فهرست مطالب

فصلنامه پژوهش های فرسایش محیطی
سال سوم شماره 1 (پیاپی 9، بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/02/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهران مقصودی، ابوالقاسم گورابی، سحر دارابی شاهماری صفحات 1-15
    پوشش گیاهی یکی از پارامترهایی است که به عنوان عاملی مهم در تعدیل کنندگی تاثیر سایر عوامل مخرب بر فرسایش شناخته شده است. در این مطالعه به برآورد میزان تاثیرگذاری فاکتور پوشش گیاهی بر فرسایش حوضه آبخیز رزین پرداخته شده است. گام اول تهیه نقشه تراکم و طبقه بندی پوشش گیاهی حوضه است که با استفاده از تصاویر ماهواره ای TM منطقه شکل گرفته است. سپس با استفاده از معادله ی جهانی اصلاح شده فرسایش خاک با فاکتورهای شش گانه ی فرسایش پذیری خاک، فرسایندگی بارش، طول و درجه شیب، حفاظت خاک و پوشش گیاهی، و نیز مدل هیدروفیزیکی با فاکتورهای پنج گانه-ی قابلیت فرسایش، مساحت، توپوگرافی، پوشش گیاهی و بارش به بررسی فرسایش حوضه پرداخته شده. پس از تهیه لایه-های اطلاعاتی عوامل مدل های مورد بررسی، برای برآورد تاثیر پوشش گیاهی بر فرسایش، هر یک از مدل ها به دو صورت اجرا گشته اند، با احتساب ضرایب پوشش گیاهی و بدون احتساب این ضرایب. در مدل هیدروفیزیکی برای محاسبه شدت فرسایش، پتانسیل رسوبدهی در واحد سطح مورد توجه قرار گرفته است. نتایج حاکی از این است که کیفیت فرسایش در پوشش های متفاوت متغیر است، اما با تاثیرپذیری از سایر عوامل، میزان تاثیرگذاری این فاکتور نیز دچار تغییر می شود. بیش-ترین میزان فرسایش در مدل های مورد بررسی در جنوب، جنوب غربی و شمال، شمال شرقی حوضه تخمین زده شده است. با حذف ضرایب پوشش گیاهی، در معادله فرسایش خاک، میزان فرسایش از 480 تن در هکتار در سال به 650 تن و در مدل هیدروفیزیکی نیز میزان پتانیل رسوبدهی از 64/834 تن درکیلومترمربع در سال به 56/1900 تن رسیده و میزان فرسایش افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: فرسایش آبی، پتانسیل خطر فرسایش، پوشش گیاهی، معادله جهانی اتلاف خاک اصلاح شده، مدل هیدروفیزیکی
  • خلیل رحیمی، مهدی مزبانی صفحات 16-33
    حضور انسان در طبیعت و اقدامات او خواسته و ناخواسته موجب بر هم خوردن تعادل و تشدید روند تخریب طبیعت می شود. امروزه افزایش جمعیت و تقاضا برای محصولات کشاورزی موجب شده تا پوشش گیاهی سطح زمین به ویژه جنگل ها و مراتع با سرعت هشدار دهنده ای توسط انسان تخریب شده و باعث افزایش فرسایش شود. در این پژوهش با استفاده از معادله جهانی فرسایش خاک و با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای TM (سال 1998) و ETM (سال 2009)، فرسایش حوزه آبخیز سیوند برای سال های 1998 و 2009 تهیه شد. جهت استخراج و پردازش تصاویر ماهواره ای از نرم افزار ERDAS و برای ترسیم نقشه ها و تحلیل های مرتبط با آن از نرم افزارهای Arc GIS و SPSS استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان داد فرسایش در سال 1998 برابر با 406172389 تن بوده است که در سال 2009 به 416364377 تن رسیده است که به طور میانگین به ازای هر هکتار 87/1 تن افزایش یافته است. علت اصلی افزایش تغییرات فرسایش در طی دوره مطالعه کاهش پوشش گیاهی بوده است که این کاهش ناشی از افزایش جمعیت حوزه و به تبع آن افزایش دخالت در طبیعت و چرای بی رویه دام در اراضی مرتعی بوده است که پوشش گیاهی خاک را کاهش داده و باعث شده است خاک در مقابل باران ضعیف و عوامل فرسایشی بسیار حساس و شکننده شوند.
