات در مقادیر مختلف به صورت معکوس یا مستقیم نمایان می شود. لذا بررسی اثر رس و سطوح سنگی در فرسایش خاک ضرورت می یابد. همچنین مدل سازی رفتار روانآب و رسوب به دلیل محدودیت های اندازه گیری در راستای تقلیل خسارات ناشی از سیلاب و رسوب گذاری امری اجتناب ناپذیر است. لذا در پژوهش حاضر از شبیه ساز باران و کرت های آزمایشی استفاده گردید تا امکان اعمال تیمارها در حدود مورد نظر میسر شود. سپس در قالب طرح فاکتوریل، 6 طبقه اختلاط با درصدهای مختلف رس درون خاک (0، 10، 20، 30، 40 و 50 درصد) و 6 طبقه از سطوح نفوذناپذیر (0، 5، 10، 15، 20 و 25 درصد) در سه تکرار (جمعا 108 کرت آزمایشی) مورد تحلیل قرار گرفت. برای بررسی تغییرات زمانی روان آب و رسوب طی 30 دقیقه شبیه سازی، نمونه برداری در فواصل 5/2 دقیقه ای انجام شد. آنالیز روند نشان داد که در تمامی تیمارهای مذکور روانآب افزایش معنی داری دارد (01/0>p)، در حالی که روند تولید رسوب با افزایش محتوی رس کاهش یافت. همچنین در تولید روانآب و رسوب، رس نسبت به سطوح سنگی عامل تعیین کننده تری بوده است. نهایتا مدل های معکوس و منحنی S بهترین برازش بر روند روانآب را دارا بودند. اما روند تولید رسوب و نیز معادلات رگرسیونی بین روانآب و رسوب عمدتا از الگوی سه جمله ای تبعیت نمودند.
    کلیدواژگان: تحلیل روند سطوح سنگی، رس خاک، شبیه ساز باران، کرت فرسایشی
  • قباد رستمی زاد، محسن توکلی، علی اکبر نظری سامانی صفحات 44-57
    فرسایش خندقی از مهمترین فرسایش های آبی است که موجب تخریب اراضی و بر هم خوردن تعادل در اراضی می گردد. تخریب اراضی، بر هم خوردن منظر زمین، تعادل اکولوژیک و به مخاطره افتادن منابع زیستی، از جمله مواردی است که پژوهش در مورد فرسایش خندقی را گریز ناپذیر و الزامی می کند. این مطالعه با هدف تعیین آستانه توپوگرافی و گسترش خندق و همچنین پیش بینی مناطق مساعد تشکیل فرسایش خندقی انجام شده است. بدین منظور 36 خندق در منطقه مورد مطالعه انتخاب و پس از تفکیک داده ها، میزان تاثیر عوامل کاربری اراضی، انواع مکانیسم فعال برای ایجاد و گسترش خندق و روش مورد استفاده برای استخراج داده های سطح و شیب با استفاده از عکس های هوایی، اندازه گیری صحرایی و تحلیل های GIS مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد مقدار ضریب تبیین از 162/0 به 214/0 برای داده های کاربری اراضی کشاورزی افزایش یافته است. اما برای داده های کاربری اراضی رها شده این مقدار برابر 043/0 و غیر معنی دار(54/0) بدست آمد. با توجه به ضریب تبیین 267/0 برای داده های حاصل از اندازه گیری صحرایی و مقدار 162/0 برای داده های حاصل از برآوردهای GIS می توان گفت با وجود معنی داری هر دو رابطه (در سطح 5 درصد) اما استفاده از روش صحرایی و اندازه گیری مستقیم نتایج بهتری را ارائه خواهد داد. علاوه بر این، توانایی مدل برای پیش بینی مناطق مساعد تشکیل خندق با استفاده از منحنی ROC مورد بررسی قرار گرفت. سطح زیر منحنی ROC برابر با 748/0 محاسبه گردید و نشان داد که مدل از توانایی مناسبی برای پیش بینی مناطق مساعد تشکیل خندق برخوردار است.
