برآورد فرسایش و رسوبزایی حوضه آبریز نازلو چای به روش MPSIAC در محیط GIS

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
Document ID: R-1391814
Publish: 6 February 2022
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 468
Pages: 150
Publish Year: 1390

This Research With 150 Page And PDF Format Ready To Download

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

حوضه­ی آبخیز نازلوچای واقع در شمال­غرب شهرستان ارومیه دارای مساحتی بالغ بر۲ km(۲۰۳۰) می­باشدکه ۲km ۴۶۰ درصد از وسعت حوضه آن در خاک ترکیه واقع است. این حوضه همانند سایر حوضه­های استان در برخی مناطق با رسوب زایی بالایی مواجه است. این حوضه بخشی از کمربند دگرگونی- افیولیتی زون سنندج سیرجان محسوب می­شود که برخی پژوهشگران در تفکیک زون­های ساختمانی ایران آن را به عنوان زون خوی- مهاباد از زون البرز آذربایجان جدا نموده اند. در این پژوهش میزان فرسایش و رسوبزایی حوضه بااستفاده از روش اصلاح شده پسیاک ((MPSIAC به صورت توزیعی(سلولی) در محیطGIS  تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا پس از جمع­آوری، آماده سازی و ورود لایه­های اطلاعاتی ۹ گانه (زمین­شناسی، خاک­شناسی، آب و هوا، رواناب، توپوگرافی، پوشش زمین وکاربری اراضی، وضعیت فعلی فرسایش، فرسایش رودخانه­ای وحمل رسوب) در محیط GIS وتلفیق این لایه­ها نقشه­ی رسوبزایی حوضه به صورت سلولی و توزیعی تهیه گردید. در محل ۳ ایستگاه هیدرومتری تپیک، گلکنی و کریم آباد حوضه مقادیر نتایج روش توزیعی با مقادیر ثبت شده حوضه در دراز مدت مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی است براساس روش ((MPSIAC میزان رسوب سالانه حوضه با دقت ۲۰۰*۲۰۰ پیکسل برآورد گردیده است. ۸۱/۳۹ درصد از این حوضه رده فرسایش کم قرار می­گیرد. با واسنجی نتایج برآورد شده با نتایج اندازه­گیری شده با ابزار و امکانات ArcGIS نقشه­های کاملا توزیعی و اصلاح شده رسوب حاصل گردید. در نهایت با استفاده ار مدل ArcHydro نسبت به تهیه نقشه­ی پیوسته رسوب اقدام گردید. با این نقشه­ها برای طرح­های عمرانی در  سرشاخه­ها یا در مسیر رودخانه­های اصلی حوضه به راحتی می­توان رسوب کل بالادست را بدست آورد.

