نویسندگان
1 استادیار گروه ژئومورفولوژی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه کردستان
2 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته هیدروژئومورفولوژی دانشگاه تهران.
چکیده
مطالعات و بررسی ویژگیهای فیزیکی و مورفولوژیکی رودخانهها از جملهی اولین و مهم‌ترین اقدامات در طراحی و اجرای طرحهای هیدرولوژیکی به شمار میآید. از اهداف پژوهش حاضر بررسی مشخصههای فیزیکی حوضهی آبریز تروال و ویژگیهای هیدرولوژی، هیدروگرافی و هیدروژئومورفولوژی آن با استفاده از روشهای آماری و نرم‌افزاری جهت نیل به اطلاعات مناسب برای برنامهریزیها و اجرای طرحهای عمرانی و آبخیزداری میباشد. رودخانهی تروال از زیرحوضه‌های دریای خزر بوده که مساحت حوضهی آبریز آن تا محل تلاقی آن با رودخانهی قزلاوزن 6955 کیلومترمربع میباشد. با توجه به آمارهای موجود بین سالهای 90-1350 میانگین دمای سالانه ایستگاههای هواشناسی و سینوپتیک حوضهی 5/12 درجهی سانتی‌گراد و بارش سالانه 352 میلی‌متر است که نشاندهندهی نیمه خشک بودن شرایط اقلیمی حوضه میباشد. محاسبات صورت گرفته نشان میدهد که تراکم شبکه زهکشی در این حوضه کم بوده و تعداد آبراههها در واحد سطح اندک میباشد. با توجه به اینکه سطح حوضهی مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی تنک و در مواردی نسبتاً متراکم است، ضریب رواناب 35/0 درصد، زمان تأخیر حوضه 65/1 ساعت، و زمان تمرکز آن 75/2 ساعت است. نتایج به دست آمده مؤید آن است که تحت تأثیر عواملی مانند میزان بارندگی، شیب کم حوضه، رسوبات دانه ریز منفصل و نفوذ زیاد، میزان رواناب حوضه بسیار ناچیز بوده و بارندگی در این منطقه به سرعت فروکش میکند به همین دلیل میزان فرسایشپذیری خاک در این حوضه بسیار اندک و قابل‌کنترل میباشد. به علاوه منحنی تغییرات دبی سیل با گذشت زمان انحنای ملایمی دارد که حاکی از مصونیت نسبی حوضه در مقابل خطر سیل است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Survey the Tarval Drainage Watershed Hydro Geomorphology and Hydrology Indicators
نویسندگان [English]
- Hadi Nayyeri 1
- Khabat Amani 2
- Hamid Ganjaeian 2
چکیده [English]
Hadi Nayyeri[1]*
Khabat Amani[2]
Hamid Ganjaeian[3]
Abstract
The rivers physical and morphological properties survey and study is one of the first and most important actions in hydrological plans design and implementation. The aims of this research is Tarval drainage basin physical, hydrological, hydrographic and hydro geomorphology's traits surveying using software and statistical methods in order to access the appropriate information's to planning and implementing the constructions and watershed management plans. Tarval stream is the Caspian Sea sub basin that its drainage basin area from confluence location with Ghezel Owzan is 6955 km2. According to present statistics from 1971 to 2011 years the annual average of meteorology and synoptic basin temperature are 12.5 centigrade degree and annual precipitation is 352 mm that shows semi-arid situation of basin climatologically. The result shown that the drainage net densities in this basin is low and the number of streams per unit area is few. By considering the study area dispersal coverage and is some cases are high-density, the runoff coefficient is 0.35 percent and the basin delay time is 1.65 hours, and its time of concentration is 2.75 hours. The results shows that by considering the factors such as precipitation rate, basin low slope, little discontinuous seed sediment, the basin runoff amount is very low and precipitation of this area speedily drops down. For this reason the soil erosion percentage in this basin is so little and be controllable. In addition, the flood debit curvy changes with time passing have a slight curve that represent the basin immunity against flooding.
[1]- Assistant Professor in Dept. of Geomorphology, Faculty of Natural Resources, University of Kurdistan, (Corresponding Autor), Email:nayyerihadi@yahoo.com.