    کلیدواژگان: فرسایش خندقی، آستانه توپوگرافیک، پیش بینی، عکس های هوایی، منحنی ROC
  • مهندس شراره رشیدی، مهدی وفاخواه، محمدرضا جوادی صفحات 58-74
    مقدار بار معلق حمل شده توسط رودخانه ها در میزان کیفیت آب شهرها و روستاهای واقع در پایین دست حوزه آبخیز نقش بسزایی دارد. از طرف دیگر دبی موثر به دبی اتلاق می گردد که بیشترین رسوب را در یک رودخانه و در دوره طولانی مدت نسبت به سایر دبی ها حمل نموده و شکل بستر رودخانه را نیز تحت کنترل دارد. بنابراین تعیین دبی موثر انتقال رسوب معلق و همچنین تحلیل تغییرات دبی موثر در مقیاس زمانی بسیار ضروری می باشد. هدف از این مطالعه، ارزیابی دبی موثر انتقال رسوب معلق در حوزه آبخیزکورکورسر با استفاده از آمار دبی جریان و رسوب روزانه برای دوره 31 ساله 1362 تا 1392 می باشد. برای این منظور، ابتدا منحنی سنجه رسوب به دو روش USBR و حدواسط دسته ها در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و کل دوره آماری تهیه گردید. دبی جریان در هر پایه زمانی به چند طبقه با فواصل مساوی تقسیم و میزان متوسط دبی در هر یک از طبقات محاسبه شد. سپس با استفاده از ارقام دبی و نیز منحنی سنجه رسوب تشکیل شده، میزان رسوب معلق برای هر یک از مقادیر دبی متوسط تعیین شد. در نهایت هیستوگرام دبی و رسوب کل در هر یک از پایه های زمانی ترسیم و دبی موثر مشخص شد. نتایج نشان می دهدکه دبی موثر ماهانه از24/0 تا 42/25 مترمکعب بر ثانیه و دبی موثر فصلی از 37/4 تا 42/25 مترمکعب بر ثانیه متغیر بوده است. همچنین، دبی موثر کل دوره برابر با 36/24 مترمکعب بر ثانیه بوده است و دارای دوره بازگشت 100 سال می باشد. علاوه بر این، مقایسه دبی های موثر در پایه های زمانی مختلف نشان می هد که میزان دبی موثر می تواند در پایه های زمانی فصلی و ماهانه نیز تغییرپذیری بالایی داشته باشد. تعیین دبی موثر و تغییرات زمانی آن در حوزه های آبخیز کشور گام موثری در جهت کاهش انتقال رسوب از طریق مدیریت بهتر بازه رودخانه و نیز اراضی به ویژه در زمان های وقوع دبی موثر می باشد.
    کلیدواژگان: تغییرپذیری زمانی، روش USBR، روش حد واسط دسته ها، منحنی سنجه رسوب، حوزه آبخیز کوکورسر
  • سعید نگهبان، مرضیه مکرم صفحات 75-89
    در این پژوهش هدف شناسایی و طبقه بندی لندفرم های مختلف در حوضه آبخیز حکان و همچنین ارتباط بین هر یک از لندفرم ها و واحد های زمین شناسی بررسی می باشد. پژوهش از نوع توصیفی – تحلیلی مبتنی بر روش های کمی، میدانی، نرم افزاری و مدل سازی است که در آن از روش TPI برای شناسایی و طبقه بندی لندفرم های منطقه مورد مطالعه استفاده شد. داده های ورودی در این مدل شامل شیب، انحنای عرضی، انحنای حداقل و انحنای حداکثر است. نتایج طبقه بندی مورفولوژیکی منطقه مطالعاتی نشان داد که منطقه مورد مطالعه شامل 10 نوع لندفرم (آبراهه، دره های آبراهه های میانی، زهکش های مرتفع، بالا رود، دره های u شکل، دشت های کوچک، شیب های باز، شیب های بالایی، یال های مرتفع، یال های شیب میانی، یال های مرتفع، قله کوه) است. بیشترین نوع لندفرم در منطقه مورد مطالعه مربوط به آبراهه (%19/32) و بعد از آن قله ها (%36/25) می باشد. همچنین بررسی ها نشان داد که منطقه مورد مطالعه شامل واحد های زمین شناسی SPh، Qt2، Qf، Plb، OE، Mr، Mm، Ma، Kb، EK میباشد. نتایج حاصل از بررسی ارتباط بین واحدهای زمین شناسی و لندفرم در منطقه مورد مطالعه نشان داد که بیشترین درصد واحد زمین شناسی OE بوده که در همه ی لندفرم ها دارای بیشترین درصد می باشد. بعد از آن به جز لندفرم های کلاس 1 (آبراهه) بقیه لندفرم ها دارای بیشترین درصد واحد زمین شناسی QF می باشند. لندفرم های کلاس 1 دارای درصد بیشتری از واحد های زمین شناسی Qt2، Qf، OE، Mr، Mm، Kb، EK نسبت به بقیه لندفرم ها است.
