نویسندگان
1 استاد ژئومورفولوژی دانشگاه تبریز،
2 دانشیار ژئومورفولوژی دانشگاه تبریز.
چکیده
حساسیت دامنهها نسبت به فرسایش آبکندی در محدودههای مختلف جغرافیایی و شرایط اقلیمی حاکم، بسیار متفاوت است. در دامنههای کوهستانهای نیمهخشک، تلف شدن خاک در اثر انواع فرسایش، به ویژه فرسایش آبکندی در اثر روانابهای جاری در سطوح شیبدار، از جدیترین مسائل ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، انسانی و از عمدهترین معضلات زمینهای تحت کشت در بخشهای مرتفع حوضهها در دهههای اخیر محسوب میشود. در زیرحوضهی آتشبیگ (در موقعیت جغرافیایی '00 °37 ° تا '20 °37 عرض شـمالی و '45 °46 تا '15 °47 طول شرقی قرار گرفـته است) آبکندها- به عنوان یکی از اشکال مهم حاصل از فرسایش تسریع شـده در شیبهای نسبتاً تنـد در دامنههای متشکل از سازندهای مستعد به فرسایش تشکیل و با توجه به تراکم آبکندهای تشکیل شده، میتوانند مواد دامنهای را در زمان کوتاهی به پای دامنهها منتقل سازند. در این مقاله سعی شده است با استفاده از روشهای کمّی و به کارگیری روابط تجربی (E,Tr,Dg,...) فرسایش و میزان خاک تلف شده از یک خندق مجزا برآورد شده است. در ابتدا با استفاده از ضریب هیدروترمال (HTK) استعداد منطقه برای ایجاد خندقها بررسی و سپس با استفاده از روابط متناسب، ویژگیهای روانابها از نظر زمان جابجایی به صورت کمی بررسی شد و میزان رسوب حاصل از یک خندق مجزا برآورد گردید (Dg). نـتایج حاصل این بررسیها حاکی از این است که شـدت فرسایش آبـکندی در بخشهای مختلف حوضهی آتشبیگ متفاوت است. در قسمتهای میانی حوضه شدت فرسایش بیشتر از سایر بخشهای حوضه مشاهده میشود. نتایج حاصل از به کارگیری HTK نشان میدهد که در حدود پنج ماه از سطح حوضهی مورد مطالعه از نظر پارامترهای اقلیمی برای ایجاد آبکندهای عمیق مساعد میباشد. با توجه به نتایج حاصل از به کارگیری رابطهی آستانهی فرسایش در حوضهی آتشبیگ، میتوان گفت که میزان فرسایش در بیشتر بخشهای حوضه از خط آستانه بسیار بیشتر است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Estimation of Water Erosion and Soil Lose from Single Gully on Atashbeig Catcment Surface
نویسندگان [English]
- Maryam Bayati Khatibi 1
- Fariba Karami 2
چکیده [English]
Maryam Bayati Khatibi[1]*
Fariba Karami[2]
Abstract
slope susceptibility is very vary to water erosion in geographical regions and climatic conditions .In recent time, losses of soils by gully erosion is serious work on geomorphological, hydrological and man aspect. Delivery of losses slope is treated farmer lands. gullies -as one main erosion form- is made on steep slopes and on susceptible surface material to erosion in Atashbeig Catchment (located at 37° 00' to 37° 20' E and from 46° 45' to 47° 15' N). Runoff is delivered materials to foot slopes at short time. In this paper is analysis rate erosion and rate of soil lose at single of gully by use of quantitative methods. In first step ,is investigated condition of region for gully form by use of Hydrotermal index(HTK). Then is studied runoff property taking into movement time and rate of sediment that is delivery to river by single gully(Dg) .The results of these studies show that is vary of erosion rate at throughout of Atashbeig catcment.Erosion is very intensive in middle part of this catchment .HTK show that is favorabel land of stady area at 5 month for gully erosion. Also the results suggessted that rate erosion is high in all part of area .
[1]- Professor in Gegraphic Research Group; University of Tabriz; (Corresponding author), Email:m5khatibi@yahoo.com
[2]- Associte Professor in Gegraphic Research Group; University of Tabriz.
