مهندسی و مدیریت آبخیز

با همکاری انجمن آبخیزداری ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

راهنمای نویسندگان

راهنمایی دریافت کد ORCID

داوران

راهنمای عضویت در Publons

روابط مورفومتریک آبکندهای استان ایلام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، اهواز

2 دانشیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس

3 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

4 استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

 این پژوهش با هدف انجام مطالعات مورفومتری، بررسی ارتباطات هندسی بین آن­‌ها، در دو کاربری مرتعی و کشاورزی انجام شده است. در ابتدا، ویژگی‌­های هندسی و توپوگرافی 120 آبکند در بخش نیمه‌خشک استان شامل عرض بالا، عمق، عرض پایین، ارتفاع بالاکند، همچنین، ویژگی­‌های سطح حوزه آبخیز آبکندها شامل میزان پوشش سطحی و خاک لخت به‌وسیله پلات­‌های یک متر مربعی به همراه نمونه‌­های ترکیبی خاک از سطح حوزه آبخیز و دیواره آبکند­ها برداشت شد. بر نمونه‌­های خاک آزمایش‌­های فیزیکی و شیمیایی از قبیل بررسی بافت خاک، مواد آلی، آهک کل و فعال، هدایت الکتریکی، اسیدیته، سدیم، منیزیم و کلسیم در آزمایشگاه انجام شد. نتایج بررسی روابط مورفومتریک آبکندها نشان داد که نسبت عرض بالا به عمق آبکندهای کشاورزی و مرتعی به‌ترتیب برابر با 2.1 و 1.5 بوده، نسبت عرض بالا به طول به‌­ترتیب در کاربری کشاورزی و مرتعی برابر با 0.41 و 0.57 به‌­دست آمد که در نتیجه آبکندهای مرتعی کشیدگی بیشتری داشته­‌اند. رابطه معکوس نمایی بین شاخص‌های فوق با شیب نشان داد که عوامل توپوگرافی بر شکل نهایی آبکندها تاثیرگذار بوده است. شاخص عرض پایین به عرض بالا به‌ترتیب در آبکندهای کشاورزی و مرتعی برابر با 0.33 و 0.30 و شکل مقطع­‌های عرضی به‌ترتیب ذوزنقه و V بوده است. نتایج همچنین نشان داد که عامل شیب 14 درصد از تغییرات مساحت مقطع­های عرضی را تبیین کرده، رشد عرضی آبکندها در کاربری­‌های کشاورزی و مرتعی به‌ترتیب 84 و 73 درصد از تغییرات حجم فرسایش را تبیین کرده است و عوامل با تاثیر مثبت بر تغییر حجم فرسایش آبکندی میزان ماسه در خاک سطحی، کاربری و شیب بودند. آبکندهای مورد مطالعه در هر دو کاربری دارای بعد فراکتال متوسط 1.08 بوده­‌اند و به‌صورت خطی با افزایش طول و به‌صورت توانی با افزایش حجم آبکندها افزایش یافته است. توان مساحت در قاعده هک در آبکندهای کشاورزی و مرتعی به‌ترتیب برابر با 0.50 و 0.54 بوده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Morphometric relationships of Ilam Province gullies

نویسندگان [English]

  • Banafshe Yasrebi 1
  • Majid Soufi 2
  • Mir Khalagh Mirnia 3
  • Jahangard Mohammadi 4

1 Assistant Professor at Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center

2 Associate Professor, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center

3 Associate Professor, Department of Watershed Management Science and Engineering, Tarbiat Modaress Univesity

4 Professor, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran

چکیده [English]

