دانشگاه آزاد اسلامي
واحد ارسنجان
دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، گروه منابع طبيعي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc.)
گرايش: آبخيزداري
عنوان:
پهنه‌بندي خطر فرسايش آبي با استفاده از مدل ICONA و بکارگيري فنون دورکاوي و سامانه‌هاي اطلاعات جغرافيايي
(مطالعه‌ي موردي حوزه‌ي آبخيز کلستان)
استاد راهنما:
دکتر مسعود نجابت
استاد مشاور:
دکتر مجيد عباسي‌زاده
?
نگارش:
سميه بحرپيما
پاييز 1392
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد ارسنجان
دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، گروه منابع طبيعي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc.)
گرايش: آبخيزداري
عنوان:
پهنه‌بندي خطر فرسايش آبي با استفاده از مدل ICONA و بکارگيري فنون دورکاوي و سامانه‌هاي اطلاعات جغرافيايي
(مطالعه‌ي موردي حوزه‌ي آبخيز کلستان)
نگارش: سميه بحرپيما
ارزيابي وتصويب شده توسط کميته داوران پايان نامه با درجه بسيار خوب
امضاء اعضا کميته پايان نامه
دکتر مسعود نجابت (استاد راهنما)
دکتر مجيد عباسي‌زاده (استاد مشاور)
دکتر سيد مسعود سليمان‌پور (استاد داور)
مدير گروه تحصيلات تکميلي
دکتر حميدرضا ميريمعاون پژوهش و فن آوري دانشگاه
دکتر حيدر آقابابا
پاييز 1392
تقديم به
خدايي که آفريد
جهان را، انسان را، عقل را، علم را، معرفت را، عشق را
و به کساني که عشقشان را در وجودم دميد.
با تشکر فراوان از پدر و مادر عزيز و مهربانم
که در سختي‌ها و دشواري‌هاي زندگي همواره ياوري دلسوز و فداکار و پشتيباني محکم و مطمئن برايم بوده‌اند.
تقدير و تشکر شايسته از اساتيد فرهيخته و فرزانه آقايان دکتر مسعود نجابت، دکتر مجيد عباسي‌زاده و دکتر سيد مسعود سليمان‌پور که با نکته‌هاي دلاويز و گفته‌هاي بلند، صحيفه‌هاي سخن را علم پرور نموده و همواره راهنما و راه گشاي نگارنده در اتمام و اکمال پايان نامه بوده‌اند. با تشکر از فرشته دوستاني که لحظات ناب باور بودن، لذت و غرور دانستن، جسارت خواستن، عظمت رسيدن و بخشي از تجربه‌هاي يکتا و زيباي زندگيم، مديون حضور سبز آن‌هاست.
فهرست مطالب
عنوانصفحهفصل اول: کليات
1-1-مقدمه2
1-1-1-فرسايش خاک5
1-1-2-مدل ICONA7
1-1-3-سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور8
1-2-کليات9
1-2-1-فرسايش آبي9
1-2-2-بررسي مدل‌هاي فرسايشي10
1-2-2-1-روش MPSIAC11
1-2-2-2-روش انجمن ملي حفاظت از طبيعت اسپانيا (ICONA)11
1-2-3-کليات سنجش از دور13
1-2-4-کليات سيستم اطلاعات مکاني14
1-2-5-کليات کاربري اراضي14
1-3-ضرورت‌هاي خاص انجام تحقيق15
1-4-اهداف تحقيق15
1-5-فرضيه‌هاي تحقيق16
فصل دوم: پيشينه‌ي تحقيق
2-1-مطالعات داخلي18
2-2-مطالعات خارجي24
فصل سوم: روش تحقيق
3-1-موقعيت جغرافيايي منطقه‌ي مورد مطالعه28
3-1-1-بررسي اقليم منطقه30
3-1-2-پوشش گياهي33
3-2-روش تحقيق34
3-2-1-روش تحقيق مدل ICONA34
3-2-1-1-لايه‌ي شيب36
3-2-1-2-لايه‌ي سطوح سنگي36
3-2-1-3-فرسايش‌پذيري خاک37
3-2-1-4-نوع کاربري يا کاربري اراضي39
3-2-1-5-نقشه‌ي پوشش گياهي40
3-2-1-6-لايه‌ي حفاظت خاک41
3-2-1-7-نقشه‌ي خطر فرسايش42
3-2-2-روش تحقيق مدل MPSIAC43
فصل چهارم: نتايج
4-1-نتايج مدل ICONA47
4-1-1-نتايج لايه‌ي شيب47
4-1-2-نتايج لايه‌ي سطوح سنگي49
4-1-2-1-توصيف زمين‌شناسي و چينه‌شناسي حوزه‌ي آبخيز کلستان شيراز49
4-1-3-نتايج فرسايش‌پذيري خاک56
4-1-4-نتايج کاربري اراضي59
4-1-5-نتايج پوشش گياهي66
4-1-6-نتايج لايه‌ي حفاظت خاک73
4-1-7-نتايج لايه‌ي خطر فرسايش پذيري80
4-2-نتايج مدل MPSIAC87
فصل پنجم: بحث و نتيجه‌گيري و پيشنهادها
5-1-نتيجه‌گيري101
5-2-پيشنهادها105
فهرست منابع
منابع فارسي108
منابع لاتين114
فهرست جدول‌ها
عنوانصفحهجدول 3-1- شماره و نام نقشه‌هاي 1:25000 محدوده‌ي مورد مطالعه28جدول 3-2- کلاس‌هاي شيب براساس مدل ICONA36جدول 3-3- طبقه‌بندي رخساره‌هاي سنگي مدل ICONA37جدول 3-4- نحوه‌ي تلفيق لايه‌ي شيب و سطوح سنگي جهت توليد لايه‌ي فرسايش‌پذيري ICONA38جدول 3-5- کلاس‌هاي فرسايش‌پذيري (ICONA)38جدول 3-6- کلاس‌هاي پوشش گياهي براساس مدل ICONA41جدول 3-7- نحوه‌ي تلفيق لايه‌هاي کاربري و پوشش گياهي جهت توليــد لايه‌ي حفاظت خاک بر اســاس مـدل ICONA41جدول 3-8- کلاس‌هاي حفاظت خاک براساس مدل ICONA42جدول 3-9- طبقات حفاظت خاک و فرسايش‌پذيري براساس مدل ICONA42جدول 3-10- کلاس‌هاي خطر فرسايش براساس مدل ICONA43جدول 3-11- عوامل موثر در فرسايش خاک و توليد رسوب در روش MPSIAC44جدول 4-1- لايه‌ي سازندهاي زمين‌شناسي حوزه‌ي آبخيز کلستان طبق ضوابط مدل ICONA54جدول 4-2- کلاس‌هاي سازند زمين‌شناسي حوزه‌ي آبخيز کلستان54جدول 4-3- اطلاعات مربوط به کلاس و درصد فرسايش‌پذيري58جدول 4-4- کلاس‌هاي کاربري اراضي59جدول 4-5- سطوح کاربري‌هاي سال 198862جدول 4-6- سطوح کاربري‌هاي سال 201263جدول 4-7- مقايسه‌ي سطوح کاربري‌هاي دو سال64جدول 4-8- تفاوت سطوح کاربري 2012 به 198865جدول 4-9- پوشش گياهي در سال 198869جدول 4-10- پوشش گياهي در سال 201270جدول 4-11- مقايسه‌ي پوشش گياهي71جدول 4-12- ميزان تفاوت پوشش گياهي72جدول 4-13- سطوح کلاس‌هاي حفاظت خاک سال 198876جدول 4-14- سطوح کلاس‌هاي حفاظت خاک سال 201277جدول 4-15- مقايسه‌ي وضعيت حفاظت خاک بين دو سال به متر مربع78جدول 4-16- تفاوت سطوح لايه‌ي حفاظت خاک در سال 2012 نسبت به 198879جدول 4-17- سطوح کلاس‌هاي نقشه‌ي خطر فرسايش سال 198883جدول 4-18- سطوح کلاس‌هاي نقشه‌ي خطر فرسايش سال 201284جدول 4-19- مقايسه‌ي ريسک فرسايش به متر مربع85جدول 4-20- تفاوت سطوح خطر فرسايش آبي در سال 2012 نسبت به 198887