کلیدواژه‌ها [English]
- Erosion
- Gully erosion
- Soil lose
- Atashbeig catchment
مقدمه
حساسیت دامنهها نسبت به فرسایش آبکندی در محدودههای مختلف جغرافیایی و شرایط اقلیمی حاکم، بسیار متفاوت است. در دامنههای کوهستانهای نیمهخشک، تلف شدن خاک در اثر انواع فرسایش، به ویژه فرسایش آبکندی در اثر روانابهای جاری در سطوح شیبدار، از جدیترین مسائل ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، انسانی و از عمدهترین معضلات زمینهای تحت کشت در بخشهای مرتفع حوضهها در دهههای اخیر محسوب میشود که مسائل اقتصادی و اجتماعی بسیاری نیز در پی دارد (عثمان صالح[1]، 2011 ، وانگ[2]، 2010: 121، چاپلوت و همکاران[3]، 2005: 451). در محدودههای شیبدار، در اثر وقوع آشفتگیهای سطحی، فرآیند برهنگی زمین[4] با تمرکز آبهای جاری در گودیها و افزایش نیروی فرسایشی آب و ایجاد شیارها (با عمقی از چند سانتیمتر تا 30 سانتیمتر) شروع میشود و با ایجاد خندقها (با عمق بیشتر از 1 متر) و در نهایت تشکیل راوینها (باچندین مترعمق) ادامه می یابد که نتیجه آن، تلف شدن مقدار متنابهی از خاکهای قابل کشت در حوضهها و انباشتگی آنها در پای دامنهها و در نهایت تخلیه مواد حاصل (رسوبات) از تخریب به آبهای جاری است.
آبکندها- به عـنوان یکی از اشکال مهم حاصل از فرسایش تـسریع شـده در شیبهای نسبتاً تـند در دامنههای متشکل از سازندهای مستعد به فرسایش تشکیل و با توجه به تراکم آبکندهای تشکیل شده، میتوانند مواد دامنهای را در زمان کوتاهی به پای دامنهها منتقل سازند (بیاتی خطیبی، 1384). آبکندهای عمیق شده نیز به عنوان خطرناکترین نوع فرسایش خاک هستند که متأثر از تأثیر برخی عوامل از قبیل، تغییرات کاربری اراضی، تغییرات اقلیم و انجام عملیات غیراصولی کشت، آتشسوزیها و چرای مفرط در بخشهای مختلف دامنهها تشکیل و توسعه مییابند و با انتقال خاک حاصل خیزکشت و زرع و انجام سایر فعالیتها در بخشهای پرشیب حوضهها را غیرممکن میسازند. این اشکال ژئومورفولوژیکی، با گسترش خود از بخش سر و فروریزی مواد از کنارهها، مواد دامنهای و در واقع تنها خاک قابل کشت کوهستانها را وارد درهها میسازند و به این ترتیب، انبوهی از خاکهای دامنهای را بسوی آبهای جاری سرازیر میکنند (وایت فورد و همکاران[5]، 2010: 24، یادو و همکاران[6]، 2003: 45). با افزایش تعداد آبکندها در بالای دامنهها و افزایش عمق آنها در پایین، دامنهها شدیداً آشفته میشوند و رسوبات قابل ملاحظهای را در اختیار آبهای جاری قرار میدهند. در سطوح دامنهها هرچه تعداد آبکندها زیاد و عمق آنها بیشترباشد، در واقع نشاندهندهی استعداد دامنهها به فرسایش و همچنین حاکی از وقوع تغییرات عمده محیطی در کوهستانها است (گابت وبوکتو[7]، 2008: 302 وکاسالی[8]، 2006: 128).
خندقها حجم قابل ملاحظهای از خاک دامنهها را به آبها تخلیه میکنند (بیاتی خطیبی، 1385). متأسفانه در ایران این اشکال ژئومورفولوژیکی به صورت کمی کمتر مطالعه شدهاند و در محدودهی مورد مطالعه اصلاً مورد بررسی قرار نگرفتهاند. در این مقاله با عنایت به نقش خندقها در فرسایش دامنههای منطقه سعی شده است با استفاده از روابط معتبر حجم فرسایش مورد محاسبه قرار گیرد و خاک تلف شده برآورد شود.