    کلیدواژگان: تغییرات فرسایش، مدل RUSLE، تصاویر ماهواره ای TM، ETM، حوزه آبخیز سیوند
  • جواد غلامی طبسی، محمد جعفری، حسین آذرنیوند صفحات 34-42
    کاشت گیاه سیاه تاغ در سطوح آغشته به مالچ نفتی یکی از روش های رایج تثبیت ماسه های روان در طول دهه های اخیر در ایران بوده است. این مطالعه به منظور بررسی آثار تاغکاری بر ویژگی های پوشش گیاهی و خاک بیابان تثبیت شده صمدآباد سرخس در استان خراسان رضوی انجام شد. نمونه برداری در هر یک از اراضی تحت اجرای طرح و شاهد به صورت تصادفی- نظام مند (سیستماتیک) و در توده معرف صورت گرفت، در هر منطقه (اجرای طرح و شاهد) از 9 ترانسکت 50 متری استفاده شد و درصد تاج پوشش و تراکم دو گونه غالب گون بوته ای و پیچک و نیز درصد تاج پوشش کل گیاهان زیر اشکوب بدست آمد. همچنین در هر منطقه 220 پایه از دو گونه فوق انتخاب و حجم کل و حجم زنده اندام هوایی آن ها اندازه گیری شد. افزون بر این در هر منطقه 4 پروفیل خاک حفر و از دو عمق 20-0 و 80-20 سانتی متری نمونه خاک برداشت شد و درصد ماده آلی آن ها تعیین شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آزمون t مستقل انجام شد. نتایج نشان داد که تاغکاری سبب کاهش معنی دار درصد تاج پوشش کل، درصد تاج پوشش و تراکم دو گونه گون و پیچک و نیز کاهش معنی دار حجم کل گون شده، اما تاثیری در حجم گونه پیچک نداشته است. این وضعیت پوشش، کاهش معنی دار ماده آلی در عمق سطحی و افزایش آن در لایه عمقی خاک را به دنبال داشته است.
    کلیدواژگان: سیاه تاغ، احیای پوشش گیاهی، ماده آلی، مالچ نفتی، فرسایش بادی، شهرستان سرخس
  • حامد کاشی، صمد امامقلی زاده، هادی قربانی، سیدعلی اصغر هاشمی صفحات 42-56
    در سالهای اخیر استفاده از روش های غیرمستقیم برای برآورد خصوصیات خاک مورد توجه قرار گرفته است. در روش های معمول، اندازه گیری نفوذپذیری نیاز به وقت و هزینه زیادی دارد از طرفی وجود عبارات غیرخطی در روابط نفوذپذیری، مدل سازی آنها را با مشکل همراه کرده است. امروزه روش شبکه عصبی مصنوعی با کارایی بالا در مدل سازی مسایل غیر خطی کاربرد روزافزون آن را سبب شده است. در این پژوهش 200 نمونه خاک جمع آوری شده از منطقه قوشه واقع در استان سمنان مورد آزمایش قرار گرفت. نیمی از نمونه ها از اراضی بکر با کاربری مرتع دست نخورده و نیمی از اراضی کشاورزی منطقه جمع آوری شد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل هدایت الکتریکی، فراوانی نسبی ذرات، درصد آهک، نسبت جذب سدیم(SAR) و وزن مخصوص ظاهری به عنوان ویژگی های زود یافت و نفوذپذیری نهایی به عنوان پارامتر دیر یافت مورد بررسی قرار گرفت. داده ها جمع آوری شده به دو دسته آموزش و صحت سنجی تقسیم شدند و از آنها برای آموزش و ارزیابی مدلهای شبکه عصبی شامل پرسپترون چند لایه MLP)) و توابع پایه شعاعی RBF)) و همچنین رگرسیون خطی استفاده شد. نتایج حاصل از این تحقیق کارایی بالاتر مدل شبکه عصبی مصنوعی را نسبت به روش رگرسیون خطی نشان می دهد. علاوه بر آن شبکه MLP دارای عملکرد بهتری نسبت به شبکه RBF در دو مرحله آموزش و صحت سنجی بوده است. همچنین به منظور تعیین همبستگی هر یک از پارامترهای ورودی مستقل با مقدار نفوذپذیری خاک از آنالیز حساسیت نیز استفاده گردید.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، شبکه عصبی مصنوعی، مدلسازی، نفوذپذیری خاک
  • احمد خزایی پول، علی طالبی صفحات 66-78