فهرست نمودارها
عنوانصفحهنمودار 4-1- نمودار سطوح شيب49نمودار 4-2- درصد سازندها و نهشته‌هاي رسوبي بر اساس مقاومت در برابر فرسايش56نمودار 4-3- مساحت کلاس‌هاي فرسايش‌پذيري به مترمربع58نمودار 4-4- سطوح کاربري اراضي سال 1988 به متر مربع62نمودار 4-5- سطوح کاربري اراضي سال 2012 به متر مربع64نمودار 4-6- مقايسه‌ي سطوح کاربري سال‌هاي 1988 و 2012 به متر مربع65نمودار 4-7- ميزان تفاوت سطوح کاربري اراضي در سال 2012 نسبت به 1988 به متر مربع66نمودار 4-8- سطوح کلاس‌هاي پوشش گياهي در سال 1988 به متر مربع69نمودار 4-9- سطوح کلاس‌هاي پوشش گياهي در سال 2012 به متر مربع70نمودار 4-10- مقايسه‌ي سطوح کلاس‌هاي پوشش گياهي در دو سال به متر مربع71نمودار 4-11- ميزان تفاوت سطوح پوشش گياهي در سال 2012 نسبت به 1988 به متر مربع72نمودار 4-12- سطوح کلاس‌هاي حفاظت خاک سال 1988 به متر مربع76نمودار 4-13- سطوح کلاس‌هاي حفاظت خاک سال 2012 به متر مربع77نمودار 4-14- مقايسه‌ي سطح کلاس‌هاي حفاظت خاک دو سال به متر مربع78نمودار 4-15- تفاوت سطوح لايه‌ي حفاظت خاک در سال 2012 نسبت به 1988 به متر مربع79نمودار 4-16- سطوح کلاس‌هاي نقشه‌ي خطر فرسايش در سال 1988 به متر مربع84نمودار 4-17- سطوح کلاس‌هاي نقشه‌ي خطر فرسايش در سال 2012 به متر مربع85نمودار 4-18- مقايسه‌ي سطح کلاس‌هاي خطر فرسايش در دو سال به متر مربع86نمودار 4-19- ميزان تفاوت سطح کلاس‌هاي نقشه‌ي خطر فرسايش در سال 2012 نسبت به 198887
فهرست شکل‌ها
عنوانصفحهشکل 3-1- راه‌هاي دسترسي و موقعيت حوضه در استان فارس و شهرستان شيراز29شکل 3-2- پراکنش ايستگاه‌هاي هواشناسي در محدوده‌ي حوزه‌ي آبخيز کلستان شيراز32شکل 3-3- مراحل مدل ICONA35شکل 3-4- تصحيح هندسي تصوير ماهواره‌اي40شکل 5-1- روند تغييرات کاربري اراضي و تاثير آن بر پهنه‌هاي فرسايشي102شکل 5-2- روند رو به رشد خطر فرسايش‌پذيري در بازه‌ي زماني 1988 تا 2012106
فهرست نقشه‌ها
عنوانصفحهنقشه‌ي 4-1- نقشه‌ي شيب حوزه‌ي آبخيز کلستان48نقشه‌ي 4-2- نقشه‌ي زمين‌شناسي حوزه‌ي آبخيز کلستان55نقشه‌ي 4-3- نقشه‌ي فرسايش‌پذيري حوزه‌ي آبخيز کلستان57نقشه‌ي 4-4- نقشه‌ي کاربري سال 1988 حوزه‌ي آبخيز کلستان60نقشه‌ي 4-5- نقشه‌ي کاربري سال 2012 حوزه‌ي آبخيز کلستان61نقشه‌ي 4-6- نقشه‌ي پوشش گياهي سال 1988 حوزه‌ي آبخيز کلستان67نقشه‌ي 4-7- نقشه‌ي پوشش گياهي سال 2012 حوزه‌ي آبخيز کلستان68نقشه‌ي 4-8- نقشه‌ي حفاظت خاک سال 1988 حوزه‌ي آبخيز کلستان74نقشه‌ي 4-9- نقشه‌ي حفاظت خاک سال 2012 حوزه‌ي آبخيز کلستان75نقشه‌ي 4-10- نقشه‌ي خطر فرسايش‌پذيري سال 1988 حوزه‌ي آبخيز کلستان81نقشه‌ي 4-11- نقشه‌ي خطر فرسايش‌پذيري سال 2012 حوزه‌ي آبخيز کلستان82نقشه‌ي 4-12- نقشه‌ي زمين‌شناسي حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC89نقشه‌ي 4-13- نقشه‌ي خاک حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC90نقشه‌ي 4-14- نقشه‌ي آب و هواي حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC91نقشه‌ي 4-15- نقشه‌ي رواناب حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC92نقشه‌ي 4-16- نقشه‌ي توپوگرافي حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC93نقشه‌ي 4-17- نقشه‌ي پوشش زمين در حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC94نقشه‌ي 4-18- نقشه‌ي کاربري اراضي در حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC95نقشه‌ي 4-19- نقشه‌ي وضعيت فعلي فرسايش در حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC96نقشه‌ي 4-20- نقشه‌ي فرسايش آبراه‌هاي در حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC97نقشه‌ي 4-21- نقشه‌ي شدت فرسايش در حوزه‌ي آبخيز کلستان بر اساس امتياز مدل MPSIAC98
پهنه‌بندي خطر فرسايش آبي با استفاده از مدل ICONA و بکارگيري فنون دورکاوي و سامانه‌هاي اطلاعات جغرافيايي
(مطالعه‌ي موردي حوزه‌ي آبخيز کلستان)
توسط: سميه بحرپيما
چکيده