[2]- Student Hydregeomorphlogy, University of Tehran. Graduate Student Hydregeomorphlogy,
[3]- Student Hydregeomorphlogy, University of Tehran. Graduate Student Hydregeomorphlogy,
کلیدواژه‌ها [English]
- Hydro geomorphology
- Hydrograph
- Geographic Information System
- Runoff
- Tarval
مقدمه
رودخانهی تروال از شاخههای رودخانه قزلاوزن بوده که از کوههای جنوبی شهرستانهای قروه و دهگلان سرچشمه میگیرد و در نهایت به سفیدرود میریزد. این رودخانه جزو زیرحوضه‌های دریای خزر میباشد. حوضهی تروال از نظر منابع آب زیرزمینی بسیار غنی است و چاه‌های عمیق و نیمهعمیق زیادی در دشتهای موجود در آن حفر شده و مورد بهرهبرداری قرارگرفته‌اند. همچنین طرح‌هایی مانند تغذیه آبخوانها و پخش سیلاب و همچنین عـملیات ساماندهی و مهندسی رودخانـه در این مناطق قابل اجرا هستند. ایـن طرحها میتوانند موجب افزایش ظرفیت بهرهبرداری از آبهای سطحی و زیرزمینی و افزایش سطح زیر کشت اراضی کشاورزی گردند. در حال حاضر عملیات اجرایی سدهای گلباغ، سیاه زاغ، سنگسیاه و چراغ ویس و همچنین مطالعات سدهای آله دره و سورال در دست انجام است که میتواند در گسترش فعالیتهای اقتصادی مرتبط با بخش آب و کشاورزی در این نواحی مؤثر باشد.
در زمینهی شرایط و ویژگیهای فیزیکی حوضههای آبریز مطالعات و بررسیهای فراوانی اعم از خارجی و داخلی صورت گرفته است. پوژول و همکاران[1] (1999) به مطالعهی هیدرودینامیک و مورفولوژی رودخانهی ابرو[2] در شمال شرق اسپانیا پرداختند و دریافتند که رودخانه در بازهی مورد مطالعه از سه منطقهی متفاوت از نظر هیدرودینامیکی تشکیل شده که این شرایط تا حدود زیادی از مورفولوژی رودخانه تأثیر میپذیرد. تورن[3] (2002) به لزوم مطالعهی رفتار مورفولوژیکی رودخانههای بزرگ پرداخته و یک چارچوب مطالعاتی در این زمینه ارائه نموده که بر پایش منظم مشخصات مورفولوژیک رودخانه با استفاده از روشهای نوین تأکید دارد.
در ایران نیز قهرودی در سال 1390 در بررسی تحولات کواترنر و ضرورت مطالعات به هم پیوسته آب و خاک در رودخانهی قزلاوزن نشان داد که برای مدیریت به هم پیوسته آب و خاک در حوضهی قزلاوزن شناخت دلایل فرسایش و رسوبزایی و به بیان دیگر تحولات کواترنر ضروری است. عزتیان و همکاران (1391) با بررسی خصوصیات هیدروژئومورفولوژی حوضهی آبخیز خیرآباد به این نتیجه رسیدند که واکنش هیدرولوژیک حوضههای آبخیز از جمله دبی و حداکثر سیلاب، مقدار رواناب سالانه، پتانسیل فرسایشپذیری، رسوبدهی و غیره ناشی از اثر متقابل عوامل اقلیمی، ژئومورفولوژی، فیزیوگرافی و آنتروپوژنیک است در این میان برخی از خصوصیات فیزیکی حوضه همچون مساحت و شیب متوسط، شیب رودخانه، تراکم زهکشی و ضرایب شکل از اهمیت خاصی برخوردارند. زمردیان و همکاران (1391) با بررسی لندفرمهای هیدروژئومورفولوژیک حوضهی آبریز دریاچهی مهارلو بر مبنای روابط تعاملی فرایندهای مورفوتکتونیک، مورفوکلیماتیک و هیدرومورفیک و واحدهای ژئومورفیک به این نتیجه رسیدند که فرایندهای پالئوهیدرومورفوتکتونیک، لندفرمها و ناهمواری‌های معکوس نظیر، کلوزها و دره‌های عرضی، ناودیسهای معلق و غیره را ایجاد نمودهاند. عابدینی (1387) با بررسی کمّی مسائل هیدروژئومورفولوژی حوضهی آبریز لیقوان نتیجه گرفت که مورفومتری سیستم زهکشی، شکل هندسی حوضه و شاخصهایی مانند پوشش گیاهی میزان استعداد حوضه به فرسایش خطی به ویژه خندقی را افزایش داده است که نتیجه آن تخریب و برداشت حجم زیادی از سازندهای خاکی منطقه است. در مورد تغییر شکل مجرای رودخانهی تروال نیز نیری و همکاران (1394) به این نتیجه رسیدند که عواملی نظیر شیب، زمینشناسی، گسلها، ورود شاخهی جدید به رود اصلی و همچنین عوامل انسانی در تغییر شکل رودخانه از یک مجرا به مجرای دیگر مؤثرند.