This research focused on studying the morphometric characteristics, topographic threshold of gullies and their relationships, dominant process of gully initiation and development stages as well, in agricultural and rangeland land uses. Also, morphometric characteristics of 120 gullies including top width, bottom width and headcut height and surface characteristics of gullies contributing area including vegetation, rock fragment and bare soil by 1 m2 plot and soil samples from top soil and gullies wall were collected in semi-arid part of Ilam Province. Results showed that top width–depth ratio of gullies in cropland and rangeland is 2.1 and 1.5, respectively that widening and deepening has more important role in gully growth. Top width-length ratios are 0.41 and 0.57 in croplands and rangelands, respectively that shows rangeland gullies are more elongated. Negative exponential relationship between those ratios and slope shows the effect of topographic factors especially slope on final shape of gullies. Bottom width-top width ratio in croplands and rangelands is about 0.33 and 0.3, respectively and cross section shapes are trapezoidal and V shape. Results showed that slope describes 16 percent of cross sections area variation and lateral growth of gullies in croplands and rangelands and describes 84 and 73 percent of gully volume variation. Effective factors on gully volume are sand content in top soil, land use and slope. Studied gullies in both land uses have mean fractal dimension of 1.08 and has linear growth with length and power growth with volume of gully. Power of Hack law in studied gullies in croplands and rangelands gullies are 0.5 and 0.54, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agricultural and rangeland land uses
  • Fractal dimension
  • Hack law
  • Iran
  • Morphometric characteristics
مراجع
  1. Azami, A., K. Siavashi, M. Jafari and A. Pirani. 2008. Morphoclimatic classification of Ilam Province gullies. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, 112 pages (in Persian).
  2. Bennett, S.J. and R. Liu. 2016. Basin self-similarity, Hack’s law and the evolution of experimental rill networks. Geology, 44(1): 35-38.
  3. Bocco, G. 1991. Gully erosionprocesses and models. Progress in Physical Geography, 15: 392-406.
  4. Capra, A., L.M. Mazzara and B. Scicolone. 2005. Application of the egem model to predict ephemeral gully erosion in Sicily, Italy. Catena, 59: 133-146.
  5. Capra, A., C.D. Stefano, V. Ferro and B. Scicolone. 2009. Similarity Between morphological characteristics of rills and ephemeral gullies in Sicily, Italy. Hydrological Processes, 23: 3334–3341.
  6. Caraballo-Ariasa, N.A., C. Conoscentib, C.D. Stefanoa and V. Ferroa. 2014. Testing GIS-morphometric analysis of some Sicilian badlands. Catena, 113: 370–376.
  7. Santisteban, L.D., J. Casali, J.J. Lopez, J.V. Giraldez, J. Poesen and J. Nachtergaele. 2005. Exploring the role of topography in small channel erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 30: 591-599.
  8. Di Stefano, C., V. Ferro, V. Pampalone and F. Sanzone. 2013. Field investigation of rill and ephemeral gully erosion in the sparacia experimental area, south Italy. Catena, 101: 226–234.
  9. Frankl, A., J. Poesen, N. Scholiers, M. Jacob, M. Haile, J. Deckers and J. Nyssen. 2013. Factors controlling the morphology and volume (V), Length (L) relations of permanent gullies in the northern ethiopian highlands. Earth Surface Processes and Landforms, 38: 1672–1684.
  10. Geyik, M.P. 1986. FAO watershed management field manual (gully control), Rome, FAO.
  11. Hauge, C. 1977. Soil erosion definitions. State Forest Notes (Deparrtment of Forestry, California), 67 pages.
  12. Heede, B.H. 1970. Morphology of gullies in the Colorado Rocky Mountains. Bulletin of the International Association of Scientific Hydrology, Xv: 79-89.
  13. Ilam natural resources and watershed management landscape. 2010. 50 pages.
  14. Jafari Gorzin, B., R.A. Domehry, M. Safai and S.H. Ahmadian. 2007. Some models for guly groth forecast, case study: Sorkh Abad Catchment. Pajouhesh va Sazandegi in Natural Resources, 75: 108-117.
  15. Junior, O.S., R. Guimaraes and L. Freitas. 2010. Urbanization impacts upon catchment hydrology and gully development using multi-temporal digital elevation data analysis. Earth Surface Processes and Landforms, 35: 611-617.
  16. Kompani-Zare, M., M. Soufi, H. Hamzehzarghani and M. Dehghani. 2011. The effect of some watershed, soil characteristics and morphometric factors on the relationship between the gully volume and length in Fars Province, Iran. Catena, 86: 150–159.
  17. Mohammadi, J. 2010. Pedometry-fractal geometry. Pelk Publication, Tehran, 250 pages.
  18. Momm, H., R. Wells and J. Bennett Sean. 2017. Disaggregating soil erosion processes within an evolving experimental landscape. Earth Surface Processes and Landforms, 43(2): 543-552.
  19. Montgomery, D.R. and W.E. Dietrich. 1992. Channel initiation and the problem of landscape scale. Science, 255: 826-830.
  20. Munoz-Robles, C., N. Reid, P. Frazier, M. Tighe, S.V. Briggs and B. Wilson. 2010. Factors related to gully erosion in woody encroachment in south eastern Australia. Catena, 83: 148-157.
  21. Nachtergaele, J., J. Poesen, A. Steegen, I. Takken, L. Beuselinck, L. Vandekerckhove and G. Govers. 2001a. The value of a physically based model versus an empirical approach in the prediction of ephemeral gully erosion for Loess-Derived soils. Geomorphology, 40: 237–252.
  22. Nachtergaele, J., J. Poesen, L. Vandekerckhove, D. Wijdenes and M.J. Roxo. 2001b. Testing the Ephemeral Gully Erosionmodel (EGEM) for two mediterranean environments. Earth Surface Processes and Landforms, 26: 17-30.
  23. Poesen, J., J. Nachtergaelea, G. Verstraetena and C. Valentin. 2003. Gully erosion and environmental change. Importance and Research Needs, Catena, 50: 91-133.
  24. Raahi, Gh, A.A. Nazari Samani, H. Ahmadi and A. Salagheghe. 2009. Soil effectin factors on gulli formation in Ganaveh. Range and Watershed Management, 4(42): 459-472.
  25. Raff, D.A., J.A. Ramı´Rez and J.L. Smith. 2004. Hillslope drainage development with time a physical experiment. Geomorphology, 62: 169–180.
  26. Rezai Moghadam, M.H. and A. Behboudi. 2011. EGEM model on ephemeral gullies sediment prouduction in Sarad Chai Chatchment. Environmenta Geography, Spring and Summer, 12: 135-154.
  27. Sadeghi, S.H.R, F. Nourmohammadi, M. Soufi and B. Yasrebi. 2009. Allometric models of gully growth in Darreh Shahr in Ilam Province. Watershed Management Studies, 85: 38-44.
  28. Schumm, S.A., M.P Mosley and W.E. Weaver. 1987. Exprimental fluvial geomorphology. Wiley-Interscience, 413 pages.
  29. Sidorchuck, A. 1999. Dynamic and static models of gully erosion. Catena, 37: 401-414.
  30. Soleimanpour, S.M, M. Soufi, H. Ahmadi and A. Salajegheh. 2010. Topographic thereshold of gully initiation in bare land of Fars Province. 8th Watershed Management Science and Engineering Conference, Lorestan University (in Persian).
  31. Soleimanpour, S.M., M. Soufi and H. Ahmadi. 2010. Waershed charectristics effective factors on gully development, Fedagh, Larestan. 6th National Watershed Management Confrence and 4th National Erosion and Sediment Confrence, Nour, Mazandaran (in Persian).
  32. Soufi, M. and H. Isaie. 2012. The relationship between gully characteristics and sediment production in the northeast of Iran, Golestan Province.