- موقعیت جغرافیایی حوضهی آتشبیگ
حوضهی زهکشی آتش بیگ یکی از زیر حوضههای دامنههای شرقی سهند هست که در موقعیت جغرافیایی '00 °37 ° تا '20 °37 عرض شمالی و '45 °46 تا '15 °47 طول شرقی قرارگرفته است (شکل 1). این زیرحوضه از زیرحوضههای مهم قرنقوچای است که سرچشمه آن از ارتفاعات اطراف به ویژه از کوه خالهاوشاغ میباشد. آبهای حوضهی آتشبیگ توسط دو رودخانه زهکشی میشود. این دو رودخانه در نزدیکی روستای آتشبیگ به هم متصل میشود و رود آتشبیگ را تشکیل میدهند.
شکل(1)موقعیت جغرافیایی حوضهی آتشبیگ
سازندهای سطحی زیرحوضه آتشبیگ به تبعیت از لیتولوژی بسیار متنوع است. ولکانوسدیمانترها از تشکیلات مهم حوضهی آتشبیگ محسوب میشود. این سری متشکل از لایههای توف، سینریت، آبرفتهای دانه درشت، لایههای شنی، ماسهای، قلوه سنگی و رسی است که در طی بازدیدهای میدانی در بیشتر قسمتها شناسایی شدهاند. بخش اعظم ارتفاعات با توفها و خاکسترهای آتشفشانی پوشانیده شده است در بخش مرکزی آن سنگهای آذرین که اغلب قلل مرکزی آن را تشکیل دادهاند برونزد نمودهاند. آهکها، گسترش نسبتاً ملاحظهای در بخشهای غربی و جنوب غربی در شمال شرقی یافتهاند. بخش وسیعی از حوضه توسط طبقات کنگلومرایی ضخیم لایهای پوشیده شده است. واحد کنگلومرای ضخیم دارای سیمانی سست و حاوی قلوه سنگهای داسیتی در اندازههای مختلف و غالباً درشت بافت همراه با قطعات زاویهدار از جنس گدازه و توف با خمیره سیلتی -رسی میباشد. در حوضهی مورد مطالعه، نهشتههای نسبتاً ضخیم لایهای از آهکهای تراورتن بهچشم میخورند (شکل2) که بر روی خاکسترهای ولکانیکی و طبقات کنگلومرایی پلیوسن قرارگرفتهاند. این نهشتهها که حاصل فعالیت چشمههای آهکساز میباشند با توجه به وضعیت لایهبندی و ترتیب استقرار آن به کواترنر نسبت داده میشوند (شکلهای 2 تا 4) .
شکل (2) مارن و مواد آذرآواری در حوضهی آتشبیگ
شکل (3) توفها و آبرفتها در حوضهی آتشبیگ
شکل (4) ماسه سنگ و آهکهای حوضهی آتشبیگ
مواد و روشها
در این مقاله، ابتدا نقشههای توپوگرافی، زمینشناسی، خاک، لیتولوژی، پوشش گیاهی، نمونههای خاک و کلیهی دادهی مورد نیاز مانند دبی، رسوب، بارش... و نحوه کاربری زمین، تهیه و محاسبات مربوط به سنجش و ارزیابی پارامترهاصورت گرفت و برای تهیهی دادههای مورد نیاز برای انجام محاسبات، اندازهگیریهایی از ابعاد مختلف آبکندهای سطحی در طی بازدیدهای میدانی انجام شد. در نهایت با استفاده از مدلهای فرسایش و مدل ویکور به عنوان قاعدهی تصمیمگیری چندمعیاری فرسایش دامنهای توسط روانابها در حوضهی مورد نظر پهنهبندی شد. در پهنهبندی از تکنیک GIS و نرمافزارهای مربوطه بهرهگیری شد و نقشههای مختلف حاصل از محاسبات تهیه گردید.
فرسایش آبکندی با توسل به معادلات و روابط مختلف مورد بررسی قرار میگیرد و میزان رسوبات حاصل از آنها برآورد می گردد در این مقاله سعی شد ابتدا فرسایش آبکندی در محدودهی مورد مطالعه به تفکیک مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد و در نهایت با بکارگیری مدل مربوطه، در بخشهای مختلف محدودهی مورد مطالعه، بخشهای تحت فرسایش خندقی مشخص و حساسیت منطقه نسبت به آن طبقهبندی گردد. برای بررسی و تفکیک سهم عوامل مختلف در فرسایش سطوح شیب دارد، ابتدا حوضه به زیرحوضههای متعدد تقسیم شد و محاسبات به تفکیک در این زیرحوضهها صورت گرفت. در این مقاله ابتدا برای بررسی استعداد منطقه برای زایش خندقها، از شاخص آستانهی اقلیمی استفاده شده است .
