دوره 14، شماره 27 - ( بهار و تابستان 1402 )
جلد 14 شماره 27 صفحات 37-26 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Jafari Gorzin B, Kavian A, Solaimani K. (2023). Investigation of Land use Changes and Its Role in the Hydrology of the Upstream Areas of Siahroud Watershed. J Watershed Manage Res. 14(27), 26-37. doi:10.61186/jwmr.14.27.26
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1143-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1143-fa.html
جعفری گرزین بهنوش، کاویان عطااله، سلیمانی کریم. بررسی تغییرات کاربری اراضی و نقش آن در هیدرولوژی مناطق بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1402; 14 (27) :37-26 10.61186/jwmr.14.27.26
1- بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران. سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران،
2- گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2- گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده: (1418 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در تغییر وضعیت هیدرولوژیک آبخیز و فرسایش خاک بوده و نوع کاربری اراضی از عوامل مهم و تعیین کننده در تولید رواناب سطحی است. با آگاهی از روند تغییرات کاربری اراضی، می‌توان اثرات آن را در هیدرولوژی مناطق تحت تاثیر، مدیریت کرده و اکوسیستم های طبیعی را به سمت تعادل هدایت نمود. پژوهش پیش رو با هدف آشکارسازی تغییرات کاربریاراضی با استفاده از داده های ماهوارهای و تحلیل نقش آن در تغییر وضعیت هیدرولوژی انجام گرفت.
مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه، بخش بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود واقع در جنوب شهر قائمشهر است. در این تحقیق برای تهیه نقشه های کاربری اراضی از نرم افزار Idrisi Selva، و تکنیکهای تلفیقی پیکسل پایه و شئگرا، طبقه بندی نظارت نشده و نظارت شده تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست5 مربوط به سال 1377 و 1388و تصاویر سنجندهOLI ماهواره لندست 8 مربوط به سال 1394 و 1398 استفاده گردید. پس از تهیه نقشه‌های کاربریاراضی برای هر مقطع زمانی، مقادیر CN برای هر کاربری براساس دستورالعمل استاندارد روش SCS تعیین شده و CN متوسط وزنی برای کل منطقه مورد مطالعه برآورد گردید. در نهایت پتانسیل تولید و ارتفاع رواناب حاصل از بارندگی محاسبه می‌شود.
یافته ها: تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در بازه زمانی 22 ساله نشان داد که 281 درصد، معادل 657 هکتار به مساحت باغ‌های مرکبات اضافه شده است. در حدود 5 درصد از سطح جنگل پهن‌برگ کاسته شده و سطح مناطق مسکونی 57 درصد رشد داشته است. با توجه به تغییرات کاربریاراضی طی این دوره 22 ساله، مقدار متوسط وزنی CN از 63/01 به 62/73 کاهش یافته است. همچنین برآورد میزان رواناب برای بارندگی معادل 59/8 میلیمتر (متوسط حداکثر بارش24 ساعته طی دوره 22 ساله) نشان داد که ارتفاع رواناب از 4/83 میلیمتر در شرایط سال 1377 به 4/73 میلیمتر در شرایط سال 1398، کاهش یافته است
نتیجهگیری: با توجه به تغییرات کاربریاراضی و اثر آن در تولید رواناب حوضه، به نظر میرسد در مجموع طی دوره 22 ساله، این اثرات تعدیل شده و تغییرات کاربری در جهت کاهش تولید رواناب نقش آفرینی نموده است. از اینرو انتظار می رود با ادامه این روند تغییرات کاربریاراضی، تولید رواناب در بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود کاهش یابد.
مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه، بخش بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود واقع در جنوب شهر قائمشهر است. در این تحقیق برای تهیه نقشه های کاربری اراضی از نرم افزار Idrisi Selva، و تکنیکهای تلفیقی پیکسل پایه و شئگرا، طبقه بندی نظارت نشده و نظارت شده تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست5 مربوط به سال 1377 و 1388و تصاویر سنجندهOLI ماهواره لندست 8 مربوط به سال 1394 و 1398 استفاده گردید. پس از تهیه نقشه‌های کاربریاراضی برای هر مقطع زمانی، مقادیر CN برای هر کاربری براساس دستورالعمل استاندارد روش SCS تعیین شده و CN متوسط وزنی برای کل منطقه مورد مطالعه برآورد گردید. در نهایت پتانسیل تولید و ارتفاع رواناب حاصل از بارندگی محاسبه می‌شود.
