بررسی شاخص‌های هیدروژئومورفولوژی و هیدرولوژی حوضه ی آبریز تروال

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.

 



[1]- Pujol et al.,

[2]- Ebro

[3]-Thorne

- خیری­زاده آروق، منصور؛ ملکی، جبرائیل و حمید عمونیا (1391)، «پهنه­بندی پتانسیل خطر وقوع سیلاب حوضه­ی آبریز مردق چای با استفاده از مدل ANP»، نشریه­ی پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 1391، شماره­ی 3، صص 39-56.
- رضایی مقدم، محمدحسین؛ ثروتی، محمدرضا و صیاد اصغری سراسکانرود (1390)، «تحلیل وضعیت پایداری مجرای رودخانه‌ی قزل‌اوزن با استفاده از روش‌های تنش برشی، شاخص مقاومت نسبی بستر و مطالعات صحرایی»، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، شماره­ی 1، صص 33-47.
- رفاهی، حسینقلی (1388)، «فرسایش آبی و کنترل آن»، چاپ ششم، انتشارات تهران.
- زمردیان، محمدجعفر؛ خاکپور، معصومه و سعدالله ولایتی (1391)، «تحلیل لندفرم­های هیدروژئومورفولوژیک حوضه­ی آبریز دریاچه­ی مهارلو بر مبنای روابط تعاملی فرایندهای مورفوتکتونیک، مورفوکلیماتیک و هیدرومورفیک»، مجله‌ی جغرافیا و توسعه‌ی ناحیه‌ای، شماره­ی 19، صص 47-70.
- شیرزادی، عطالله؛ چپی، کامران و پرویز فتحی (1391)، «برآورد هیدروگراف واحد مصنوعی با استفاده از تحلیل منطقه‌ای سیلاب و پارامترهای ژئومورفولوژیکی (مطالعه­ی موردی: حوضه‌های آبخیز مارنج و کانی سواران، کردستان)»، مجله­ی علم و فنون کشاورزی، زمستان 1390، شماره­ی 58، صص61-74.
- عابدینی، موسی (1388)، «بررسی کمی مسائل هیدروژئومورفولوژی حوضه­ی آبریز لیقوان با تأکید بر فرسایش خاک و رسوب‌دهی (جنوب شرق استان اردبیل)»، نشریه­ی جغرافیا و توسعه، شماره پانزده، صص 71-88.
- عزتیان، ویکتوریا و ذبیح­لله دانش‌آموز (1391)، «بررسی خصوصیات هیدرو ژئومورفولوژی حوضه­ی آبخیز خیرآباد»، مجله­ی علمی- پژوهشی آمایش سرزمین، دوره چهارم، شماره­ی دوم، صص 113-139.
- علیزاده، امین (1391)، «اصول هیدرولوژی کاربردی»، چاپ سی و چهارم، مشهد، انتشارات آستان قدس رضوی.
- قهروردی تالی، منیژه (1390)، «تحولات کواترنری، ضرورت مدیریت به هم پیوسته آب‌وخاک در حوضه­ی قزل‌اوزن»، نشریه­ی کاربردی منابع آب زمین، صص 28-34.
- موحد دانش، علی‌اصغر ( 1389)، «هیدرولوژی آب‌های سطحی»، چاپ ششم، تهران، انتشارات سمت.
- نیری، هادی؛ زندی، سحر و عثمانی پریسا (1394)، «بررسی عوامل مؤثر در تغییر شکل مجرای رودخانه­ی تروال استان کردستان»، کنفرانس بین‌المللی توسعه، با محوریت کشاورزی، محیط زیست و گردشگری، تبریز.
- همت­زاده، یلدا؛ بارانی، حسین و آتنا کبیر (1388)، «نقش مدیریت پوشش گیاهی بر میزان رواناب سطحی (مطالعه­ی موردی: حوضه­ی ­آبخیز کچیک، استان گلستان)»، مجله­ی پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، جلد شانزدهم، شماره‌ی 2، صص 215-228.
-Alamilla, S.K., Novotny, V., & Bartosova, A., (2001), “GIS Based Approach to Floodplain Delineation and Flood Risk Estimation Applied to the Oak Creek Watershed” (Master's Thesis, Marquette University).
-Lundekvam, H.E., Romstad, E. & Ø ygarden, L., (2003), “Agricultural Policies in Norway and Effects on Soil erosion”, Environmental Science & Policy, 6(1), PP. 57-67.‏
-Mertes, L.A., Dunne, T., & Martinelli, L.A., (1996), “Channel-floodplain Geomorphology along the Solimões-Amazon River”, Brazil. Geological Society of America Bulletin, 108(9), PP. 1089-1107.‏
-Pujol, L., & Sanchez-Cabeza, J.A., (2000), “Natural and Atificial Rdioactivity in Srface Waters of the Ebro River Basin (Northeast Spain)”, Journal of Environmental Radioactivity, 51(2), PP. 181-210.‏
-Scott, M.L., Auble, G.T., & Friedman, J.M., (1997), “Flood dependency of Cttonwood Establishment along the Missouri River”, Montana, USA. Ecological Applications, 7(2), PP. 677-690.‏
-Thorne, C.R., (2002), “Geomorphic Analysis of Large Alluvial Rivers”, Geomorphology, 44(3), PP. 203-219.‏
-Geng, W.A.N.G., & Wei, W.U., (2007), “Design of an Early Warning System of Water Security for Liaohe River Based on GIS”, Journal of Dalian University of Technology, 42(7), PP. 175-179.‏