    برآورد بار رسوبی در رودخانه ها با توجه به خسارات ناشی از آن، یکی از مهم ترین و مشکل ترین قسمت های مطالعات انتقال رسوب و مهندسی رودخانه است. بنابراین دست یافتن به شیوه های نوین و خلاقانه که بتواند در این راستا موثر واقع گردد دارای اهمیت خارق العاده ای است. در این تحقیق کاربرد روش سیستم عصبی مصنوعی (ANN) در بهینه سازی نتایج مدلی مبتنی بر روش منحنی سنجه ی رسوب (SRC) برای پیش بینی بار معلق جریان مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ایستگاه یزدکان واقع بر رودخانه ی قطورچای در نظر گرفته شد. یک مدل رگرسیونی به کمک روش SRC ساخته شد که با کمک داده های دبی در ایستگاه مذکور میزان بار معلق در همان ایستگاه پیش بینی می گردد. پس از ساختن مدل به کمک این روش، یک مدل ANNمورد استفاده قرار گرفت که دقیقا از داده های مشابه استفاده نموده و سپس با استفاده از آن دو، مدل ترکیبی ساخته شد. لازم به ذکر است که قبل از کاربرد ترکیبی این دو روش (ANN و SRC)، هر یک از این روش ها به تنهایی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج حاصل با مقادیر واقعی مقایسه گردیده بود. نتایج حاصل از کاربرد ترکیبی این مدل ها از کیفیت به مراتب بالاتری نسبت به کاربرد هر یک از آنها به تنهایی برخوردار است. به طوری که میزان Dr از عدد 402/1 در روش SRCو 395/2- در مدل ANN به مقدار 963/0 در یکی از مدل های ترکیبی تعدیل یافته است. هم چنین میزان ریشه میانگین مربعات خطا که به ترتیب برای SRC و ANN به تنهایی 286/692 و 96/616 حاصل گشته بود به عدد 094/603 کاهش پیدا کرد.
    کلیدواژگان: رسوبات معلق، شبکه ی عصبی مصنوعی، رودخانه قطورچای، منحنی سنجه ی رسوب
  • محمد واقفی، مسعود قدسیان، امیر عظیمی صفحات 78-90
    در طبیعت به ندرت بتوان رودخانه با مسیر کاملا مستقیم یافت. اکثر رودخانه ها دارای مسیرهای قوسی می باشند که الگوی آبشستگی کاملا پیچیده ای بر آن حاکم می باشد. جهت مطالعه رفتار یک رودخانه لازم است تا الگوی آبشستگی حاکم بر قوسهای آن کاملا شناخته شود. مدلهای عددی به عنوان یک ابزار مناسب و توانمند علاوه بر پیش بینی چنین میدانهایی می توانند درک مطلوبی از آن ارائه کنند. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل عددی سه بعدی Flow-3D، تاثیر تغییرات پارامتر U/Uc، دبی جریان و عرض کانال بر الگوی آبشستگی در قوس 90 درجه با بستر متحرک مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردید. تجزیه و تحلیل نتایج مربوط به آبشستگی در مقاطع عرضی و پلان های مختلف از دیگر موارد مطرح شده در این مقاله می باشد.
    کلیدواژگان: الگوی آبشستگی، پارامتر U، Uc، دبی جریان، عرض کانال، قوس 90 درجه، مدل عددی Flow، 3D
  • حنانه محمدی کنگرانی، ارشک حلی ساز، علی معینی صفحات 91-107
    با وجود موفقیت پروژه های آبخیزداری، عملیات آبخیزداری به تنهایی قادر به جبران خسارات ناشی از فرسایش خاک نیست و نیازمند مشارکت ساکنان حوزه های آبخیز که زندگی آنها به طور کامل وابسته به وجود منابع پایدار و سالم است، می باشد. براین اساس، این پژوهش با هدف تحلیل شبکه همکاری میان نهادهای مردمی رسمی و دولتی در اجرای پروژه های آبخیزداری سازه ای و غیرسازه ای و مقایسه آنها با یکدیگر، تلاش در پاسخ به این پرسش دارد که آیا میزان همکاری نهادهای مردمی رسمی با نهادهای دولتی در پروژه های آبخیزداری سازه ای و غیرسازه ای با یکدیگر تفاوت دارد؟ برای تحلیل داده هایی که با پرسش از نهادهای مردمی رسمی روستاهای دهستان برنطین واقع در استان هرمزگان وشهرستان رودان و کارشناسان و مسئولان اداره منابع طبیعی و آبخیزداری این شهرستان جمع آوری شدند، از روش تحلیل شبکه ای استفاده شد. نتایج نشان دادند که علیرغم اختصاص غالب بودجه آبخیزداری به پروژه های سازه ای به منظور مقابله با فرسایش، میزان مشارکت و همکاری نهادهای مردمی رسمی در پروژه های غیرسازه ای بیشتر است. همچنین شبکه همکاری اینگونه پروژه ها از یکپارچگی بالاتری برخوردار بوده و میزان درگیری نهادهای مردمی رسمی و دولتی در آنها بیشتر است. بنابراین، پروژه های آبخیزداری غیرسازه ای با توجه به برخورداری از پشتیبانی و حمایت اجتماعی نهادهای مردمی رسمی در این دهستان می توانند بهترین، موثرترین و باصرفه ترین گزینه در مهار یا کاهش فرسایش خاک در این دهستان و حتی در استان هرمزگان باشند.