پیش گفتار Research

مقدمه

حوضه آبریز به محدوده مشخصی از یک منطقه گفته می­شود که توسط یک رودخانه اصلی و سرشاخه­های فرعی آن زهکشی می­شود. سطح حوضه­های آبریز پیوسته در تغییر است و فرآیندهای موثر در این تغییرات شامل فرسایش، حمل و نقل و رسوب­گذاری می­باشد. شدت و نوع تغییرات سطحی یک حوضه آبریز به جنس لایه­ها و تنوع آن­ها بستگی دارد. به این ترتیب که رودخانه در طی مسیر خود از سازندهای زمین­شناسی با سنگ­های متفاوت عبور کرده که با توجه به جنس، بافت و ساخت آن­ها، مقاومت­های متفاوتی در برابر عوامل سطحی از خود نشان می­دهند. از طرف دیگر با فرسایش سنگ­های سطح زمین رسوبات متفاوتی با جنس­های مختلف وارد حوضه آبریز می­شود. متاسفانه استفاده بی­رویه و غیر منطقی از منابع طبیعی طی سال­های متمادی برای کسب حداکثر منافع، موجبات تخریب اراضی کشور را در سطوح وسیع فراهم آورده است. حاصل آن اراضی فرسایش یافته، گسترش مناطق بیابانی، تخریب جنگل­ها، مراتع، آب­های گل آلود و منابع آبی تقلیل یافته بوده است. از آنجا که اهمیت آب و مشکل کمبود آن از گذشته در ایران وجود داشته است، حفظ و حراست از منابع آبی موجود، یک ضرورت انکار ناپذیربوده و لذا پژوهش­های مربوط به فرسایش و رسوب حوضه­های آبریز، به عنوان یکی ازعوامل مهم کاهش حجم مفید مخازن سدها، دارای ویژگی و حساسیت خاصی است. این گونه مطالعات که در بسیاری از کشورهای جهان از دیربازآغازگردیده است، متاسفانه در کشور ما که از لحاظ تاریخچه سدسازی و احداث تاسیسات آبی دارای سابقه زیادی می­باشد به نحو شایسته­ای مورد توجه  قرار نگرفته و به جبران این نقیصه طرح­های مطالعاتی علاج بخشی به تدریج از طرف پژوهشگران پیشنهاد گردیده است.

در رابطه با کنترل وکاهش شدت فرسایش، راهکارهای مطالعاتی متعددی می­تواند وجود داشته باشد. یکی از این راه حل­ها، بررسی شدت فرسایش و رسوبزایی در حوضه آبریز مشرف به مخزن سد وشناسایی مناطق بسیار حساس به فرسایش است. از طریق طبقه­بندی نواحی فرسایشی می­توان با تمهیدات مناسب آبخیزداری میزان رسوب ورودی به مخازن سدها کنترل شوند.

 در برآورد فرسایش و رسوب­دهی روش­های تجربی متعددی وجود دارد، این روش­ها هر کدام بر اساس موقعیت، شرایط آب و هوایی و اقلیم منطقه کاربرد دارند. در سال ۱۹۸۲ در روش تعیین شاخص­های مورد ارزیابی روش PSIAC تغییراتی ایجاد شد به طوری که در مدل اصلاح شده (MPSIAC) عوامل نه­گانه موثر در رسوبدهی به صورت کمی قابل برآورد هستند. جانسون و گبهارت (۱۹۸۲) در مطالعات خود این مدل را دارای بازده بالا معرفی کرده اند. رینارد و استون (۱۹۸۲) مدل MPSIAC را با مدل­های EPM و USLE و Renard-Flaxman  اصلاح شده مقایسه و نتیجه­گیری نمودند پسیاک اصلاح شده دارای بیش­ترین هماهنگی با اندازه­گیری­های کمی هستند.  هادلی (۱۹۸۲) همین مقایسه را با پسیاک اصلاح شده و USLE اصلاح شده پین­های فرسایشی آبگیرهای رسوبی کوچک ومخازن اندازه­گیری انجام داده به این نتیجه رسید که نتایج پسیاک اصلاح شده مناسب­تر از  USLE اصلاح شده می­باشد و اختلاف بین رسوب اندازه گیری شده توسط روش اصلاح شده پسیاک و مخازن اندازه گیری شده معنادار نیست. اولین گزارش نسبتا کامل در مورد فرسایش خاک و لزوم حفاظت آب وخاک در ایران در سال ۱۳۲۷ توسط داون و ریبن کارشناسان فائو به زبان انگلیسی تهیه و منتشر شد. در ایران طی چند دهه گذشته برای برآورد فرسایش از روش­های متنوعی استفاده شده است و بنا بر تجربه و مطالعات پیشین مشخص شد که روش­ تجربی MPSIAC با توجه به آب و هوا و اقلیم ایران (نیمه خشک) بسیار کارایی داشته است (بیات،­ ۱۳۷۹). در مدل­های تجربی مشخصه­هایی مانند میزان شیب، لیتولوژی، خاک، پوشش گیاهی، میزان رواناب به عنوان عوامل ورودی موثر در فرسایش محسوب می­شوند. در این پژوهش، فیزیوگرافی حوضه آبریز که نقش اساسی در تعیین عواملی نظیر حجم سیلاب­ها، تعیین فرسایش­پذیری و رسوب­زایی حوضه­های آبریز دارند، جهت برآورد میزان رسوب­زایی حوضه مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