مهار فرسايش و جلوگيري از ايجاد رسوب و حرکت آن، يکي از مهم‌ترين اهداف آبخيزداري و مديريت منابع طبيعي مي‌باشد. اين موضوع در حوزه‌هاي آبخيز سدهاي بزرگ از اهميت بيشتري برخوردار بوده و سهل‌انگاري در اين امر باعث کم شدن حجم ذخيرهي سدها و کم شدن عمر مفيد آن‌ها مي‌شود که نتيجهي آن هدر رفت سرمايههاي ملي خواهد بود. از اين رو، پهنه‌بندي و شناسايي مناطق با درجههاي مختلف خطرپذيري از ديدگاه فرسايش و توليد رسوب اولين گام در مهار فرسايش مي‌باشد. در اين پژوهش، با توجه به اهميت شناخت مناطق حساس به فرسايش با درجات مختلف و هم‌چنين مناطق داراي پتانسيل رسوب‌زايي، در حوزه‌ي آبخيز کلستان شيراز با استفاده از فن‌آوري GIS و RS در چارچوب مدل ICONA مورد آزمون قرار گرفت. در ابتدا براي دو سال مختلف و در فاصله‌‌ي زماني 24 سال، اقدام به تهيه‌ي نقشه‌ي خطرپذيري فرسايش آبي شده که نتايج به دست آمده با نتايج حاصل از مدل MPSIAC مقايسه و مطابقت داده شده است. نقشه‌ي خطر فرسايش آبي نشان داد که در سال 1988 ميزان 51/10 درصد از کل مساحت حوضه داراي کلاس خطر فرسايش زياد و خيلي‌زياد و بقيه‌‌ي مساحت حوضه داراي خطر فرسايش کم‌تر (خيلي‌کم، کم و متوسط) بوده است و در سال 2012 ميزان 52/27 درصد از کل مساحت حوضه داراي کلاس خطر فرسايش زياد و خيلي‌زياد و بقيه‌‌ي مساحت حوضه داراي خطر فرسايش کم‌تر (خيلي‌کم، کم و متوسط) مي‌باشد که نشانگر توسعه‌ي اراضي آسيب‌پذير به بيش از 5/2 برابر است. هم‌چنين مشخص گرديد، تغييرات کاربري اراضي به طور محسوس بر پهنه‌هاي فرسايشي اثر داشته و به طور عمده در مناطقي شامل تغيير کاربري در نتيجه‌‌ي کاهش مقاومت خاک در مقابل فرسايش، خطر فرسايش نيز در همان محدوده‌ها افزايش چشم‌گير داشته است. علاوه بر اين، کارآمدي مدل ICONA در تعيين پهنه‌هاي خطرپذيري فرسايش در حوزه‌هاي آبخيز نيز مشخص گرديد.
کلمات کليدي: پهنه‌بندي، تصاوير ماهواره‌اي، فرسايش آبي، نقشه‌ي خطرپذيري فرسايش، تغييرات کاربري

فصل اول
کليات
1-1-
مقدمه
به ‌طور کلي، يکي از مهم‌ترين و با ارزش‌ترين عناصر طبيعت، خاک مي‌باشد. انسان همواره براي ادامه‌ي حيات، از خاک به ‌عنوان بستري براي توليد کشاورزي و تامين نيازهاي غذايي خود استفاده نموده است (رفاهي، 1388). در راستاي اين بهره‌برداري که در قرن گذشته و به ‌وي‍‍‍ژه در دهه‌هاي اخير با يک بي‌رويگي و بي‌مسئوليتي نيز همراه بوده، آسيب‌هاي بي‌شماري از ديدگاه‌هاي کيفي و کمي به خاک وارد گرديده است. تا جايي‌ که بخش قابل ملاحظه‌اي از اراضي جنگلي مناطق مرتفع آبخيزها به اراضي کشاورزي تبديل شده‌اند که باعث افزايش قابل توجه ميزان فرسايش خاک و به تبع آن، کاهش حاصل‌خيزي آن شده است. افزايش سيل‌خيزي، کاهش کيفيت آب و تغيير سامان اقتصادي و اجتماعي مناطق مختلف آبخيز، از ديگر نتايج منفي استفاده‌ي خارج از توان و عدم رعايت تناسب منابع آب و خاک است (محمدي الوار و همکاران، 1392).
از سوي ديگر، رشد روز افزون جمعيت و تأثير آن بر عرصه‌هاي طبيعي به همراه بهره‌برداري غير ‌اصولي و تغيير کاربري‌ها سبب تخريب اکوسيستم‌ها شده است (کاظمي، 1390). تخريب و تغيير کاربري‌ها ممکن است در اثر عوامل مختلفي صورت بگيرد. به نظر مونديا و آنيا1 (2005)، عواملي همانند خشکسالي، آتش‌سوزي، سيلاب، آتش‌فشان‌ها و فعاليت‌هاي انساني مانند چراي دام، گسترش شهرها، اراضي کشاورزي و نحوه‌ي مديريت منابع طبيعي در تخريب و تغيير کاربري‌ها تأثيرگذار هستند. اصولاً، بهره‌برداري غير اصولي از خاک، به ويژه در کشاورزي، باعث فرسايش خاک مي‌گردد که از ديرباز به‌عنوان يک مشکل اساسي و زيربنايي شناخته شده است.
فرسايش خاک، يک فرآيند طبيعي است که در اثر فعاليت‌هاي انساني تشديد مي‌شود و امروزه يکي از مسايل اصلي جهان و به خصوص کشورهاي در حال توسعه بوده و با تاثيرات مستقـيم و غير مستقيم خود، همواره به‌‌ عنوان يکي از مشکلات و معضلات بزرگ طبيعي براي انسان مطرح مي‌باشد. از بين رفتن خاک زراعي که در درازمدت منجر به کاهش بهره‌وري و از بين رفتن کشاورزي مي‌گردد و در پي آن معضلات ديگري هم‌چون عدم امنيت غذايي، مهاجرت، بيکاري و غيره را به دنبال خواهد داشت، از ديگر آثار شوم فرسايش مي‌باشد. توليد رسوب و حرکت آن به سمت مخازن سدها و انباشته شدن آن‌ها يکي ديگر از معضلات ناشي از فرآيند فرسايش است. پر شدن مخازن سدها از رسوب، باعث کاهش عمر مفيد سدها شده و سرمايه‌گذاري‌هاي ملي را با مشکل روبرو مي‌نمايند. البته، گرچه انسان با رفتار و عملکرد خود در اکثر اوقات باعث تشديد و تسريع اين فرآيند مي‌گردد، ولي پيوسته سعي داشته و دارد که با اين فرآيند مبارزه نموده و تا جاي ممکن آن را به کنترل در آورده و به روند طبيعي خود برگرداند (مقيم، 1390). از اينرو، با توجه به خساراتي که فرسايش خاک به بار مي‌آورد و اهميت و ارزشي که منابع توليدي دارند، مي‌توان بيان کرد که اقدامات حفاظت خاک و توسعه‌ي پايدار براي سلامت اکوسيستم‌ها و بقاي انسان بسيار ضروري و حياتي است. حفاظت خاک و آب، يکي از اصوليترين رکن‌هاي توسعه پايدار است و بيتوجهي به آن مي‌تواند عواقب جبرانناپذيري را از نظر اقتصادي-‌اجتماعي و امنيت غذايي به ‌دنبال داشته باشد. در اين راستا، در دو دههي اخير فعاليت‌هاي زيادي در زمينه‌ي حفاظت خاک و آب صورت گرفته است که مي‌توان عمدهي اين فعاليت‌ها را در مديريت حوزه‌هاي آبخيز خلاصه و معرفي نمود. آگاهي از موقعيت مکان‌هاي فرسايشپذير حوزه‌هاي آبخيز، امکان مقايسه‌ي آن‌ها و شناسايي موقعيتهاي بحراني و اولويت‌بندي اجراي طرحهاي آبخيزداري را فراهم مي‌کند.