    کلیدواژگان: ژئومورفولوژی، مورفومتری، طبقه بندی لندفرم، روش TPI، حوضه آبخیز حکان
|
  • Pages 1-12
    Gully erosion is one of the most significant erosion types. This type of erosion is one of the most important sources of sediment in different regions of the world. Gullies often have different dimensions and complex characteristics and these characteristics may affect the distribution of vegetation. Topographic characteristics of gullies provide complex ecosystem for vegetation establishment. In this study was examined the relationship between morphometric characteristics of gullies and vegetation in Lamerd saline lands. Also according to the Hydrogeomorphic classification, along almost homogeneous gullies was measured valley width, valley depth, channel width, channel depth, channel slope, valley width / valley depth, channel width / channel depth, valley width / channel width, valley depth / channel depth, (valley width / valley depth) / (channel width / channel depth) and vegetation characteristics. Relationship between vegetation distribution and morphometric characteristic were evaluated by statistical tests. The results show that there is most vegetation cover (%) in medium size streams and small size streams have sparse vegetation cover in study area. Ta.spp plant type is associated with large width and depth gullies, Sa.ri-At.le plant type is correlated with medium size width and At.le-Al.ca-Pr.fr plant type is associated with small size width and depth gullies. There is a significant correlation between morphometric characteristics and vegetation cover. The results show that the gullies characteristics determine the percentage of vegetation cover. Differences in the distribution of plant type and plant species studied by multivariate statistical techniques. In conclusion, results of this study show that morphometric characteristics of gullies in saline lands determines vegetation types and plant distribution.
    Keywords: Saline Land, Channel, Stream, Vegetation Cover, Chahvarz, Alamarvdasht
  • Mr Sohrab Moradi, Mr Solaiman Mohammadi Limaei, Mr Mehrdad Khanmohamadi, Mr Peter Lohmander Pages 13-26
    The goal of this study is determination of erosion rate and sediment production and exploring sensitive areas of erosion in Zemkan basin, located in the West of Kermanshah Province.To achieve these objectives, the erosion potential method (EPM) was used.Geographical information system also was used to reduce the errors and increase the relative accuracy in the analysis of the model. Required data in this study were obtained through fieldwork, existing maps, data from meteorological and hydrometric stations and library resources. The nessesary data layers were digitized and georeferenced and finally database were created. Using standard tables provided in the EPM model, accordant values for the basin extracted and incorporated into the layers according to the relations given in EPM model, the erosion intensity map, erosion and sediment ratio were calculated for the basin. Results revealed that the ratesof especial erosion (WSP) and especial sediment are (GSP), 2742.02 and 1005.55 m3/km2/yrespectively. The intensity of erodibleity of the basinwas also classified as very intensive (V).However the intensity of the erosion in the basin suggests that, different policies of erosion control in the basinare necessary.
    Keywords: Erosion, Sediment, EPM Model, Zemkan basin, Geographic Information System
  • Dr. Mehdi Bashiri, Dr. Hamid Reza Moradi *, Dr. Mir Masoud Kheirkhah, Dr. Majid Jafari Khaledi Pages 28-43
    Different factors affect the runoff and sediment production during storm conditions. Among different soil properties, clay content is one of the most important bonding agents for aggregation and infiltration. Rock fragments also affect hydrological and erosional processes, but these relationships in various soil clay contents or surface rock fragments may be positive or negative, thus examination of these effects is of importance in erosion process. Besides, runoff and sediment modeling is essential, because of the difficulties associated with measurements, for any sediment and flood remediation efforts. In this study, in order to have control on levels of variables for each treatment, a set of rainfall simulation system at experimental plots was utilized. In the next step, factorial design including 6 groups of clay treatments (0, 10, 20, 30, 40 and 50 percent) and 6 groups of impermeable surface treatments (0, 5, 10, 15, 20 and 25 percent), each in 3 replicates, (totally 108 experimental plots) was used. To study temporal variations of runoff and sediment, 30-minute rainfall simulations were run with sampling in 2.5-min intervals. Trend analysis showed that in all mentioned treatments, runoff volume increased significantly (p<0.01) but sediment production trend decreased when soil clay content increase. Also, in runoff and sediment production, clay content had the main role when compared to surface rock fragments. Finally, Inverse and S-curve models had best fits on runoff trends. However, sediment production trend and regression models between runoff and sediment mainly both had cubic patterns.