فهرست مطالب Research

فصل اول: کلیات
۱-۱- مقدمه ۱
۲-۱- موقعیت جغرافیایی منطقه ۲
۳-۱- پیشینه مطالعات ۴
۴-۱- اهداف ۵
۵-۱- روش¬ها ۶
۱-۵-۱- مطالعات پایه¬ای ۷
۲-۵-۱- آنالیزهای نرم افزاری ۷
فصل دوم: ویژگی¬های زمین¬شناسی وتکتونیک عمومی منطقه
۲-۱- تکتونیک و زمین ساخت منطقه ۹
۱-۲-۱- تکتونیک منطقه ۹
۲-۲- چینه¬شناسی ۱۲
۲-۲-۱- دوران نهان زیستی ۱۴
-۲-۲- دوران دیرینه زیستی ۱۵
۲-۲-۳- دوران مزوزوییک ۱۹
۲-۲-۴- دوران سنوزوئیک ۱۹
۲-۲-۵- دوران کواترنری ۲۱
۲-۳- الگوی پالئوژئوگرافی دیرینه حوضه ۲۵
۲-۴- تحولات زمین¬شناختی ساختاری ۲۷
۲-۴-۱- اشکوب¬های ساختاری ۲۷
۲-۴-۲- روندهای ساختاری ۲۷
۲-۴-۲-۱- روندهای ساختاری گسل¬ها ۲۷
۲-۴-۳- روندهای ساختاری میلونیت¬ها ۲۹
۲-۴-۴- روندهای ساختاری چین¬ها ۲۹
۲-۴-۵- روند نیروهای تکتونیکی حاکم برمنطقه ۳۱
فصل سوم : بررسی عوامل موثربرفرسایش
۳-۱- مقدمه ۳۳
۳-۲- فیزیوگرافی ۳۴
۳-۲-۱- مساحت حوضه آبریز ۳۴
۳-۲-۲- محیط حوضه ۳۵
۳-۲-۳- طول حوضه ۳۵
۳-۲-۴- شکل آبخیز ۳۵
۳-۲-۴-۱- تعیین ضریب شکل ۳۷
۳-۲-۴-۲- روش گراویلوس ۳۷
۳-۲-۴-۳- روش میلر ۳۷
۳-۲-۴-۴- روش هورتون ۳۸
۳-۲-۴-۵- مستطیل معادل ۳۸
۳-۲-۵- ویژگی¬های هیدروگرافی حوضه ۳۹
۳-۲-۵-۱- فرم زهکشی حوضه ۳۹
۳-۲-۵-۲-شبکه زهکشی شاخه درختی یادندریتی ۴۰
۳-۲-۵-۳- شبکه زهکشی موازی ۴۰
۳-۲-۵-۴- رتبه¬بندی و تعیین ترتیب شبکه آبراهه¬ها ۴۰
۳-۲-۵-۵- نسبت انشعابات ۴۱
۳-۲-۵-۶-تراکم شبکه¬ی آبراهه ۴۲
۳-۲-۶- زمان تمرکز ۴۴
۳-۲-۶-۱- رابطه کرپیچ ۴۴
۳-۲-۷- نیم¬رخ طولی رودخانه ۴۵
۳-۲-۸- ارتفاع حوضه ۴۵
۳-۲-۸-۱- تعیین ارتفاع متوسط حوضه ۴۶
۳-۲-۸-۲- توزیع ارتفاع- سطح در حوضه آبریز ۴۷
۳-۲-۹- شیب حوضه ۴۹
۳-۲-۹-۱- محاسبه شیب میانگین حوضه ۵۰
۳-۲-۹-۲- جهت شیب و شیب درحوضه¬ و زیرحوضه¬ها ۵۲
۳-۳- مطالعات هواشناسی ۵۴
۳-۳-۱- متوسط بارندگی سالیانه ۵۴
۳-۳- مطالعات هواشناسی ۵۴