در اين تحقيق، با توجه به اهميت کنترل فرسايش و جلوگيري از توليد رسوب، به بررسي و شناخت پهنه‌بندي خطر فرسايش‌پذيري در حوزه‌ي آبخيز سد خاکي کلستان شيراز پرداخته شده است. شناسايي و تعيين پهنه‌هاي مختلف خطر فرسايش‌پذيري با بکارگيري مدل تجربي ICONA و با بهره‌‌گيــري از فن‌آوري‌‌هاي سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي (GIS) و سنجش از دور (RS) در راستاي ساماندهي و مديريت نمودن فعاليت‌هاي آبخيزداري با هدف کاهش و کنترل فرسايش در حوزه‌ي آبخيز سد کلستان و هم‌چنين جلوگيري از انتقال رسوب توليدي به مخزن سد خاکي کلستان در حوزه‌ي شهري شيراز واقع شده است و در کنترل سيلاب شهري شيراز بسيار اثرگذار مي‌باشد. کشور ايران، با توجه به ساختار زمين‌شناسي خود و هم‌چنين شرايط آب و هوايي و اقليمي حاکم بر آن، از جمله کشورهايي است که داراي پتانسيل فرسايش‌پذيري بالقوه و بالفعل مي‌باشد. هدررفت بيش از دو ميليارد تن‌ خاک‌ در سال‌ از حوزه‌هاي‌ آبخيز کشور، (فائو، 1998) فراواني‌ وقوع‌ سيل‌هاي‌ مخرب همراه‌ با از دسترس خارج‌ شدن‌ حدود نيمي‌ از 413 ميليارد مترمکعب ريزشهاي ‌جوي‌ کشور، نابودي‌ جنگلها و مراتع‌، کاهش حاصلخيزي‌ اراضي‌ و ساير مسائل‌ و مشکلات ديگر از جمله‌ معضلاتي‌ است که‌ ضرورت توجه‌ ويژه‌ و جامع‌ به‌ حوزه‌هاي آبخيز کشور از ديدگاه فرسايش و کنترل رسوب را نمايان‌ مي‌سازد. به منظور مبارزه با فرسايش‌پذيري بالا يا خيلي‌بالا، به عنوان اولين گام،‌‌ لازم است اين گونه مناطق شناسايي و موقعيت‌يابي گردند. در همين راستا، توليد نقشه‌هاي پهنه‌بندي خطر فرسايش‌پذيري به‌‌ عنوان اولين گام، پروژه‌هاي مبارزه و مقابله با فرسايش و توليد رسوب، در دستور کار متوليان حوزه‌ي آبخيز قرار مي‌گيرد.
نظر به اين‌که برنامه‌ريزي حفاظت خاک براي کارآمد بودن، بايستي متکي به مطالعات و بررسي‌هاي علمي باشد (رفاهي، 1388)، در سرتاسر جهان مطالعات مختلفي در زمينه‌ي وضعيت فرسايش حوزه‌هاي آبخيز صورت گرفته است. هم‌چنين براي فرآيند ارزيابي فرسايش، مدل‌هاي مختلفي توسط محققان ارائه شده که منجر به تهيه‌ي اطلاعات ارزشمندي از شرايط حوضه‌هاي مورد مطالعه از نظر فرسايش شده و مقدمات برنامه‌ريزي حفاظت خاک آن مناطق را فراهم آورده است. اکثر اين مدل‌ها با لحاظ کردن شرايط اقليمي هر منطقه در آن، قابل استفاده در ارزيابي فرسايش آن مناطق نيز مي‌باشند. بکارگيري تکنيکهاي نويني چون سيستم اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور به منظور سرعت بخشيدن در شناخت، کنترل و مديريت منابع طبيعي تجديد شونده ضروري به نظر مي‏رسد (کاظمي، 1390).
اين تحقيق بر اساس سه موضوع فرسايش خاک، مدل ICONA و سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور استوار است. از اين رو، در ادامه به تفکيک به ارايه‌ي کلياتي از اين سه موضوع، با هدف آشنايي بيشتر پرداخته مي‌شود.
1-1-1- فرسايش خاک
واژه‌ي فرسايش از ريشه‌ي لاتين “Erode” به معني کنده شدن و سائيدن گرفته شده است. در زبان انگليسي و فرانسوي به اين واژه، اروژن يا اروژيون2 مي‌گويند (رفاهي، 1388). بر اساس تعريف، فرسايش يک سري فعاليت‌هايي است که در آن خاک يا سنگ شسته، شل يا حل شده و يا از بخشي از زمين کنار گذاشته مي‌شود و شامل فرايندهاي آب‌شويي3، حلاليت و انتقال است؛ به عبارت ديگر فرسايش به فرايندي گفته مي‌شود که طي آن ذرات خاک از بستر اصلي خود جدا شده و به کمک يک عامل انتقال دهنده به مکاني ديگر حمل مي‌گردد (مقيم، 1390). آثار فرسايش را مي توان در دو دسته‌ي آثار مستقيم (برجا، On-site) و آثار غيرمستقيم (نابرجا،off site) طبقه‌بندي کرد. اثرات برجا و فرسايش بر روي اراضي کشاورزي،‌ توزيع مجدد، جابجايي خاک و فروپاشي ساختار خاک تاثيرگذار است. کنترل مواد آلي و مواد مغذي به کاهش عمق خاک قابل کشت و کاهش بهره‌وري خاک منجر مي‌شود (عاقلي کهنهشهري، 1384). به طور کلي فرسايش، رطوبت خاک در دسترس را پايين آورده و به شرايط مستعد خشکي منجر مي‌شود. برآيند اين کار، کاهش بهره‌وري است که به افزايش مصرف کودهاي شيمي‌آيي منجر مي‌شود.
اثرات نابرجاي فرسايش که از عمليات رسوبگذاري يا وزش باد به وجود مي‌آيند، ظرفيت رودخانه‌ها و مسيرهاي زهکشي را کاهش مي‌دهند، خطر طغيان رودخانه‌ها را افزايش داده،‌ کانالهاي آبياري را مسدود مي‌کند و باعث کاهش عمر مفيد سدها و مخازن مي‌شود. به طور کلي، فرسايش خاک يکي از مهم‌ترين مسايل زيست محيطي،‌ کشاورزي و توليد غذا در جهان به شمار مي‌آيد و تاثيرات مخربي بر تمام زيست‌بوم‌هاي منابع طبيعي و تحت مديريت انسان دارد (باي‌بوردي، 1372 و عنبراني، 1377). امروزه پديدهي فرسايش با کاهش حاصل‌‌خيزي خاک، باعث تخريب زيستبومهاي طبيعي همانند مراتع، جنگلها و زيست بومهاي کشاورزي مي‌گردد (بايرامين4، 2003). با توسعه و پيشرفت بشر شدت فرسايش خاک فزوني يافته،‌ به طوري که شدت فرسايش خاک در آسيا، آفريقا و آمريکاي جنوبي با 30 تا 40 تن در هکتار در سال بيشترين و در اروپا و آمريکاي شمالي با 13 تن در هکتار کم‌ترين است (برايان5، 2000 و بايرامين، 2003). اين در حالي است که شدت فرسايش خاک در يک خاک جنگلي دست نخورده 004/0 تا 005/0 تن در هکتار در سال است، در صورتيکه در بهترين شرايط،‌ تنها 1 تن در هکتار در سال خاک تشکيل مي‌گردد (لاف لان6 و همکاران، 1998). هم‌چنين براساس تحقيقات عاقلي کهنه شهري (1384)، کل هزينههاي فرسايش خاک در کشور ايران در سال 1379، بر حسب قيمتهاي جاري، حدود 31 درصد ارزش افزوده‌ي بخش کشاورزي،‌ شکار و جنگلداري است.