پژوهش حاضر با هدف بررسی ویژگیهای هیدرولوژی، هیدروگرافی و هیدروژئومورفولوژی حوضهی آبریز رودخانـهی تروال، جهت شناخت بیشتر منطقه بـرای مدیریت و برنامهریزی کارآمدتر صورت مـیگیرد که میتواند برای برنامهریزان، طراحان و مهندسان آبخیزداری و عمران و توسعهی روستایی و کشاورزی و غیره حائز اهمیت است.
موقعیت جغرافیایی حوضهی رودخانهی تروال
حوضهی آبریز رودخانه تروال با مساحت 6955 کیلومترمربع از نظر موقعیت جغرافیایی بین طول ″53 ´06 °47 تا ″48 ´12 °48 شرقی و عرض جغرافیایی ″20 ´54 °34 تا ″10 ´00°36 شمالی قرارگرفته است (شکل 1). از نظر عناصر اقلیمی میانگین دمای سالانهی ایستگاههای هواشناسی و سینوپتیک این حوضه در یک دورهی 50 ساله 5/12 درجهی سانتی‌گراد و میانگین بارش نیز 352 میلی‌متر بوده است که نشاندهندهی خشک بودن شرایط اقلیمی حوضه میباشد. بارندگی حوضه بیشتر به صورت باران بوده و به دلیل دمای بالا و اقلیم نیمه خشک منطقه، درصد کمی از بارش آن در ارتفاعات به صورت برف بوده و در ماههای اولیه سال ذوب میشود.
شکل (1) موقعیت جغرافیایی حوضهی آبریز تروال
مواد و روشها
در این پژوهش از روشهای کتابخانهای، تجربی و توصیفی- تحلیلی استفاده شده است. جهت دستیابی به اهداف تحقیق از ابزارهایی مانند نقشههای توپوگرافی 1:50000 و نقشههای زمینشناسی 1:250000، دستگاه موقعیتیاب جهانی و همچنین لایههای اطلاعاتی منطقهی مورد مطالعه استفاده شده است. همچنین آمارهای هیدرومتری، هیدرولوژی و هواشناسی حوضه از سازمانهای آب منطقهای و هواشناسی استان کردستان گردآوری گردیده و سپس در محیط نرمافزار Excel وارد شده و تفسیر و تشریح شدهاند. جهت نیل به اهداف تحقیق ابتدا نقشهها و دادههای مورد نظر با استفاده از برنامهی سیستم اطلاعات جغرافیایی استخراج و تجزیه و تحلیل شدند. سپس اطلاعات مربوط به مشخصههای اصلی حوضه مانند خصوصیات فیزیکی، عامل فرم، ارتفاع، نیم‌رخ طولی رودخانهی اصلی، خطوط هم پیمایش، دبی رواناب، منحنی برآورد سیل، هیدروگراف دبی، منحنی فروکش دبی سالانه، منحنی تداوم جریان و غیره با استفاده از روشها و فرمولهای مرسوم و موجود در منابع معتبر علمی استخراج شد. بعلاوه با انجام چندین نوبت کارهای میدانی، عوارض و اشکال موجود در نقشهها با شرایط محیط تطبیق داده شده است. سرانجام با مطالعهی منابع کتابخانهای و تحلیل آمارهای اقلیمی و هیدرولوژیکی حوضه، تفسیر و تبیین هیدروژئومورفولوژی حوضه صورت گرفته است. در نهایت نتایج به دست آمده در قالب نقشهها، نمودارها و جداولی ارائه شده و بر مبنای آنها تحلیلها صورت گرفته است.
بحث و نتایج
1- شبکه‌ی زهکشی
از روشهای رتبهبندی به عنوان یک پارامتر اساسی در تحلیلهای مورفومتریک شبکه آبها استفاده میشود و جهت انجام محاسبات و تحلیلهای کمی مورد استفاده قرار میگیرند. از بین روشهای رتبهبندی شیوهی معمول استرالر در درجهبندی آبراهههای منطقهی مورد مطالعه انتخاب شده است (شکل 2). منطقهی مورد مطالعه دارای الگوی زهکشی شاخهی درختی است که در مجموع عمل تخلیه را انجام میدهند.
شکل (2) نقشهی هیدروگرافی منطقهی پژوهش و رتبهبندی آبراههها به روش استرالر
ـ نسبت انشعاب: نسبت بین تعداد شاخههای هر رتبه رود به تعداد شاخههای رتبه بالاتر را نسبت انشعاب گویند (علیزاده، 1389: 472). تعداد انشعابات هر کدام از شاخهها در جدول نشان داده شده است (جدول 1)، که با توجه به تعداد انشعابات نسبت انشعاب در حوضهی تروال 48/3 میباشد که بیانگر مخروطی بودن شکل حوضه و احتمال زیاد وقوع سیل میباشد.
جدول (1) رده‌بندی آبراههها، مقادیر طول آبراههها، تراکم زهکشی و نسبت انشعاب واحدهای هیدرومورفولوژیک
|
تراکم آبراهه |
نسبت انشعاب |
مجموع طول آبراهه (km) |
تعداد انشعاب رتبه 4 |
تعداد انشعاب رتبه 3 |
تعداد انشعاب رتبه 2 |
تعداد انشعاب رتبه 1 |
مساحت (km2) |
|
189/0 |
48/3 |
1318 |
1 |
25 |
19 |
98 |
6955 |
ـ تراکم آبراهه: تراکم آبراههای بیانگر نسبت طول آبراهه به مساحت حوضه است که در واقع نشاندهندهی میزان آبراهه در واحد سطح میباشد. تراکم آبراهه در حوضهی مورد مطالعه 189/ . کیلومتر بر کیلومترمربع میباشد که بیانگر پایین بودن ضریب زهکشی در حوضه است.
2-خصوصیات فیزیکی حوضه
ـ ارتفاع حوضه: ارتفاع حوضه که نسبت بـه سطح دریا نشان داده مـیشود پارامترهای اقلیمی را به دست میدهد. مقدار ارتفاع میانهی حوضه ارتفاعی است که 50 درصد مساحت بالاتر از آن و 50 درصد از مساحت پایینتر از آن قرار دارد. در حوضهی تروال ارتفاع میانهی حوضه 1942 متر از سطح دریا به دست آمده که نسبت به ارتفاع میانه بسیاری از نقاط ایران ارتفاع بالایی را نشان میدهد و با استفاده از ارتفاع و منحنی هیپسومتری و ارتفاع متوسط حوضهی آبریز رسم شد (شکل 3).
شکل (3) نقشهی وضعیت ارتفاعی حوضهی آبریز تروال
|
=1942 |
رابطهی (1) |
در رابطهی (1) :H میانه حوضه؛ :a مساحت بین خطوط تراز؛ h : ارتفاع متوسط بین خطوط تراز؛ A: مساحت حوضه؛ (علیزاده، 1389: 487)
ـ منحنی هیپسومتری:داشـتن منحنی هیپسومتری در هـیدرولوژی کاربرد فـراوان دارد از جمله ایـن که میتوان از طریق آن مساحت سطوح پوشیده از برف را اندازه‌گیری کرده و یا با داشتن ارتفاع متوسط حوضه مقادیر دما، بارندگی و تبخیر در سطح حوضه را تخمین زد (علیزاده، 1389: 487). برای رسم منحنی هیپسومتری به مساحت بین خطوط تراز، مساحتی از حوضه که بالاتر از تراز قبل از آن قرار دارد و درصدی از مساحت حوضه که بالاتر از تراز قبل از آن قرار دارد نیاز میباشد که در جدول (2) این ارقام محاسبه شده و همچنین در شکل (4) نمودار هیپسومتری حوضه نشان داده شده است.