1- تعیین آستانههای اقلیمی برای شروع فرسایش خندقی
قبل از هر اقدامی لازم است استعداد مناطق در رابطه با پارامترهای اقلیمی نسبت به فرسایش خطی مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله هم استعداد منطقه با استفاده از ضریب هیدروترمال (زاخار[9]، 1979) مورد بررسی قرار گرفته است (رابطهی 1) .
رابطهی (1) HTK=ΣR/Σt.10
در رابطهی (1): ΣR=متوسط بارش ،Σt =جمع دمای بالای 10 درجه
2- برآورد زمان جابجایی در زیرحوضههای محدودهی مورد بررسی
زمان جابجایی از طریق یک حوضه به صورت جریان صفحهای و یا جریان متمرکز کم عمق به کانالها آبی با استفاده از روابط متعددی قابل محاسبه است. زمان جابجایی جریانات در محدودهی مورد مطالعه از طریق زیر (تیمار و همکاران[10]، 2008: 258) محاسبه شده است (رابطهی 2):
رابطهی (2) Tr=[0.42(nl)0.8/p2)0.5(s)0.4]
در رابطهی (2): Tr=زمان جابجایی (ساعت)،p2=متوسط دوسالانه بارندگی 24 ساعت =84/3اینچ، s=شیب (به درصد)
3-تعیین مقدار فرسایش از یک خندق (Dg) در رابطه با ویژگی سطوح جمعآوری آب
علت اصلی فرسایش آبکندی بر روی دامنهها و تشکیل شیارها تمرکز جریانات سطحی در یک مسیر واحد است. بنابراین لازم است ابتدا هیدرولیک شیاری[11] با استفاده از مدلهای مربوطه مورد محاسبه قرار گیرد. سطوح بالادست خندقها با توجه به ویژگیهایی که دارند (اغلب از نظر وسعت) میتوانند تعیین کنندهی میزان فرسایش در پایین دست دامنهها و اغلب در قالب فرسایش خندقی ارائه دهند. یکی از معادلههایی که میتوان با توسل به آن میزان فرسایش از یک خندق را برآورد نمود رابطهی Dg است (کازایی[12]، 2006: 123).
رابطهی (3) Dg=14.3 × 10 -4 Ag 1.5
در رابطهی (3): Dg=میزان فرسایش (m3 /year ) ،Ag = مساحت حوضهی تخلیهکنندهی آب به خندق (m2)
4- برآورد میزان فرسایش در رابطه با شیب
فرسایش در سطوح شیبها با توجه به وجود انرژی کافی در دامنهها در شدت بالا صورت میگیرد خندقها و شیارها از جمله اشکال فرسایشی در سطوح شیبدار هستند که حجم قابل ملاحظهای از مواد دامنهای را به پایین انتقال میدهند. رابطهای که بتواند با دخیل دادن شیب میزان فرسایش دامنهای را برآورد کند میتواند در بررسی خندقها بسیار مهم باشد. فرسایش خندقی در زمینهای کشت شده نسبت به زمینهای برهنه بسیار سریعتر است و با استفاده از فرمول زیر (زامولی و همکاران[13]، 2009: 32) فرسایش خاک را میتوان در روی شیب محاسبه نمود (رابطهی 4):
رابطهی (4) E=√L/100(0.76+0.53S+0.076S2)
در رابطهی (4): E =فرسایش به تن ،S=شیب دامنه به درصد،L=طول دامنه به متر
5-تعیین آستانههای فرسایش خندقی در سطح حوضه در رابطه با شیب سطحی
شیب و مساحت سطوح جمعآوری آب دو پارامتری هستند که تأثیر زیادی بر شروع و تشدید فرسایش خندقی دارند. روابط متعددی برای برآورد نقش این دو عامل ارائه شده است که در این تحقیق از رابطهی (5) بهرهگیری شده است (وراشترتان و همکاران[14]، 2007: 445) .