1-1-2- مدل ICONA
مدل ICONA، مدلي است که توسط موسسه‌ي حفاظت طبيعي اسپانيا پيشنهاد و تکامل يافته است. اين مدل، مدلي است براي تخمين درجه‌ي ريسک فرسايش در حوزه‌هاي آبخيز و بر اساس آن مي‌توان درجه‌ي ريسک فرسايش را در مقياس‌هاي بزرگ برآورد کرد (بايرامين و همکاران، 2003). مدل ICONA، مدلي است که بر اساس اطلاعات پايهي مربوط به حوزه‌ي آبخيز استوار مي‌باشد و با تلفيق و ادغام اين نقشه‌ها، مناطق يا پهنه‌هاي همفرسا مشخص مي‌گردد. با استفاده از نتايج به دست آمده از روش ICONA، مي‌توان برنامه ريزي صحيح و دقيقي براي مبارزه با فرسايش و کنترل آن،‌ در گستره‌ي حوزه‌ي آبخيز ارايه داد. هم‌چنين استفاده از فن‌آوري‌هايي که در سرعت بخشيدن و کاهش هزينههاي فرآيند ارزيابي و يا استفاده از ابزارهايي که تحليلهاي مکاني پيچيده را در کم‌ترين زمان امکانپذير سازند، ضروري مي‌نمايد. نياز به آزمودن مدل هاي جديد فرسايش در مناطق مختلف کشور، در رسيدن به نتايج دقيقتر و مطلوبتر، و هم‌چنين سادگي و سريع بودن مدل ICONA نيز از ديگر موارد اهميت بهکارگيري اين مدل در اين مطالعه بوده است. شايان ذکر است، اين مدل براي مناطقي با اقليم مديترانه‌اي طراحي گرديده و تنها قابليت پياده شدن در اين گونه مناطق را دارد.
1-1-3- سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور
امروزه با پيشرفت علوم، استفاده از فن‌آوري‌هاي جديد مانند دريافت و پردازش داده‌ها (از طريق ماهواره)، استفاده از نرم‌افزارها و سيستم‌هاي پردازش اطلاعات، نقش مهمي در مديريت منابع محدود آب و خاک دارد (سايت تخصصي GIS، 1392). استفاده از اطلاعات سيستم سنجش از دور ماهواره‌اي با توجه به ويژگي‌هاي منحصر به فرد آن از قبيل ديد وسيع و يکپارچه، استفاده از قسمتهاي مختلف طيف الکترومغناطيسي براي ثبت خصوصيت پديدهها، پوششهاي تکراري و سرعت انتقال و تنوع اشکال داده‌ها، امکان بکارگيري سختافزارها و نرم‌افزارهاي ويژهي رايانهاي، در سطح دنيا با استقبال زيادي روبرو شده است، و به عنوان ابزاري مناسب در ارزيابي و نظارت، کنترل و مديريت منابع آب و خاک، جنگل، مرتع، کشاورزي و محيط زيست به کار گرفته شده و به مرور بر دامنهي وسعت کاربري آن افزوده گرديده است (سايت تخصصي GIS، 1392). در يکي دو دههي اخير، افزايش حجم اطلاعات قابل دسترس و لزوم ترکيب اين اطلاعات باعث شکلگيري فن ديگري به نام سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي شده است. پيچيدگي، تنوع وحجم انبوه اطلاعات جغرافيايي از يکسو و توانايي‌هاي رايانه در عرصه اطلاعات از سوي ديگر، فلسفه‌ي وجودي سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي (GIS) را تبيين مي‌کند (صديقي، 1383). سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي، نرم‌افزارهايي هستند که زمينه‌ي ورود داده‌ها، مديريت و تحليل آن‌ها و تهيه‌ي محصول خروجي را فراهم مي‌کند. از آنجا که بخش عمده‌ي اطلاعات علوم زمين موجود در پايگاه‌هاي مرکز اطلاعات و مدارک علمي ايران، شامل اطلاعات مکاني و تشريحي است، مناسب ورود به سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي مي‌باشد و مي‌توان اين اطلاعات را آمادهي استفاده در اين سيستم‌ها نمود (سايت تخصصي GIS، 1392)؛ استفاده از فن آوري‌هايي که در سرعت بخشيدن و کاهش هزينههاي فرآيند ارزيابي و يا استفاده از ابزارهايي که تحليلهاي مکاني پيچيده را در کم‌ترين زمان امکانپذير سازد، موجب صرفهجويي در وقت و هزينهها و در نتيجه موفقيت در برنامه‌ريزي بهينهي آبخيزها مي‌گردد.
1-2- کليات
1-2-1- فرسايش آبي
باران، تگرگ،‌ برف، يخبندان، دما و باد مي‌توانند از عوامل اقليمي موثر در ظهور فرسايش آبي در خاک باشند. در اين ميان عامل باران از اهميت و اثرگذاري بيشتري برخوردار است. نقش باران شامل دو پديدهي کاملا متفاوت است. در مرحله‌ي اول،‌ ذرات خاک سطحي بر اثر برخورد قطرات باران به سطح خاک متلاشي مي‌شوند و در مرحله‌ي دوم، رواناب سطحي حاصل از باران، اين ذرات متلاشي شده را با خود حمل مي‌کند. فرسايش حاصل از تگرگ به دليل جرم زياد و بزرگي دانه‌ها و در نتيجه سرعت بالاي سقوط قطرات به ‌مراتب بيشتر از قطرات باران مي‌باشد. تگرگ علاوه بر تخريب خاک باعث از بين رفتن پوشش گياهي موجود بر روي زمين نيز مي‌گردد. نقش برف در فرسايش خاک بر اثر فرسايندگي آب ناشي از ذوب برف به دليل تخريب خاکدانه‌ها در اثر يخبندان و هم‌چنين کاهش نفوذپذيري به علت يخزدن لايه‌هاي زيرين مي‌باشد. فرسايش بر اثر برف، در صورتي شديد خواهد بود که مقدار زيادي برف بر روي زمين متراکم شده، به طور ناگهاني ذوب شود. نقش يخبندان در فرسايش آبي را مي‌توان به سه حالت خلاصه نمود: اول يخزدگي و انبساط آب‌هاي وارد شده به درز و شکافهاي خاک، دوم کاهش نفوذپذيري خاک بر اثر يخبندان و افزايش رواناب و بالارفتن ميزان فرسايش و هم‌چنين کاهش پوشش گياهي و سوم حرکت تودهي خاکي در شيب‌ها بر اثر آب شدن سطح روي خاک و باقي ماندن حالت يخ زدگي در قسمتهاي پايينتر. نقش حرارت در فرسايش آبي به صورت گرم و سرد شدن سنگ‌ها و خردشدن آن‌ها مي‌باشد. نقش باد به عنوان آخرين عامل اقليمي در ظهور فرسايش آبي بدين صورت مي‌باشد که با تغيير دادن سرعت قطرات باران و زاويه‌ي برخورد آن‌ها با خاک مي‌تواند در فرسايش آبي دخالت داشته باشد. هم‌چنين باد سبب کاهش رطوبت خاک شده و در نتيجه پوشش گياهي را کاهش مي‌دهد و اين امر به نوبه‌ي خود باعث افزايش فرسايش مي‌شود (رفاهي، 1388).