۳-۴- آبدهی ۵۷
۳-۵- نوع اراضی ۵۷
۳-۵-۱-تیپ اراضی کوه¬ها MOUNTAINS ۵۸
۳-۵-۲-تیپ اراضی تپه¬هاHILLS ۵۸
۳-۵-۳-تیپ اراضی فلات¬ها و تراس¬های فوقانیPLATEAUX AND UPPER TERRACE ۵۸
۳-۵-۴-تیپ اراضی دشت¬های دامنه ایPIEDMONT PLAINS ۵۸
-۵-۵-تیپ اراضی دشت¬های رسوبی رودخانه¬ایRIVER ALLUVIAL PLAINS ۵۹
۳-۵-۶-تیپ اراضی آبرفت¬های سنگریزه¬دار ( مسیل رودخانه) bed RIVER ۵۹
۳-۵-۷-مشخصات ژئومورفولوژی واحدهای اراضیLAND UNITS ۵۹
۳- ۶- کاربری اراضی ۶۲
۳-۷- پوشش گیاهی ۶۲
۳- ۸- زمین¬شناسی ۶۵
فصل چهارم : فرسایش وبرآورد رسوب با استفاده از روش MPSIAC
۴-۱- مقدمه ۷۶
۴-۲- روش¬های تجربی برآورد فرسایش خاک وتولید رسوب ۷۷
۴-۳- مدل انتخابی برآورد فرسایش و رسوب حوضه ۷۷
۴-۴- روش پسیاک و ام پسیاک ۷۸
۴-۵- تهیه و محاسبه عوامل نه گانه مدل ام پسیاک ۷۹
۴-۵-۱- زمین¬شناسی سطحی(۱X) ۷۹
۴-۵-۲- خاک¬شناسی(۲X) ۸۱
۴-۵-۳- آب وهوا (۳X) ۸۳
۴-۵-۴- رواناب (۴X) ۸۶
۴-۵-۵- توپوگرافی (۵X). ۸۸
۴-۵-۶- پوشش زمین(۶X) ۸۹
۴-۵-۷- کاربری اراضی (۷X) ۹۱
۴-۵-۸- وضعیت فعلی فرسایش (۸X) ۹۳
۴-۵-۹- فرسایش آبراهه¬ای (رودخانه¬ای) وانتقال رسوب(۹X) ۹۵
۴-۶- تلفیق لایه¬های وزنی و تهیه نقشه رسوبزایی ۹۷
۴-۷-رده¬های رسوبدهی و فرسایش ۹۷
۴-۸-تعیین میزان رسوب به تفکیک واحدهای هیدرولوژیکی ۱۰۱
۴-۹- رابطه بین میزان رسوبدهی با فرسایش خاک (R.D.S) وعوامل موثر بر آن حوضه ۱۰۲
۴-۱۰-۱-محاسبه رسوب در محل ایستگاه¬های هیدرومتری روش ((USBR ۱۰۳
۴-۱۱- نا اطمینانی¬ها ۱۰۹
۴-۱۲- غربال¬گری مدل توزیعی در منطقه ۱۱۱
۴-۱۳- تهیه¬ی نقشه¬ی پیوسته¬ی رسوب ۱۱۲
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
نتیجه گیری ۱۱۸
پیشنهادها ۱۱۹
پیوست ۱۲۰
منابع ۱۲۶

نمایش کامل متن

Keywords:

نازلوچای ٬فرسایش , رسوب زایی , سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS , مدل MPSIAC