    کلیدواژگان: فرسایش خاک، پروژه های آبخیزداری سازه ای و غیرسازه ای، تحلیل شبکه ای، نهادهای مردمی رسمی و دولتی، مرکزیت
|
  • Pages 1-15
    One of the important parameters، that reduce negative influence of the other known parameters، is cover vegetation. In this study were estimated cover vegetation influence in soil erosion of rasin basin in Kermanshah privance that is our study area. The first step is preparation map of NDVI obtained & category of cover vegetation by the landsat TM data. Then Revised Universal Soil Loss Equation with six factors (Annual Rainfall Erocivitie، Soil Erodibility، Vegetation cover & Toographic) & hydrophysic model with five factors (Rainfall، Topography، vegetation، area، erosion) Were used for evaluating & estimating of soil erosion in rasin basin. Ofter product data layut of models factors to estimating of influence of cover vegetation، each models twoist performance، with calculating ratio coverage & without calculating this ratio. For estimating of intensity erosion by hydrophysic model، the sediment load potential calculated in surface unit. Result indicated that erosion in different land cover is variable. With the influence of other factors in the different land cover، the influence of these factors can be changed. The highest erosion have been estimated in the south، south-west & north، north-east of rasin basin. Without calculating of cover vegetation by RUSLE equation erosion emount increase from 485 ton per hectar per year to 650 ton per hectar per year، & in hydrophysic model sediment load potential emount increase from 834/259 ton per km2 per year to 1900/56 ton per km2 per year.
    Keywords: Water Erosion, Potential erosion risk, vegetation cover, RUSEL model, Hydrophysic model
  • Pages 16-33
    The presence of human in nature and his willing or unwilling activities have culminated in a series of destruction and balance clash in the nature. Today، the increase of population and high demand for agriculture production has resulted in the destruction of plant coverage on the land particularly forests and grassland by human and increase the erosion. In this paper، via using world soil erosion equation and applying TM satellites images (1998) and ETM (2009) the erosion of Sivand River was highlighted for two periods of 1998 and 2009. For the extraction and processing of satellite images the ERDAS was used and for mapping and its related analysis the Arc GIS and SPSS software were used. The results showed that the erosion in 1998 was 406172389 tons and in 2009 was 416364377 tons which shows 1. 87 tons increase in each hectare. The main cause of erosion changes during the course of study was the decrease of plant coverage which resulted from population increase as well as the interference in nature and immethodical grazing in grassland areas which decreased the soil coverage and weakened the soil against rainfall and other factors.
    Keywords: Erosion changes, RUSLE model, TM, ETM Satellites images, SIVAND basin
  • Pages 34-42
    Planting Haloxylon aphyllum under oil mulches has frequently been used for stabilizing mobile sands in Iran for during the last three decades. This study is carried out in stabilized sandy desert of Samad Abad-e-Sarakhs to evaluate the implications of planting Haloxylon aphyllum on the vegetation and soil attributes. Sampling was carried out random-systematically in the representative areas of the treatment and control plots. In each treatment and control area nine transects of 50 m were placed and data including the density and the canopy cover of the two dominant species of the field (viz. Astragalus squarrosus & Convolvolus hamadae) as well as the total canopy cover of the understory plants were recorded. In addition، in each area 220 plants of the two species were selected and examined for their total and living aerial foliage volumes. What’s more، four soil profiles were used in each area and sampling was made at the depths of 0-20 cm and 20-80 cm to be further analyzed for the organic matter content. Data analysis was performed using the independent t-test. Results indicated that planting Haloxylon aphyllum has reduced the total canopy cover beside the canopy cover and densities of the two dominant species. The implications also include the reduction of the total volume of Astragalus squarrosus، yet there was no such reduction for Convolvolus hamadae. As a result there was significantly reduction of organic matter content at the surface depth and accumulation of it in the deeper depth.
    Keywords: Haloxylon aphyllum, Vegetation rehabilitation, Organic matter, Oil mulch, Wind erosion, Sarakhs county
  • Pages 42-56
    Common methods to determine the soil infiltration would need lots of time as well as costs. On the other hand، the existence of non linear behaviors in soil infiltration would make it difficult to be modeled. Regard to the difficulties of direct measurement of soil infiltration، using indirect methods for estimation of this parameter، has received attention in recent years. In spite of the existence of various theoretic as well as experimental equations، some other indirect methods such as artificial neural networks are used to estimate this soil phenomenon. Now a day، artificial neural networks are shown high efficiency in modeling non linear equations. In the present study، 200 soil samples were collected from Ghoshe location in Semnan Province. Half of samples were collected from agricultural lands and the other half were collected from pastures nearby lands. Some soil chemical as well as physical properties such as electrical conductivity (EC)، soil texture، lime percentage، sodium adsorption ration (SAR) and bulk density were considered as easy and fast obtainable features and soil permeability as difficult and time consuming feature. The collected data randomly divided in two categories of training and testing and they used for train and test of two artificial neural networks، multi-layer perception using back-propagation algorithm (MLP/BP) and Radial basis functions (RBF) and nonlinear regression model. Results of this research show high efficiency of artificial neural network compare with multiple regression and also MLP network was better than RBF network. Sensitive analysis was used to determine correlation between independed parameters and permeability.
    Keywords: Artificial neural network, Modeling, Physical, Chemical properties, Sensitivity Analysis, Soil Infil
  • Pages 66-78
    The estimation of sediment loads in rivers is one of the most important and difficult part of sediment transport studies and river engineering. Then، accessing the new methods (that can be effective in this background)، are more important and weird. In this research، using the artificial neural network (ANN) for optimization of the results of sediment rating curve (SRC) has been investigated to predict the suspended sediment loads. For doing that، the Yadakan station on Ghatoor-Chai River was considered. An equation by SRC method was obtained and then an ANN method by the same data was used and finally by combining them، the new model was built. It should be mentioned that before using the combined model، each method was used and the obtained results were compared with the observed data. Based on this research، the results of using the combined model is more precise than the using ANN and SRC separately as the Dr value from 1. 402 (in SRC) and -2. 395 (in ANN) is changed to 0. 963 in combined model. The RMSE has also obtained 692. 286 and 616. 96 for SRC and ANN respectively while this value is decreased to 603. 094 for combined model.
    Keywords: suspended loads, artificial neural network, Ghatoor, Chai River, sediment rating curve
  • Pages 78-90
    Rarely found in nature can be quite direct route to the river. Most rivers have channels that bend are quite complex scour pattern is dominated. To study the behavior patterns necessary to scour a river known as the dominant bends. Numerical models as a powerful instrument for the prediction of such arenas can provide a good understanding of them. In the present study using three-dimensional numerical model Flow-3D، the effects of parameter U/Uc، flow rate and channel width of the scour pattern at a 90 degree arc of the moving bed is. The results were compared with experimental data. Analysis of results relevant to scour pattern in cross sections and different plans are among other points introduced in this paper.
    Keywords: U, Uc Parameter, Discharge, Channel width, 90 Degree Bend, Scour Pattern, Numerical Model, Flow, 3D
  • Pages 91-107
    In spite of successfulness of watershed management project، this science could not be able to combat soil erosion lonely and it needs the participation of habitants of watersheds that their livelihood completely depends on sustainable resources. So، this research through analysis of collaboration network between state and formal public institutions in implementation of mechanical and biological watershed management projects and comparing them together tries to answer this question: Whether the extent of collaboration of formal public institutions with state institutions in implementation of mechanical and biological watershed management projects differ? The data was gathered through questionnaires were filled by asking from formal public institutions of Rural District of Berentin located in Hormozgan province and the experts and managers of Organization of Natural Resources and Watershed Management. Data analysis was done by Network Analysis Method. The results showed that in spite of allocation of the most budget of watershed management to mechanical projects in order to combat soil erosion، the formal public institution had much more participation and collaboration in biological projects. Also، the network connectivity and involvement of public and state institutions of these projects is more than the other one. So، because of the high social support of public institutions from biological watershed management projects in this Rural District، these projects could be the best، the most effective and the cheapest solution for soil erosion decrease in this Rural District and even in Hormozgan Province.
    Keywords: Soil erosion, Mechanical, biological watershed management projects, Network Analysis, State, formal public institutions, Centrality