1-2-2- بررسي مدل‌هاي فرسايشي
در حوضه‌هايي که آمار و اطلاعات مربوط به دبي و رسوب به اندازهي کافي وجود داشته باشد و به عبارت ديگر ايستگاههاي رسوبسنجي و هيدرومتري موجود و فعال باشد، محاسبه‌ي حجم کل رسوب سالانه و ميزان فرسايش با استفاده از روابط رياضي و روشهاي آماري امکانپذير است. در مقابل،‌ در حوزه‌هاي آبخيزي که ايستگاههاي رسوبسنجي و هيدرومتري وجود ندارد و يا اين‌که آمار کامل و دراز مدتي از آن‌ها در دسترس نمي‌باشد، براي آگاهي يافتن از شدت فرسايش خاک و برآورد رسوب سالانه، بايد از روش‌هاي تجربي استفاده کرد. به‌ طور کلي روشهاي تجربي که تحت عنوان کلي “مدل هاي تجربي برآورد فرسايش و رسوب” نام برده مي‌شوند، در واقع ارايه کننده‌ي چارچوب و رويکردي مناسب براي کسب آگاهي، مديريت و کنترل يک فرآيند خاص مي‌باشند. درحقيقت، بدون وجود يک مدل يا يک مفهوم نظري،‌ هيچ‌گونه بررسي علمي يا آزمايشگاهي هدفمندي را نمي‌توان انجام داد. با استفاده از مدل و يا روشهاي تجربي، مي‌توان جنبههاي ويژه‌اي از واقعيت پيچيدهي يک سامانه را بررسي و تعيين نمود. در راستاي برآورد کمي فرسايش و رسوب حوزه‌هاي آبخيز،‌ مدل‌ها يا روش‌‌هاي تجربي فراواني تهيه گرديده است که توضيح آن‌ها از حوصله‌ي اين نوشتار خارج است.
بنابراين، به ذکر دو روش از اين مدل‌ها که در اين تحقيق از آن استفاده شده است، بسنده مي‌کنيم.
1-2-2-1- روش MPSIAC
روش يا مدل پسياک در سال 1968 ميلادي توسط کميتهي مديريت آب در آمريکا براي محاسبه‌ي شدت فرسايش خاک و توليد رسوب مناطق خشک و نيمه خشک غرب ايالت متحده‌ي آمريکا ارايه شده است.
روش PSIAC داراي اشکالاتي بود که در سال 1982 ميلادي توسط پژوهشگران مورد بازنگري قرار گرفت و با اعمال ضرايبي در آن به عنوان روش MPSIAC (پسياک اصلاح شده) معرفي گرديد (احمدي، 1385). اين روش در کشور ايران در مطالعه‌ي بسياري از حوزه‌هاي آبخيز توسط محققان و کارشناسان مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. اين روش براي اراضي باير در ايران، در سال 1352 خورشيدي در حوضه‌ي سد دز مورد استفاده قرار گرفت و نتايج مورد قبولي از آن به‌دست آمد (مقيم، 1390). در اين روش براي برآورد وضعيت فرسايش و توليد رسوب از 9 عامل موثر (سنگ‌شناسي، خاک، آب و هوا، رواناب، پستي و بلندي، پوشش سطح زمين، استفاده از زمين، وضعيت فعلي فرسايش در سطح حوزه‌ي آبخيز و فرسايش رودخانه‌هاي) در فرسايش و رسوبزايي استفاده شده و براي هر يک از اين عوامل،‌ محدوده‌ي امتيازاتي مشخص گرديده است که کاربران با توجه به شرايط منطقه و تجربهي کاري خود، امتياز مربوط به هر يک از عوامل (9) گانه را تعيين مي‌کنند.
1-2-2-2- روش انجمن ملي حفاظت از طبيعت اسپانيا7 (ICONA)
اين مدل توسط انجمن علمي حفاظت از طبيعت اسپانيا ارائه شده و در کشورهاي اروپايي و بسياري از مناطق مديترانه‌اي قابل استفاده مي‌باشد. در ميان بسياري از راه‌هاي موثر براي پيش‌بيني فرسايش با استفاده از GIS و RS، شبيه‌سازي اين مدل در سرتاسر جهان پذيرفته شده است.
روش ICONA يک روش کيفي مي‌باشد که نتيجهي اجراي آن توليد نقشه‌ي خطر فرسايش منطقه‌ي مورد مطالعه با تعيين کلاس‌ها يا پهنه‌هاي پرخطر تا پهنه‌هاي با خطر فرسايش کم مي‌باشد. اين مدل، يک مدل يکپارچه شده جهت مناطق مديترانه‌اي مي‌باشد که داراي هفت مرحله است. در گام اول نقشه‌ي شيب، در گام بعد نقشه‌ي زمين‌شناسي و در مرحله‌ي سوم از هم‌پوشاني لايه‌ي شيب و زمين‌شناسي، لايه‌ي فرسايش‌پذيري خاک تهيه مي‌شود. در گام چهارم، نقشه‌ي کاربري اراضي در دو بازه‌ي زماني با استفاده از تکنيکهاي سنجش از دور تهيه و در مرحله‌ي پنجم، نقشه‌ي پوشش گياهي با استفاده از شاخص NDVI ساخته مي‌شود. در مرحله‌ي ششم لايه‌ي اطلاعاتي کاربري اراضي و لايه‌ي پوشش گياهي هم‌پوشاني شده و نقشه‌ي حفاظت خاک را مي‌سازند. در گام آخر لايه‌ي فرسايش‌پذيري خاک و لايه‌ي حفاظت خاک هم‌پوشاني شده و نقشه‌ي خطر فرسايش‌پذيري با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي برآورد خواهد شد.
در بکارگيري اين روشهاي تجربي لازم است به نکات زير توجه شود.