    Keywords: Trend Analysis, Surface Rock Fragments, Soil Clay Content, Rainfall Simulator, Erosion Plot
  • Ghobad Rostamizad *, Mohsen Tavakoli, Ali Akbar Nazari Samani Pages 44-57
    Gully erosion is the most important water erosion which causes land degradation and imbalance in lands. Land degradation, broken ecological balance of landscapes and sensitive condition of biological resources are among reasons of gully erosion study. This study performed with the goal of determining the topographical threshold of gully erosion and expansion and also predicting sensitive areas to this kind of erosion. Therefore, 36 gully in the study area selected and after data separation, impact of land use factors, various active mechanisms for gully expansion and method of data extraction of area and slop using aerial photographs, field measurement and GIS were investigated. Results showed that R2 coefficient has increased from 0.162 to 0.214 for agricultural land use data. But for abandoned land use, this value was equal to 0.043 and non-significant (P=0.54). R2 coefficient of 0.267 for the field measurements data and 0.162 for the GIS derived data, show that in spite of the significant relationship for both method (at significant level of 5%), use of field methods and direct measurement will lead to better results. In addition, the ability of model about sensitive areas predicting to gully erosion was studied using ROC curve. Area under the ROC curve was equal to 0.748 and indicated that this model is suitable for prediction of sensitive area for gully erosion.
    Keywords: Gully erosion, Topographical threshold, Prediction, Aerial photos, ROC curve
  • Pages 58-74
    Suspended sediment transport by rivers is important in water quality of cities and villages fed by certain drainage basins. On the other hand, the effective discharge refers to discharge that transports the most sediment over long time and controls the shape of river bed. Therefore, determination of effective discharge for suspended sediment transport and analysis the variation of effective discharge at temporal scale is very important. The aim of this study is evaluating the effective discharge for sediment transport using flow discharge and sediment discharge for a thirty one year period (1983-2013) in Korkorsar watershed, Mazandaran Province. For this purpose at first, sediment rating curve was provided based on monthly, seasonally and total period time scale by using USBR and clusters average limit methods. Flow discharge was clustered into several equal clusters and mean flow discharge was calculated for each cluster. Then, for each mean flow discharge, amount of suspended sediment was determined based on flow discharge and sediment rating curves. Finally, the histogram of flow discharge and total sediment was plotted and effective discharge was determined. Results indicate monthly effective discharge and seasonally effective discharge vary from 0.24-25.42 m3 s-1 and 4.37-25, respectively. The effective discharge in whole studied period was equal to 24.36 with return period of 100-year. In addition, the comparison of effective discharge in different time scale demonstrated that effective discharge amount could have high variability in monthly and seasonal time scale. Determining the effective discharge and its temporal variation in watersheds plays the effective role on decreasing sediment transport via. appropriate rive reach and land management specially at the time of occurrence of effective discharge.
    Keywords: Temporal Variability, USBR Method, Clusters Average Limit Method, Sediment Rating Curve, Korkorsar Watershed
  • Dr Saeed Negahban *, Dr Marziyeh Mokarram Pages 75-89
    Landform is a complication of land or landscape the establishment of which is formed by natural processes that can be described and defined by diagnosis index and if detected, the Landform information about their structure and composition, texture or its integrated offers. Landform variety and diversity of participants, mainly by changing the shape and position of the controls placed. So, classify and identify different areas according to their morphologic characteristics is essential. This study attempts to classify different Landform in the Hakan Watershed, Jahrom City. This research is Descriptive - analysis based on quantitative methods, field and modeling software Where the TPI method were used for the identification and classification of Landforms the study area. The model input data, including slope, curvature width, curvature minimum and maximum curvatures. The results of the study showed that the morphological classification of the study area includes 10 Landform (stream, mid-stream valleys, drainage, high, u-shaped valleys, plains, small, open slopes, steep upper edge high, middle edge of the slope, the high ridge, mountain).
    Keywords: Geomorphology, morphometry, Landform classification method TPI