رابطهی (5) R=sAs0.4(6/10000)0.4 > 0.025
رابطهی (5): R=آستانه فرسایش ،As=مساحت بالا دست به متر مربع، s=شیب به درصد
6- تعیین طرفیت حمل روانابها در سطوح تحت فرسایش خندقی با استفاده از اندکس ظرفیت حمل
در بررسی فرسایش خندقی و شیاری کسب اطلاع در مورد ظرفیت حمل روانابها به منظور تعیین توان فرسایشی آنها بسیار مهم است. به لحاظ این اهمیت با استفاده از رابطهی زیر میزان ظرفیت حمل روانابها هم در سطح حوضه و هم در محدودهی خندقهای بزرگ محاسبه شده است (رابطهی 6) .
رابطهی (6) Ʈ=(As/22.13)0.6(sinß/0.00896)1.3
در رابطهی (6): Ʈ= ظرفیت حمل رواناب ها ،As=مساحت حوضهی جمعآوری آب، sinß =شیب سطح
7-تعیین قدرت روانابها برای فرسایش خندقی وشیاری (SPI)[15]
شیب دامنهها و مساحت حوضهی بالادست آبکندها از عوامل تعیین کنندهی توان فرسایشی روانابهای سطحی است. در این تحقیق نیز با استفاده از رابطهی متشکل از این دو پارامتر توان فرسایشی روانابها در سطح حوضهی آتشبیگ برآورد شده است.
رابطهی (7) SPI=ln(As tanß)
در رابطهی As =مساحت حوضه بالادست (به مترمربع)، β=شیب محلی، SPI =اندکس رطوبی یا اندکس توپوگرافی برای شروع خندق باید:
As× SΩ= باید بیشتر از 18 باشدیا In(As/ tanβ)CTI= بیشتر از 8/6 باشد تا فرسایش خندقی شروع شود.
بحث و نتایج
در فرسایش دامنهها، به ویژه تشکیل آبکندهای عمیق و انتقال خاک دامنهها به بسترهای رودخانهها، عوامل و پارامترهای بسیاری دخیل هستند. در بین این عوامل، شیب، روانابها، مساحت حوضههای بالادست و پارامترهای اقلیمی نقش اولیه و اساسی در کندوکاری دامنهها ایفا میکنند. در این مقاله سعی شده است به برخی از آنها که نقش و سهم آنها در تشکیل و توسعهی خندقها مورد بررسی قرار گرفته، اشاره گردد.
1- تعیین آستانههای اقلیمی برای شروع فرسایش خندقی
یکی از پارامترهای دخیل در مساعد نمودن سطوح شیبدار برای ایجاد آیکندهای عمیق، اقلیم و عوامل اقلیمی مانند بارش و دما است. به همین دلیل برای تعیین استعداد مناطق برای ایجاد آبکندها به این پارامترها استناد میشود و عدد حاصل از رابطهی HTK میتواند نشان دهد که در کدام ماههای سال سطح زمین شانس ایجاد آبکندها را دارا است. در این مطالعه نیز با استفاده از دما و بارش ایستگاه سهند به عنوان نزدیکترین ایستگاه به حوضهی مورد مطالعه استفاده شده است (جدول 1).
بررسی اطلاعات مندرج در جدول (1) و شکل (6) نشان میدهد که در حدود پنج ماه از سطح حوضهی مورد مطالعه از نظر پارامترهای اقلیمی برای ایجاد آبکندهای عمیق مساعد میباشد.
جدول (1)میزان HTK در ایستگاه سهند
|
پارامتر/ماه |
آوریل |
می |
ژوئن |
ژوئیه |
آگوست |
سپتامبر |
اکتبر |
نوامبر |
|
R∑ |
2/49 |
3/34 |
8/5 |
1/8 |
3/1 |
5/2 |
6/12 |
5/20 |
|
t∑ |
4/71 |
2/160 |
2/215 |
7/246 |
7/254 |
12/0 |
8/148 |
9/10 |
|
HTK |
89/6 |
14/2 |
269/0 |
328/0 |
051/0 |
12/0 |
85/0 |
8/18 |
شکل (5) میزان HTK در ایستگاه سهند
2-تعیین آستانههای فرسایش خندقی در سطح حوضه در رابطه با شیب سطحی
شیب و مساحت سطوح جمعآوری آب تأثیر زیادی بر شروع و تشدید فرسایش خندقی دارند. روابط متعددی برای برآورد نقش این دو عامل ارایه شده است که در این مقاله از رابطهی مربوطه (R) بهرهگیری شده است. بررسی نتایج حاصل از برآورد با روابط مربوطه نشان میدهد که مقدار حاصل از آستانه 025/0 بیشتر است. این بدین معنی است که مقادیر حاصل از محاسبه نشاندهندهی این است که روانابهای حاصل از زیرحوضههای بالادست آبکندها در شیبهای حوضهها از توان کافی برخوردار هستند. با توجه به نمودار ترسیمی از کلیهی زیرحوضههای تقسیمی نشان میدهد که مقدار R در قسمتهای مختلف حوضه متفاوت است که این امر از تفاوت در نقش عوامل دخیل در تشکیل و توسعهی خندقهای محدودهی مورد بررسی است (شکل6).