جدول (2) جدول هیپسومتری حوضهی آبریز تروال
|
ارتفاع |
مساحت بین 2 خط تراز |
مساحتی از حوضه که بالاتر از تراز قبل از آن قرار دارد |
درصدی از مساحت حوضه که بالاتر از تراز قبل از آن قرار دارد |
|
1568 |
48 |
6955 |
100 |
|
1740 |
590 |
6907 |
3/99 |
|
1912 |
3395 |
6317 |
8/90 |
|
2084 |
2234 |
2922 |
42 |
|
2256 |
474 |
688 |
9/9 |
|
2428 |
137 |
214 |
1/3 |
|
2600 |
54 |
78 |
1/1 |
|
2772 |
20 |
24 |
35/0 |
|
2944 |
4 |
4 |
06/. |
|
3189 |
0 |
0 |
0 |
ـ منحنی هیپسومتری بیبعد: غالباً منحنی‌های هیپسومتری به صورت بی بعد نیز رسم میشوند تا بتوانند برای حوضه‌هایی که اطلاعات فیزیکی از آنها در دست نیست مورد استفاده قرار گیرند (علیزاده، 1389: 490). برای این منظور کافی است در منحنی هیپسومتری اعداد محور افقی را بر مساحت حوضه و ارقام محور عمودی را بر بلندترین ارتفاع حوضه تقسیم کرد تا هر دو محور اعدادشان از صفر تا 1 باشد. از روی این منحنی میتوان نمایه‌های نسبت مساحت هیپسومتریک و عامل نیم‌رخ حوضه را به دست آورد. برای رسم هیپسومتری بی بعد در محور عمودی Δe/ΔE و در محور افقی A/a استفاده میشود که در جدول (3) مقادیر مربوطه نشان داده‌شده و همچنین در شکل (5) منحنی بی بعد آن ترسیم‌شده است.
جدول (3) مقادیر هیپسومتری بی بعد حوضهی آبریز تروال
|
Δe/ΔE |
A/a |
مساحت |
ارتفاع |
|
0 |
1 |
48 |
1568 |
|
111/. |
993/. |
590 |
1740 |
|
222/. |
908/. |
3395 |
1912 |
|
333/. |
420/. |
2234 |
2084 |
|
444/. |
099/. |
474 |
2256 |
|
555/. |
030/. |
136 |
2428 |
|
666/. |
011/. |
54 |
2600 |
|
777/. |
003/. |
20 |
2772 |
|
888/. |
001/. |
4 |
2944 |
|
1 |
0 |
0 |
3189 |
شکل (5) نمودار هیپسومتری بی بعد حوضهی آبریز تروال
ـ عامل نیم‌رخ حوضه: اگر دو نقطه ابتدا و انتهای منحنی بی بعد هیپسومتریک را به هم وصل کنیم و طول این خط و حداکـثر فاصلهی آن تا منحنی هیپسومتری را بر هم تقسیم کنیم عامل نیم‌رخ حوضه به دست میآید که همانگونه در شکل (5) نشان داده شده است این شاخص برای حوضهی تروال 08/0 میباشد. همان‌طور که در نمودار آلتی متری حوضه دیده میشود (شکل 6)، بیشترین مساحت حوضه در ارتفاع 1912 تا 2084 قرار دارد. در نمودار هیپسومتری نیز مشاهده میشد که متوسط ارتفاع حوضه نیز در این منحنی میزان قرار دارد.
شکل (6) نمودار آلتی متری حوضهی آبریز تروال
3.ارزیابی وضعیت شیب و جهت شیب حوضه
ـ شیب حوضه: درجه، طول، شکل و جهت شیب از جمله خصوصیاتی است که در فرسایش خاک دخالت دارند (رفاهی، 1388: 112). با افزایش شیب عمومی سطح حوضه، فرصت لازم برای نفوذ کاهش‌یافته و با افزایش شیب حوضه، زمان تمرکز کاهش مییابد (نجمائی، 1369: 155؛ خیریزاده آروق، 1391: 43). شیب زیاد باعث تسریع جریان آب میشود و به همان نسبت، میزان فرسایش و هدر رفتن آب، افزایش پیدا میکند. طول دامنه نیز اهمیت دارد؛ چون هر قدر دامنهی شیب، طول بیشتری داشته باشد، بر مقدار سیلاب و فرسایش افزوده خواهد شد. شکل دامنه و جهت شیب نیز مهم هستند، شیب اراضی حوضه، که با به دست آوردن تفاضل حداکثر ارتفاع و حداقل ارتفاع حوضه و تقسیم آن بر رادیکال مساحت به دست میآید این مقدار برای منطقه مورد نظر 19% به دست آمد. در نقشهی زیر که شیب حوضه را نشان میدهد (شکل 7) ملاحظه میشود که شیب حوضه به جز در قسمتهای جنوبی و خط‌الرأس‌ها غالباً یکنواخت بوده و این شیب کم باعث افزایش نفوذ بارندگیهای ناچیز منطقه نیز هست که رواناب حوضه را به شدت کاهش میدهد.