– شرايط آب و هوايي و طبيعي منطقه‌ي مطالعاتي
– امکان اجراي روش با توجه به توانايي کاربران
– وجود يا عدم وجود اطلاعات پايهي مورد نياز روش
– همخواني شرايط تهيه‌ي روش از نظر پارامترهاي طبيعي با منطقه‌ي مطالعاتي
ناگفته روشن است، انجام برنامه‌ريزي صحيح و مناسب در راستاي مديريت حوزه‌هاي آبخيز نيازمند بستري است که يکي از اصليترين عوامل آن وجود اطلاعات مي‌باشد. هر چه اطلاعات موجود يا به‌دست آمده با شرايط واقعي حوزه‌ي آبخيز همخواني بيشتري داشته باشد، برنامه‌ريزي دقيقتر و صحيحتري امکان پذير مي‌سازد. بدين منظور، لازم است در شيوهي انتخاب شده براي مطالعات و جمعآوري اطلاعات،‌ دقت زيادي صورت پذيرد. در همين راستا،‌ انتخاب مدل يا روش تجربي انتخاب شده در مورد مطالعات فرسايش و رسوب و تعيين شدت فرسايش و کلاسبندي گستره‌ي حوضه، بر اين اساس، يکي از مهم‌ترين مسايل در مطالعات حوزه‌هاي آبخيز به شمار مي‌آيد. همان‌طور که پيشتر نيز توضيح داده شد، روشهاي تجربي يا مدل‌ها، عموما با شرايط کشور ايران منطبق (به ‌صورت صد درصدي) نبوده و همين امر باعث مي‌شود نتايج به ‌دست آمده از اين مدل‌ها و روشها با حقيقت حوزه‌ي آبخيز انطباق مطلق نداشته باشند. اين عدم انطباق علاوه بر خطاهاي کارشناسي و محاسباتي مربوط به اين روش و هم‌چنين اعمال سلايق شخصي (کارشناسي) مي‌باشد. از اين رو بکارگيري تکنيکها و روشهاي نوين در روند مطالعات و مراحل مختلف آن از جمله جمعآوري اطلاعات، ‌تلفيق اطلاعات و استنتاج آن‌ها، کمک شاياني مي‌نمايد. تکنيکهايي چون سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي (G.I.S) و سنجش از دور (RS) به منظور سرعت بخشيدن در شناخت،‌ کنترل و مديريت منابع طبيعي و حوزه‌هاي آبخيز و از همه مهم‌تر بالا بردن دقت و صحت اطلاعات،‌ نقش بسزايي را ايفا مي‌کند. از سوي ديگر، ارايهي مدل‌هاي نوين براي تلفيق اطلاعات نيز مي‌توانند،‌ در ارتقاء کارآيي مطالعات نقش مهمي را بازي کنند. استفاده از تکنيکهاي جديد به همراه بکارگيري مدل‌ها يا روشهاي نوين که متکي بر تکنيکهاي GIS و RS مي‌باشند، به طور چشم‌گيري در تلفيق اطلاعات، ‌نتايج بدست آمده و در نهايت صحت و دقت برنامه‌ريزي براي حوزه‌هاي آبخيز اثرگذار مي‌باشند.
1-2-3- کليات سنجش از دور
سنجش از دور، تکنولوژي کسب اطلاعات و تصويربرداري از زمين با استفاده از تجهيزات هوانوردي مثل هواپيما، بالن يا تجهيزات فضايي مثل ماهواره است. به عبارتي ديگر سنجش از دور عبارت است از علم و هنر کسب اطلاعات فيزيکي و شيمي‌آيي از پديده‌هاي زميني و جوي از طريق ويژگي‌هاي امواج الکترومغناطيسي بازتابي يا منتشر شده از آن‌ها و بدون تماس مستقيم با پديده‌هاي مذکور مي‌باشد (سايت تخصصي GIS، 1392). بدون شک استفاده از اين فن در مطالعات اکتشافي و منابع طبيعــي و ساير موارد پيش گفــته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بيشتر مي‌کند، بلکه از نظر دقت و هزينه و نيروي انساني نيز بسيار باصرفه‌تر است.
1-2-4- کليات سيستم اطلاعات مکاني
سيستم اطلاعات مکاني، سيستم‌هاي کامپيوتري هستند که به منظور ذخيره، پردازش و بکارگيري اطلاعات مکاني از آن‌ها استفاده مي‌شود. در حال حاضر، از اين سامانه به عنوان ابزار ضروري و اجتنابناپذير در استفاده از اطلاعات مکاني و تلفيق و پردازش آن‌ها، بهره‌برداري مي‌شود (سايت تخصصي GIS، 1392).
يک سيستم اطلاعات مکاني (جغرافيايي)، سيستمي است مبتني بر کامپيوتر که چهار قابليت اساسي زير را در رابطه با داده‌هاي زمين مرجع، فراهم مي‌آورد:
* ورود داده‌هاي مربوط به دنياي واقعي.
* مديريت داده‌ها شامل ذخيرهسازي و بازيابي آن‌ها.
* تجزيه و تحليل و پردازش داده‌ها.
* ارائه‌ي خروجي متناسب با اهداف مشخص و تبديل داده‌هاي خام به اطلاعات کاربردي و قابل تعميم به دنياي واقعي (صديقي، 1390 به نقل از استن آرنوف، 1993).
1-2-5- کليات کاربري اراضي
از جمله اصطلاحات و مفاهيمي که در آبخيزداري و منابع طبيعي کاربرد زيادي دارد، مفهوم “کاربري اراضي” است. واژهي ترکيبي يا عبارت “کاربري اراضي” تحت عنوان‌هاي “کاربري زمين”، “بهره‌برداري اراضي” و “استفاده از زمين” نيز بکار گرفته مي‌شود. اين ترکيب در زبان انگليسي با واژگان “Land use planning” يا “Land use” معرفي مي‌گردند (احمدي، 1385).
به طور کلي، کاربري اراضي يا بهره‌برداري اراضي شامل برنامه‌ريزي به منظور استفاده‌ي صحيح از زمين در آينده و در طول يک دورهي کوتاه، ميانه و بلندمدت مي‌باشد که طي آن مي‌توان بهترين توليد و منافع با کم‌ترين صدمه براي خاک ايجاد شود. کاربري اراضي يا استفاده از زمين شامل انواع مختلف کاربردها و بهره‌برداري از زمين مي‌باشد. از جمله کاربري‌هاي اصلي مي‌توان به کاربري جنگل، مرتع، اراضي کشاورزي، مسکوني و تاسيسات اشاره کرد. هر يک از کاربري هاي ذکر شده، با توجه به شرايط خود به طبقه‌بندي‌هاي کوچکتر قابل تقسيم مي‌باشند. با توجه به تخريب روز افزون منابع و رويشگاههاي طبيعي و پايش و ارزيابي ميزان تغييرات کاربري‌ها، امکان برنامه‌ريزي و مديريت اين قبيل عرصه‌ها، براي کاستن از اثرات نامناسب زيست محيطي از جمله فرسايش خاک، با استفاده از فن‌آوري‌هاي نوين، نظير سنجش از دور در عرصهي وسيع، با دقت بالا و هزينهي کم‌تر امکانپذير مي‌باشد و با شناسايي اين قبيل عرصه‌ها امکان احياء و اصلاح مجدد آن‌ها ميسر خواهد بود.
1-3- ضرورت‌هاي خاص انجام تحقيق
* بکارگيري مدل ICONA باعث کاهش هزينه‌هاي اجرايي پروژه‌هاي برآورد فرسايش در دست اجرا در حوزه‌ي آبخيز کلستان مي‌شود.