با توجه به نقشه حاصل از ترسیم آستانهی فرسایش در حوضهی آتشبیگ (شکل7) میتوان مشاهده نمود که میزان فرسایش در بیشتر بخشهای حوضه از خط آستانه بسیار بیشتر است.
شکل(6) آستانههای فرسایش در زیرحوضههای آتشبیگ
3- برآورد زمان جابجایی روانابها در زیرحوضههای محدودهی مورد بررسی
زمان جابجایی روانابها به عنوان مسئول کندوکاری سطوح زمین از طریق یک حوضه به صورت جریان صفحهای و یا جریان متمرکز کم عمق به کانالها آبی با استفاده از روابط متعددی قابل محاسبه است. رابطهی Tr که نقش ترکیبی بارش و شیب را در جابجایی روانابها و به طور غیرمستقیم نقش آنها را در کندوکاری دامنهها نشان میدهد در این تحقیق مد نظر قرار گرفته و با استفاده از دادههای بارش و شیب در سطوح مختلف حوضهی زمان جابجایی روانابها برآورد شده است (شکل8). زمانی جابجایی تابع عوامل مختلف به ویژه شیب و بارش است. نتایج رابطه بکار گرفته شده که زمان جابجایی را در حوضهی آتشبیگ برآورد کرده، نشان میدهد که زمان جابجایی روانابها در بخشهای مختلف حوضهی مورد مطالعه بسیار متفاوت است. اطلاعات و نتایج حاصل حاکی از این است که در بخش میانی حوضهی این زمان طولانی است (شکل 8 و 9) .
شکل (7) میزان آستانه فرسایش در سطح حوضهی آبریز آتشبیگ
اطلاعات نمایش داده شده در نقشه نشان میدهد (شکل10) که در طرف چپ رودخانههای اصلی، در سطح شیبها زمان رسیدن روانابها به بخش پایین دامنهها در زمان کوتاهتری صورت میگیرد. از نظر فرسایش، میتوان چنین تفسیر کرد که در این محدودهها دامنهها باید بیشتر در معرض فرسایش قرار گیرند به دلیل اینکه روانابها در زمان کوتاهی با رسیدن به روانابهای دیگر متمرکز شده و در نتیجه از قدرت کندوکاری بیشتری برخوردار هستند.
4- برآورد میزان فرسایش از یک خندق (Dg) در رابطه با مساحت سطوح جمعآوری آب
قسمت بالای خندقها با دیوارهی تندی به قسمتهای بالای دامنه وصل میگردند و توسعهی خندقها از این قسمت صورت میگیرد. با توجه به این که شیب این قسمتها بالاست، روانابها به صورت تندآبها از این قسمتها جاری میگردند. به همین سبب روانابها از توان بالایی برای سایش برخوردارند (شکل 12). سطوح بالادست خندقها با توجه به وسعت حوضهی بالادست سرخندقها، تعیینکنندهی میزان فرسایش در پایین دست دامنهها هستند و اغلب این نوع فرسایش در قالب فرسایش خندقی ارائه دهند. یکی از معادلههایی که میتوان با توسل به آن میزان فرسایش از یک خندق را برآورد نمود رابطهی Dg است (کازایی، 2009).