شکل (7) نقشهی شیب حوضهی آبریز تروال
ـ جهت شیب حوضه: عامل جهت شیب بر بعضی از فرایندهای هیدرولوژیک مانند ذوب برف و تنوع پوشش گیاهی تأثیرگذار است. در حوضهی تروال غالب شیبهای حوضه در جهت شمال و شمال شرقی قرار دارند (شکل 8؛ جدول 4) که به دلیل قرار داشتن حوضه در نیمکره شمالی انرژی کمتری را از خورشید دریافت میکند اما به دلیل اینکه بارشهای منطقه اکثراً از نوع باران است در نتیجه جهت شیب تأثیر چندانی روی فرایند هیدرولوژیک و ژئومورفولوژیک ندارد و به نظر میرسد که جهت شیب اثر مستقیمی در آب‌دهی و فرسایش دارد شیبهای هم‌درجه ولی با جهات متفاوت یک منطقه معمولاً به طور یکسان دارای خطر فرسایش نیستند، اثر عمده جهت شیب در میزان آب‌دهی در فرسایش به علت اختلاف میکروکلیمای موجود در شیبهای مختلف است.
جدول (4) محاسبهی درصد مساحت هرکدام از جهتها
|
طبقه‌بندی جهت |
مسطح |
شمال |
شمال شرق |
شرق |
جنوب شرق |
جنوب |
جنوب غرب |
غرب |
شمالغرب |
|
مساحت(درصد) |
6/7 |
3/21 |
5/14 |
6/10 |
5/8 |
6/7 |
2/9 |
5/10 |
2/10 |
شکل (8) نقشهی جهت شیب حوضهی آبریز تروال
4. وضعیت پوشش حوضه
ـ پوشش گیاهی: وجود پوشش گیاهی در هر منطقه سرعت جریانهای سطحی را کاهش داده و سبب نفوذ بیشتر آب به داخل خاک مـیگردد. در نتیجه تأثیر فراوانی بـر کاهش سیلاب‌های مخرب خواهد داشت (همتزاده و همکاران، 1387: 19). یک خاک پوشیده از گیاهان متراکم حداکثر مقاومت را در برابر جریان آب دارد، بنابراین در محدودهای که گیاهان متراکم داشته باشد حتی با وجود بارندگی شدید و شیبهای تند، فرسایش وجود نخواهد داشت و در صورت وجود هم بسیار کم خواهد بود. پوشش گیاهی قسمتی از باران را دریافت کرده و در خود نگه میدارد که بعداً تبخیر میشود و به این ترتیب از جمله آب‌دهی و در نتیجه از میزان فرسایش کاسته میشود (رفاهی، 1388: 178). شکل (9) پراکندگی انواع پوشش گیاهی حوضه تروال را نشان میدهد، همان‌طور که مشاهده میشود اکثر حوضهی تحت بررسی را اراضی کشاورزی دیم و دیم زارهای خزری پوشش میدهد. در ارتفاعات جنوبی حوضه که بارندگی نسبتاً بیشتری دریافت میکنند و همچنین در مسیر آبراهههای اصلی قسمتهای پاییندست زمینهای کشاورزی آبی نیز به صورت پراکنده دیده میشوند. سایر قسمتهای حوضه مراتع مرغوب و متوسط و ضعیف میباشند، در نتیجه این حوضه قسمت زیادی از آب حاصل از بارندگی را نفوذ میدهد و مانع از فرسایش خاک میشود.
شکل (9) نقشهی وضعیت پوشش گیاهی حوضهی آبریز تروال
ـ نوع خاک: همانگونه که در نقشه پوشش خاک حوضه نیز مشاهده میشود (شکل10)، اینسپتی سولها پوشش عمده خاک منطقه را تشکیل میدهند، اینسیپتیسولها خاک‌هایی هستند که نسبت به انتیسولها متکاملتر هستند، ممکن است این خاکها برای استفادههای کشاورزی و غیرکشاورزی به طور گسترده مد نظر قرار گیرد. انتیسولها نیز در قسمتهای وسیعی از حوضه به صورت پراکنده دیده میشوند. این خاکها تکامل نیافته و جوان هستند و عوامل مختلفی از جمله سنگ مادری مقاوم به هوازدگی، شیب تند، رسوبات جدید و اخیر آبرفتی و رسوبات بادی، حاصلخیز نبودن و فـرسایش زیاد که مانع از توسعهی پروفیلی خاک میگردد، باعث عدم توسعه آنها شده است. این خاکها در زمینهای سراشیب و صخرهای به وجود میآیند. این خاکها معمولاً در نواحی کوهستان تشکیل میشود. وجود این‌گونه خاکها حاکی از این نکته است که سطح زمین همواره از خاک‌های عمیق پوشیده نبوده و عملیات کشاورزی منجر به تشکیل خاک‌های عمیق گردیدهاند. بـه عبارت دیگر خاک‌های عمیق و حاصلخیز زمانی آنـتیسول بودند و در حقیقت آنتی سولها خاک‌های حد فاصل میباشند که به مرور زمان پروفیل‌های کامل افقهای مشخص از آنها تشکیل یافته است.