* جلوگيري از تخريب بيشتر جنگلها و مراتع منطقه با شناسايي عرصه‌هاي فرسايش‌پذير
* برنامه‌ريزي براي کاهش رسوبگيري سد کلستان
1-4- اهداف تحقيق
* تهيه‌ي نقشه‌ي خطرپذيري فرسايش حوزه‌ي آبخيز کلستان شيراز
* اعتبارسنجي نتايج حاصل از مدل ICONA با بررسي‌ها و مطالعات موجود
* کاهش اثرات نامطلوب فرسايش آبي در حوضه‌هاي برونشهري با بکارگيري مدل ICONA
1-5- فرضيه‌هاي تحقيق
* بين تغيير غير اصولي کاربري و افزايش ميزان فرسايش رابطه وجود دارد.
* مدل ICONA در شرايط اقليم مديترانه‌اي حوزه‌ي آبخيز کلستان و با توجه به تغييرات کاربري، نتايج مطلوبي براي پهنه‌بندي خطر فرسايش آبي ارائه مي‌دهد.
فصل دوم
پيشينه‌ي تحقيق

در اين فصل، به پيشينهي مطالعات انجام شده در زمينه‌‌ي پهنه‌بندي و فرسايش آبي با روشها و مدل‌هاي مختلف، GIS و RS در دو بخش مطالعات داخلي و خارجي اشاره شده است.
فصل 2-
2-1- مطالعات داخلي
زراسوندي و همکاران (1386) در تحقيق خود با عنوان پهنه‌بندي فرسايش و برآورد رسوب با استفاده از تکنيکهاي RS و GIS و مدل MPSIAC، حوضه‌ي پگاه سرخ گتوند (يکي از زير حوضه‌هاي، بزرگ حوضه‌ي کارون) را مورد بررسي قرار دادند. آنان از نتايج به‌ دست آمده دريافتند که مدل ذکر شده با دقت بسيار زيادي مناطق حساس به فرسايش را در سطح حوضه مشخص کرده است. هم‌چنين دريافتند که تهيه ي فاکتورهاي موثر در مدل MPSIAC با استفاده از توانايي‌هاي مشترک سنجش از دور و GIS بر دقت کار ميافزايد(11).
آهني و همکاران (1387) در مطالعه‌اي خطر فرسايش آبي را با استفاده از GIS و RS ارزيابي کردند. آن‌ها با استفاده از مدل USLE، سنجنده‌ي ETM و شاخص NDVI به اين نتيجه رسيدند که بر اثر فرسايش، خاک حاصلخيزي خود را از دست خواهد داد و هم‌چنين پديدهي فرسايش به مقدار قابل توجهي در تخريب پوشش گياهي و کاهش نفوذپذيري سطح حوضه اثر خواهد گذاشت(5).
ارخي و نظري (1388) به منظور بررسي کارآيي مدل MPSIAC در پهنه‌بندي شدت فرسايش و برآورد توليد رسوب، حوزه‌ي آبخيز ايلام را مورد بررسي قرار دادند. ايشان دريافتند که اين حوضه از نظر فرسايش و توليد رسوب در وضعيت متوسط قرار دارد و هم‌چنين اظهار داشتند ميزان رسوب برآورد شده در اين حوضه در کلاس فرسايشي 3 و از نظر طبقه‌بندي کيفي فرسايش در کلاس درجه‌ي متوسط قرار دارد(3).
فتاحي و نوروزي (1388) با هدف معرفي مناسبترين روش تهيه‌ي نقشه‌هاي استفاده از اراضي و پوشش زمين با استفاده از داده‌هاي رقومي ETM و IRS در منطقه‌ي دشت قم، پس از تصحيحات لازم و پيشپردازشهاي اوليه تصوير، اظهار داشتند که بهترين نتيجه و بالاترين دقت براي تهيه‌ي پوشش زمين، مربوط به داده‌هاي سنجنده ETM و به روش حداکثر احتمال با دقت کلي 83/74 درصد بوده است(19).
پيرمحمدي و همکاران (1389) تحقيقي را با هدف تعيين کارآيي مدل‌هاي کمي MPSIAC و EPM در زيرحوضه‌ي سامان عرفي چم حاجي از منطقه‌ي جنگلي کاکارضا در استان لرستان انجام دادند. آنان بعد از محاسبه‌ي ميزان فرسايش و رسوب اين حوضه، مقادير به دست آمده را با مقدار واقعي فرسايش و رسوب ايستگاه کاکارضا مقايسه کردند. نتايج بررسي حاکي از آن بوده است که ميزان رسوب برآورد شده به وسيله‌ي مدل MPSIAC، مقداري نزديکتر به مقدار واقعي فرسايش و رسوب را نشان داده است(7).
گلآور و همکاران (1389) کارايي تکنيک سنجش از دور و GIS را با استفاده از مدل MPSIAC (با توجه به 9 عامل زمين‌شناسي سطحي، خاک، آب و هوا، رواناب، پستي و بلندي، پوشش سطح زمين، استفاده از زمين، وضعيت سطح خاک و فرسايش رودخانه‌هاي) جهت برآورد ميزان رسوب حوزه‌هاي آبخيز پيشنهاد کردند. نتايج اين مطالعه، قابليت تلفيق مدل‌هاي تجربي، سنجش از دور و GIS را در تهيه‌ي اطلاعات به هنگام از حوزه نشان داده است(27).
همتي و همکاران (1389) طي يک مطالعه که در حوضه‌ي مرغاب خوزستان (بخشي از رودخانهي کارون) انجام دادند، به پهنه‌بندي خطر فرسايش و توليد رسوب با استفاده از مدل MPSIAC در محيط GIS پرداختند. نتايج اين مطالعه نشان داده است که بيشترين ميزان توليد رسوب در زيرحوضه‌ي A با 8/92 تن در هکتار و کم‌ترين رسوب در زيرحوضه‌ي C با 4/77 تن در هکتار بوده است(33).
اميني و پروا (1390) در مقالهاي با عنوان برآورد فرسايش و رسوب در حوزه‌هاي آبخيز با استفاده از داده‌هاي ماهواره‌اي و مدل MPSIAC، حوضه‌ي گاودره واقع در استان کردستان را مورد بررسي قرار دادند. آنان با استفاده از نرم‌افزار GIS، مدل تجربي MPSIAC و داده‌هاي ماهواره‌اي، مقدار رسوب را 676 متر‌مکعب در سال و مقدار فرسايش حوضه را 7022/53 مترمکعب در سال برآورد کردند(4).
جوادي و ميردارهريجاني (1390) با هدف برآورد ميزان فرسايش و رسوب حوزه‌ي آبخيز آزادرود نشتارود در استان مازندران تحقيقي را انجام دادند. ايشان در اين تحقيق از نرم‌افزارهاي GIS و ArcHydro و مدل‌هاي MPSIAC و RUSLE استفاده کردند. آن‌ها مقدار فرسايش و رسوب در حوزه‌ي آبخيز با استفاده از دو مدل نامبرده را برآورد کردند. مقايسه‌ي اين دو مدل نشان داده است که اين مدل‌ها، براي برآورد رسوب حوضه مناسب بوده است(8).
چترسيماب و همکاران (1390) طي مطالعه‌اي که در حوزه‌ي آبخيز ماهنشان استان زنجان با استفاده از مدل‌هاي RUSLE و MPSIAC در محيط GIS انجام دادند، به اين نتيجه رسيدند



قیمت: تومان


پاسخ دهید