شکل (8) زمان جابجایی روانابها در زیر حوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شماره زیرحوضهها است)
شکل (9) رابطهی زمان جابجایی روانابها با شیب و طول آبراههها در زیرحوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شمارهی زیرحوضهها است)
شکل (10) زمان جابجای روانابها در سطح حوضهی آتشبیگ
بررسی نتایج حاصل از رابطهی بکار گرفته شده نشان میدهد که میزان فرسایش حاصل از یک خندق در رابطهی مستقیم با مساحت حوضههای بالادست خندقها است. به عبارت دیگر در هر قسمتی از حوضه که مساحت زیرحوضهها افزایش یافته است، میزان فرسایش حاصل از خندقها در زیرحوضههای بالادست حوضه آتشبیگ افزایش مییابد و در بخشهایی از حوضه بویژه در بخشهای میانی از میزان آن کاسته میشود (شکل13و12).
شکل (11) آبکندهای عمیق با دیوارهها تند در زیرحوضهی آتشبیگ
شکل (12) میزان فرسایش از یک خندق در زیرحوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شمارهی زیرحوضهها است)
شکل (13) میزان فرسایش از یک خندق در سطح حوضهی آتشبیگ
5- برآورد میزان فرسایش در رابطه با شیب و طول دامنه
فرسایش در سطوح شیبها با توجه به وجود انرژی کافی در دامنهها در شدت بالا صورت میگیرد خندقها و شیارها از جمله اشکال فرسایشی در سطوح شیبدار هستند که حجم قابل ملاحظهای از مواد دامنهای را به پایین انتقال میدهند. رابطهای که بتواند با دخیل دادن شیب و طول دامنهی میزان فرسایش دامنهای را برآورد کند می تواند در بررسی خندقها بسیار مهم باشد. بررسی شیب سطوح در بخشهای مختلف حوضه (جدول و شکل) نشان میدهد که مقدار شیب در قسمتهای مختلف بسیار متفاوت است. شیبهای منتهی به آبراهه اصلی و ارتفاعات انتهایی حوضه از شیب قابل ملاحظهای برخوردارند.
جدول (2) درصد مساحت کلاسهای شیب
|
0-2 |
2-5 |
5-8 |
8-12 |
12-20 |
20-30 |
30-60 |
بالاتر از 60 |
دامنه شیب به درصد |
|
6.18 |
20.57 |
21.26 |
18.49 |
20.53 |
7.85 |
4.82 |
0.30 |
درصدمساحت کلاس های شیب |
با عنایت به تأثیر عامل مهم شیب در نیرو بخشی به عوامل فرسایش دیگر، در این تحقیق سعی شده است از روابطی استفاده شود که در برآورد فرسایش از عامل شیب بهرهگیری شده باشد. فرسایش در زمینهای کشت شده نسبت به زمینهای برهنه بسیار سریعتر است.
شکل (14) میزان فرسایش در شیبهای مختلف زیرحوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شماره زیرحوضهها است)
بررسی اشکال حاصل از برآورد فرسایش با استفاده از رابطهی مربوطه نشان میدهد (شکلهای 15و14) در بخشهای خروجی حوضه و همچنین در قسمتهای انتهایی حوضه میزان فرسایش بالا است. در قسمت میانی از شدت فرسایش کاسته میشود (شکلهای 15و14).
شکل (15) میزان فرسایش در سطح حوضهی آتشبیگ در رابطه با شیب
6-تعیین طرفیت حمل روانابها در سطوح تحت فرسایش خندقی
در بررسی فرسایش خندقی و شیاری کسب اطلاع در مورد ظرفیت حمل روانابها به منظور تعیین توان فرسایشی آنها بسیار مهم است. به لحاظ این اهمیت با استفاده از رابطهی زیر میزان ظرفیت حمل روانابها هم در سطح حوضه و هم در محدودهی خندقهای بزرگ محاسبه شده است.
بررسـی نتایج حاصل از بـرآورد ظرفیت حمل رسوبات حاصل از فرسایش ناشـی جریان روانابها نشان میدهد که (شکل 16) مقدار حاصل از برآوردها در بخشهای نزدیک به پایاب حوضه نسبت به بخشهای دیگر زیاد است (شکلهای 17و17). اما در بخشهای دیگر به ویژه در بخشهای میانی نیز میزان آن قابل ملاحظه است (شکل 17).