http://Www.Tucson.Ars.Ag.Gov/Isco/Isco15/Pdf/Soufi%20m_The%20relationship%20between.pdf

  1. Stefano, C. and V. Ferro. 2011. Measurements of rill and gully erosion in Sicily. Hydrological Processes, in Press.
  2. Taleb Bidokhti, N., S. Shahoee, A.A. Behnia, F. Behboudi, S.H.R Sadeghi and A. Malek. 2003. Soil erosion and sedimentation dictionary. Forest, Range and Watershed Management Organization, 386 pages (in Persian).
  3. USDA-SCS. 1966. Technical release No. 32 Geology. US Department of Agriculture, Washington, Dc, 125-142.
  4. Vandekerckhove, L., J. Poesen, D. Oostwoudwijdenes, J. Nachtergaele, C. Kosamas, M. Roxo and T. De Figueiredo. 2000. Thresholds for gully initiation and sedimentation in Mediterranean Europe. Earth Surface Processes and Landforms, 25: 1201-1220.
  5. Yasrebi, B., S.J. Bennett and M. Soufi. 2013. Rill network evolution landscape degradation and its fractal signature. 6th Internatinal Symposium on Gully Erosion in a changing World (6th ISGE), 6-12 May 2013, Iasi-Romania.
  6. Yousefi, A. 2013. Determination of environmental and biological factors affecting on gully formation in drylands of Ilam Provinvce. MSc Thesis, Ilam University, 80 pages (in Persian).
  7. Zarrin Kafsh. M. 1993. Applied pedology. Tehran University, 220 pages (in Persian).
مهندسی و مدیریت آبخیز
دوره 12، شماره 1
فروردین 1399
صفحه 244-258
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار