محمود بقایی؛ حمید غلامی؛ ابوالحسن فتح آبادی؛ مرضیه رضایی
چکیده
مقدمه
تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به‌دلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می‌شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها ...
بیشتر
مقدمه
تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به‌دلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می‌شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها شامل اثرات درون منطقه‌ای (مانند کاهش ضخامت و ماده آلی خاک، تخریب ساختمان خاک و غیره) و برون منطقه‌ای و حل مشکلاتی مانند بیش‌غذایی و ته‌نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بین روش‌های مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده برای مطالعه منشا رسوب، انگشت‌نگاری رسوب، روشی موثر برای تعیین سهم منابع رسوب (شامل اراضی کشاورزی، مرتعی، بایر و اراضی دارای فرسایش خندقی) در داخل یک آبخیز است. کاربرد موفقیت‌آمیز این روش در محیط‌های مختلف آبی و بادی گزارش شده است. در نتیجه، در پژوهش حاضر، بهمنظور شناسایی و کمی‌کردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخیز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت‌نگاری رسوب استفاده شد.
مواد و روش‌ها
برای انجام پژوهش، تعداد 38 نمونه سطحی (صفر تا پنج سانتی‌متر) به‌صورت تصادفی-سیستماتیک و با در نظر گرفتن توزیع مناسب از منابع بالقوه تولیدکننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضی کشاورزی، 18 نمونه از محل دارای فرسایش خندقی و 12 نمونه از اراضی بایر و مرتعی و شش نمونه از رسوبات خروجی حوضه جمع آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر ژئوشیمیایی شامل عناصر اصلی، نادر خاکی و کمیاب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه هرمزگان، اندازه‌گیری شد. بهمنظور کمی‌کردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحلیل تابع تشخیص، پنج ویژگی شامل تلوریوم (Te)، زیرکونیوم (Zr)، تانتال (Ta)، بریلیوم (Be) و سدیم (Na)، به‌عنوان ردیاب‌های نهایی شناسایی شدند. در نهایت، با استفاده از مدل ترکیبی، سهم نسبی هر یک از منابع رسوب به‌دست آمد.
نتایج و بحث
طبق نتایج به‌دست آمده، 16.7 درصد سهم رسوبات مورد بررسی مربوط به کاربری کشاورزی، 50.6 درصد مربوط به خندق و 32.7 درصد مربوط به کاربری مرتع و بایر است. بر اساس نتایج، ترکیبی از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است که 87.5 درصد از نمونه‌های برداشت شده از سه منبع شامل اراضی کشاورزی، فرسایش خندقی و اراضی بایر و مراتع را به درستی طبقه‌بندی کند. از این رو، سهم خندق در تولید رسوب از کاربری‌های کشاورزی و اراضی بایر و مرتعی مورد بررسی، بیشتر است. قسمت‌های مرکزی حوضه نسبت به فرسایش خندقی حساسیت بالایی دارند، زیرا سازندهای زمین‌شناسی غالب در حوضه، بیشتر شامل بنگستان و همچنین، سازندهای آغاجاری و میشان است. سازند میشان، متشکل از لایه‌های عمدتا مارنی و آهکی است و رخنمون‌های سازند آغاجاری متشکل از ماسه‌سنگ و مارن است. اراضی مسطح دشت را آبرفت‌های دوران چهارم زمین‌شناسی تشکیل می‌دهند که حاصل فرسایش سازندهای آغاجاری، میشان و سازندهای قدیمی‌تر هستند. همچنین، به‌دلیل این‌که مناطق مرکزی حوضه دارای شیب کمی بوده، خاک منطقه شامل خاک‌های جوان و فاقد تکامل است و استفاده نادرست از کاربری‌های منطقه باعث شده است، حساسیت به فرسایش خندقی در قسمت مرکزی حوضه بالا باشد.
نتیجه‌گیری
انگشت‌نگاری منبع رسوبات، یک تکنیک مفید بهمنظور بررسی منشا رسوبات در محیط‌های رسوبی اعم از بادی و رودخانه‌ای است. سهم‌های تخمین زده شده می‌تواند در راستای برنامه‌های مدیریت منابع آب و خاک به مهندسین آبخیز کمک کند. به‌دلیل تغییرپذیری واحدهای زمین‌شناسی از یک منطقه به منطقه دیگر، نوع مدیریت کاربری اراضی و نوع واحدهای خاک هر منطقه، ردیاب‌های انتخابی برای هر منطقه متفاوت است. به همین علت، تا کنون محققان قادر به ارائه یک دستورالعمل جامع برای انتخاب ردیاب‌های بهینه در تمامی مناطق نبوده‌اند. این موضوع یکی از چالش‌های اصلی روش انگشت‌نگاری رسوب است که در صورت غلبه بر این چالش، می‌توان بخش زیادی از هزینه‌های پژوهش که صرف اندازه‌گیری ردیاب‌های مازاد می‌شوند را کاهش داد.
افسانه فرپور؛ حسین خزیمه‌نژاد
چکیده
امروزه استفاده از مدل‌های هیدرولوژی، عمدتاً برای شبیه‌سازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می‌رسد. مدل‌سازی مناسب فرایندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرایندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می‌شوند که مدل به‌خوبی بتواند سامانه طبیعی را شبیه‌سازی کند. تخمین ...
بیشتر
امروزه استفاده از مدل‌های هیدرولوژی، عمدتاً برای شبیه‌سازی تغییرات منبع آب و سیلان (رواناب و تبخیر) ضروری به نظر می‌رسد. مدل‌سازی مناسب فرایندهای هیدرولوژیکی نیازمند تعیین پارامترهای مدل است. در فرایندهای واسنجی مقادیر پارامترهای مدل طوری برآورد می‌شوند که مدل به‌خوبی بتواند سامانه طبیعی را شبیه‌سازی کند. تخمین پارامترهای این گونه مدل‌ها عموماً به‌صورت مستقیم به‌دلیل تعداد بالای پارامترها غیرممکن است و لازم است، به کمک ابزارهای بهینه‌سازی (واسنجی مدل) آنها را برآورد کرد. در پژوهش حاضر، واسنجی پارامترهای مدل بارش–رواناب روزانه Hymod (یک مدل ساده مفهومی بارش–رواناب) با استفاده از الگوریتم نهنگ (WOA) که از نحوه جستجوی غذای نهنگ سرچشمه گرفته است، انجام شد. ارزیابی روش واسنجی مذکور با استفاده از داده‌های روزانه بارش و تبخیر و تعرق برای پنج سال و صحت‌سنجی آن نیز در پنج سال، در حوضه رودخانه لیف آمریکا انجام شد. مقادیر دبی شبیه‌سازی شده و مشاهده شده با کمک شاخص‌های ضریب همبستگی (R2)، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و ضریب ناش-ساتکلیف (NS) مقایسه شدند. مقادیر معیارهای سنجش خطا به‌ترتیب 0.91، 1.2 و 0.8 برای دوره واسنجی و 0.91، 2.5 و 0.83 برای دوره صحت‌سنجی به‌دست آمد. همچنین، پارامترهای محاسبه شده به کمک الگوریتم نهنگ، میزان بیشترین ذخیره رطوبتی در حوضه 216.95 میلی‌متر، تغییرات مکانی ذخیره رطوبت خاک 0.38، عامل توزیع بین دو مخزن رطوبتی 0.98، زمان ماندگاری در مخزن جریان آرام 0.08 روز و زمان ماندگاری در مخزن جریان سریع 0.47 روز است. بررسی مقادیر خطا نشان داد، الگوریتم بهینه‌سازی نهنگ کارایی بالایی در زمینه واسنجی مدل‌های بارش-رواناب دارد.
میلاد هاتفی؛ سید حمیدرضا صادقی
چکیده
پژوهش حاضر با هدف بررسی اجمالی وضعیت استان‌های مختلف کشور از لحاظ سیل، تنش آبی، شاخص فرسایندگی باران و خشک‌سالی و با هدف پهنه‌بندی کشور با استفاده از یک شاخص ترکیبی در مقیاس استان‌ها انجام شده است. در این راستا، اطلاعات مربوط به معیارهای مطالعاتی از منابع و مراجع موجود استخراج و پس از استاندارد کردن در قالب یک شاخص حاصل از میانگین ...
بیشتر
پژوهش حاضر با هدف بررسی اجمالی وضعیت استان‌های مختلف کشور از لحاظ سیل، تنش آبی، شاخص فرسایندگی باران و خشک‌سالی و با هدف پهنه‌بندی کشور با استفاده از یک شاخص ترکیبی در مقیاس استان‌ها انجام شده است. در این راستا، اطلاعات مربوط به معیارهای مطالعاتی از منابع و مراجع موجود استخراج و پس از استاندارد کردن در قالب یک شاخص حاصل از میانگین هندسی آنها تحلیل شد. براساس نتایج، استان‌های خوزستان، البرز و کرمانشاه به‌ترتیب با 61/0، 59/0 و 58/0 دارای بالاترین حساسیت از لحاظ شاخص‌های ترکیبی مورد مطالعه هستند. در مجموع با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان دریافت که استان‌های جنوب غربی کشور از لحاظ شاخص‌های مورد نظر دارای حساسیت بیشتری بوده و تهدیدات ناشی از فرسایش خاک و هدررفت منابع آبی با توجه به وقوع فرآیندهای حدی در آنها بیشتر بوده که این امر لزوم اجرای سیاستهای مدیریت منابع خاک و آب نسبت به سایر مناطق کشور را آشکار میسازد.