شکل (10) نقشه نوع خاک حوضهی آبریز تروال
5. محاسبهی زمان تأخیر، زمان تمرکز و میزان رواناب
زمان تأخیر: برای به دست آوردن زمان تأخیر از روش پیشنهادی سازمان حفاظت منابع طبیعی آمریکا برای حوضههای تروال استفاده‌شده است. زمان تأخیر بر حسب تعریف فاصلهی زمانی بین مرکز بارندگی تا اوج هیدروگراف است که زمان تأخیر حوضه 65/1 ساعت و زمان تمرکز آن 75/2 ساعت میباشد که نسبت به اعداد به دست آمده در روشهای فوق بسیار به واقعیت نزدیک‌ترند.
|
رابطهی (2) |
در رابطهی (2): L: طول آبراهه‌ی اصلی بر حسب فوت؛ Y:متوسط شیب حوضه به درصد
CN: نمایه خصوصیات حوضه از نظر نفوذپذیری (علیزاده، 1389: 498)
ـ زمان تمرکز: حداکثر زمانی که طول میکشد تا آب از دورترین نقطه حوضهی مسیر هیدرولوژیکی خود را طی میکند تا به نقطهی خروجی برسد (علیزاده، 1389: 501). زمان تمرکز حوضهی مورد مطالعه با استفاده از فرمول شواب به دست آمده است.
|
رابطهی (3) |
ـ مقدار رواناب: با توجه به روش شماره منحنی و نگهداشت رطوبت از طریق رابطه زیر به دست میآید. رواناب سطحی به مقدار بارندگی، نگهداشت آب در گودال‌ها و نیز نگهداشت رطوبت توسط خاک بستگی دارد (علیزاده، 1389: 520). به دلیل میزان بارندگی ناچیز حوضه، شیب کم آن، رسوبات منفصل و نفوذ زیاد میزان رواناب حوضهی تروال بسیار ناچیز است.
|
رابطهی (4) |
در رابطهی (4): R: ارتفاع رواناب (اینچ)؛ P: ارتفاع بارندگی (اینچ)
6. خطوط هم پیمایش
شکل (11) نقشهی خطوط ایزوکرونال یا هم پیمایش حوضه را نمایش میدهد که از نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی استخراج شده است. خطوط ایزوکرونال، خطوطی هستند که زمان تمرکز یکسانی دارند. فواصل این خطوط بر مبنای اعداد فرمول زمان تمرکز تعیین شده و بر روی خطوط زهکشی فواصل به صورت یکسان اندازه‌گیری شده و خطوط علامتگذاری شدهاند.
شکل (11) نقشه ایزوکرونال حوضهی آبریز تروال
7. تحلیل و بررسی رواناب سطحی حوضهی آبریز تروال
از روشهای قابل‌اطمینان برای تخمین رواناب حوضه روش (مدت – مساحت) است که در آن شدت بارش را در یک بارندگی چند ساعته اندازه میگیرند (جدول5). با استفاده از مساحتی که بین خطوط ایزوکرونال وجود دارد میزان رواناب حوضه به دست میآید. رواناب به تدریج افزایش یافته و سپس کم میشود. البته با توجه به مـیزان کم بارندگی اعداد به دست آمده بـرای رواناب بسیار زیـاد هستند که حاکی از مساحت زیاد حوضه میباشند. ضریب رواناب حوضه نیز از جدول 1-13 (علیزاده، 1389: 534) به دست آمده و با توجه به شیب متوسط حوضه و پوشش حداکثری اراضی مرتعی آن و خاک‌های رسی لومی عدد 36/0 در نظر گرفته شده است.
جدول (5) شدت بارندگی حوضه
|
ساعت |
شدت بارندگی |
|
1 |
3 |
|
2 |
4 |
|
3 |
5/3 |
|
4 |
2 |
|
5 |
5/1 |
|
6 |
1 |
|
+ |
رابطهی(5) |
8. هیدروگراف: نموداری است که تغییرات دبی را نسبت به بارش نشان میدهد (علیزاده، 1389). شکل 12 وضعیت دبی حوضه را در یک بارندگی با تداوم 5/6 ساعت نشان میدهد. چون در حالت عادی در رودخانهی حوضه، هیچ آبی جریان نداشته است، منحنی از صفر شروع میشود و کم‌کم اوج میگیرد. در بیشترین شدت بارندگی به هفت مترمکعب میرسد و کم‌کم نزول کرده تا دوباره به صفر برسد.
شکل (12) هیدروگراف بارندگی حوضهی آبریز تروال
9. وضعیت دبی سالانه: برای رسم منحنی دبی سالانه، دبی سالانه در محدودهی خروجی در محیط اکسل به ترتیب نزولی برای تمام روزهای سال مرتب شده است. با قرار دادن اعداد به دست آمده در ستون عمودی و روزهای سال در محور افقی نمودار دبی سالانه به دست آمده است (شکل13) که نشان میدهد دبی خروجی از حدود صد مترمکعب در روز به سرعت کم شده تا به حدود ده مترمکعب میرسد و سپس از روند سریع نزولی آن کاسته میشود تا در بعضی از روزهای سال به صفر میرسد.
شکل (13) منحنی فروکش دبی سالانه حوضهی آبریز تروال
10. دبی کلاسه: شکل (14) دبی کلاسه حوضه را نشان میدهد که از رسم دبی رودخانه نسبت به زمان تجمعی به دست میآید و چهار منحنی آن پارامترهای زیر را نشان میدهند. منحنی خط‌چین اول دبی نرمال در حالت پرآبی را نشان میدهد و معادل مقدار جریانی است که در 91 روز از سال دبی مساوی یا بیشتر از آن باشد. دبی نرمال در حالت کم آبی، یعنی جریانی را نشان میدهد که در 274 روز از سال دبی مساوی یا بالاتر از آن است. همانگونه که ملاحظه میشود در بین تمام دبیهای به دست آمده اختلاف بالایی دیده نمیشود و نشان از توزیع یکنواخت بارش در فصل سرد سال بوده و این امر خود از اقلیم منطقه پیروی میکند.
شکل (14) منحنی تداوم جریان (دبی کلاسه) حوضهی آبریز تروال
نتیجهگیری
شیب منطقهی مورد مطالعه حدود 19 درصد میباشد این شیب به جز در قسمتهای جنوبی و خط‌الرأس‌ها غالباً یکنواخت بوده و باعث افزایش نفوذ بارندگیهای ناچیز منطقه نیز میشود که تأثیر بسزایی در کاهش میزان رواناب حوضه دارد. غالب شیبهای حوضه در جهت شمال و شمال شرقی قرار دارند که به دلیل قرار داشتن حوضه در نیمکرهی شمالی انرژی کمتری را از خورشید دریافت میکند اما به دلیل اینکه بارشهای منطقه اکثراً به صورت مایع است در نـتیجه جهت شیب تأثیر چـندانی روی فرایـند هیدرولوژیک و ژئومورفولوژیک ندارد اکثر محدودههای حوضهی تحت بررسی را اراضی کشاورزی دیم و دیمزارهای خزری پوشش میدهد و همچنین در مسیر آبراهههای اصلی قسمتهای پاییندست زمینهای کشاورزی آبی نیز به صورت پراکنده دیده میشوند. سایر قسمتهای حوضه، مراتع مرغوب و متوسط و ضعیف میباشند، به نظر میرسد که این حوضه قسمت زیادی از آب حاصل از بارندگی را نفوذ میدهد و مانع از فرسایش خاک میشود با وجود باران رواناب حاصل از آن همچنان اندک است. بنابراین با توجه به اینکه اراضی منطقهی مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی تنک و در مواردی نسبتاً متراکم هستند، زمان تأخیر حوضه 65/1 ساعت و زمان تمرکز آن 75/2 ساعت میباشد که به نسبت اعداد به دست آمده در روشهای فوق بسیار به واقعیت نزدیک‌ترند. در نهایت چنین نتیجهگیری میشود که به دلیل میزان بارندگی ناچیز حوضه، شیب کم آن، رسوبات منفصل و نفوذ زیاد میزان رواناب حوضهی تروال بسیار ناچیز است و فرسایشپذیری این حوضه کم میباشد و منحنی تغییرات دبی سیل نسبت به زمان نقطهی اوج ملایم‌تری دارد.
)