شکل (16) ظرفیت حمل روانابها در زیرحوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شمارهی زیرحوضهها است)
شکل (17) طرفیت حمل روانابها در سطح حوضهی آتشبیگ
7- برآورد توان سایشی روانابها در حوضهی آتشبیگ
شیب دامنهها و مساحت حوضهی بالادست آبکدها از عوامل تعیین کنندهی توان فرسایشی روانابهای سطحی است. در این تحقیق نیز با استفاده از رابطهی متشکل از این دو پارامتر توان فرسایشی روانابها در سطح حوضهی آتشبیگ برآورد شده است. یکی دیگر از روابطی که آستانهی فرسایش را نشان میدهد، رابطهی SPI است. در این تحقیق برآوردهایی که با استفاده از این رابطه صورت گرفته نشان میدهد که در بخشهایی از حوضه مقدار حاصل از آستانه (یعنی 6) بیشتر است (شکل 19و 18).
شکل (18) توان فرسایشی روانابها در زیرحوضههای آتشبیگ (محور افقی مربوط به شمارهی زیرحوضهها است)
شکل (19) آستانههای توان فرسایشی روانابها در سطح زیرحوضهی آتشبیگ
نتیجهگیری
میزان فرسایش در سطوح شیبدار با عوامل زیادی در رابطه است. این عوامل میتوانند در بخشهای مختلف در رابـطه با عوامل دیگر با شدت وضعف بـر روی میزان فرسایش تأثیر بـگذارند. اصولاً هدف مطالعه در محیطهای حساس به فرسایش شناسایی نقش و تأثیر چنین عواملی است. تا براساس یافتهها، اقدامات حفاطتی با در نظر گرفتن واقعیتهای محلی صورت گیرد.
در محدودههای نیمهخشک، فرسایش در سطوح شیبها با توجه به وجود انرژی کافی در دامنهها در شدت بالا صورت میگیرد خندقها و شیارها از جمله اشکال فرسایشی در سطوح شیبدار هستند که حجم قابل ملاحظهای از مواد دامنهای را به پایین انتقال میدهند. روابطی که بتواند با دخیل دادن شیب و طول دامنه میزان فرسایش دامنهای را برآورد کند میتواند در بررسی خندقها بسیار مهم باشد. با توجه به چنین اهمیتی، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفت .نتایج این بررسی در بخشهای مختلف حوضه نشان میدهد که مقدار شیب در قسمتهای مختلف بسیار متفاوت است. شیبهای منتهی به آبراهه اصلی و ارتفاعات انتهایی حوضه از شیب قابل ملاحظهای برخوردارند.
در بررسی فرسایش خندقی و شیاری کسب اطلاع در مورد ظرفیت حمل روانابها به منظور تعیین توان فرسایشی آنها بسیار مهم است. به لحاظ این اهمیت، ظرفیت حمل روانابها در حوضهی مورد مطالعه برآورد گردید. نتایج حاصل از این برآورد نشان میدهد که در رابطه با دیگر عوامل، ظرفیت حمل رسوبات حاصل از فرسایش نـاشی جریان روانابها در مـحدودههای مـختلف بسیار متفاوت است. ظرفیت حـمل روانابها در بخشهای نزدیک به پایاب حوضه نسبت به بخشهای دیگر زیاد است، اما در بخشهای دیگر به ویژه در بخشهای میانی نیز میزان آن قابل ملاحظه است.
بررسیها همچنین حاکی از این است که میزان فرسایش حاصل از یک خندق در رابطهی مستقیم با مساحت حوضههای بالادست خندقها است. به عبارت دیگر در هر قسمتی از حوضه که مساحت زیرحوضهها افزایش یافته است، میزان فرسایش حاصل از خندقها در زیرحوضههای بالادست حوضهی آتشبیگ افزایش مییابد و در بخشهایی از حوضه به ویژه در بخشهای میانی از میزان آن کاسته میشود.
در مدیریت حوضههایی که رودخانههای مهمی در آن جاری است، بررسی وضعیت رسوبزایی زیرحوضههایی مربوط به شاخابهای تغذیهکنندهی این رودخانهها، از اهمیت زیادی برخوردار است. مطالعهی آبکندها، علل تشکیل و مـحدودهی پراکنش آنـها از دیدگاه مدیـریت و حفاظت آبخیزها از بایدها محسوب مـیشود. بدون چنین مطالعهای کاهش رسوب رودخانهها، حفظ سطح دامنهها و جلوگیری از تلف شدن خاکها غیرممکن به نظر میرسد.
)