یافته ها: تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در بازه زمانی 22 ساله نشان داد که 281 درصد، معادل 657 هکتار به مساحت باغ‌های مرکبات اضافه شده است. در حدود 5 درصد از سطح جنگل پهن‌برگ کاسته شده و سطح مناطق مسکونی 57 درصد رشد داشته است. با توجه به تغییرات کاربریاراضی طی این دوره 22 ساله، مقدار متوسط وزنی CN از 63/01 به 62/73 کاهش یافته است. همچنین برآورد میزان رواناب برای بارندگی معادل 59/8 میلیمتر (متوسط حداکثر بارش24 ساعته طی دوره 22 ساله) نشان داد که ارتفاع رواناب از 4/83 میلیمتر در شرایط سال 1377 به 4/73 میلیمتر در شرایط سال 1398، کاهش یافته است
نتیجهگیری: با توجه به تغییرات کاربریاراضی و اثر آن در تولید رواناب حوضه، به نظر میرسد در مجموع طی دوره 22 ساله، این اثرات تعدیل شده و تغییرات کاربری در جهت کاهش تولید رواناب نقش آفرینی نموده است. از اینرو انتظار می رود با ادامه این روند تغییرات کاربریاراضی، تولید رواناب در بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود کاهش یابد.
فهرست منابع
1. Ahmadi Ilkhchi, A., M. Hajabbassi and A. Jalalian. 2003. Effects of Converting Range to Dry-farming Land on Runoff and Soil Loss and Quality in Dorahan, Chaharmahal & Bakhtiari Province. Journal of Water and Soil Science (JWSS), 6(4): 103-115 (In Persian).
2. Al Amin, M., B.S. Rashford and C.T. Bastian. 2013. Agricultural Land-Use in a Changing Climate: Implications for Waterfowl Habitat in Prairie Canada. Western Agricultural Economics Association Annual Meeting, Monterey, CA, June 26-28.
3. Alam, A., M.S. Bhat and M. Maheen. 2020. Using Landsat satellite data for assessing the land use and land cover change in Kashmir valley. GeoJournal, 85: 1529-1543.
https://doi.org/10.1007/s10708-019-10037-x [DOI:10.1007/s10708-019-10037-x.]
4. Aliani, H., M. Malmir, M. Sourodi and S. Babaie Kafaky. 2019. Change detection and prediction of urban land use changes by CA-Markov model (case study: Talesh County). Environmental Earth Sciences, 78:546.
https://doi.org/10.1007/s12665-019-8557-9 [DOI:10.1007/s12665-019-8557-9.]
5. Anjana S.R. and A. Jinu. 2019. Estimation of surface runoff using curve number method- a geospatial approach. International Research Journal of Engineering and Technology, 6(9): 1151-1157.
6. Arekhi, S. 2015. Detecting Land cover/Land use Changesby Object-oriented Processing of Satellite Images using IdrisiSelva Software (Case study: Abdanan Region). The Journal of Geographical Data (SEPEHR) 24(95): 61-62. (In Persian).
7. Azamirad, M., B. ghahreman and K. Esmaili. 2018. Investigation Flooding Potential in the Kashafrud watershed, Mashhad. The Method SCS and GIS. Journal of Watershed Management Research, 9(17): 26-38 (In Persian). [DOI:10.29252/jwmr.9.17.26]
8. Babur, M., S. Shrestha, B. Bhatta, A. Datta and H. Ullah. 2020. Integrated assessment of extreme climate and landuse change impact on sediment yield in a mountainous transboundary watershed of India and Pakistan. Journal of Mountain Science, 17: 624-640. [DOI:10.1007/s11629-019-5547-z]
9. Chaudhary, B.S. and S. Kumar. 2017. Use of RS and GIS for Land Use/Land Cover mapping of K-J Watershed, India. International Journal of Advances in Remote Sensing and GIS, 5(1): 85-92.
10. Choi, D., P. Park, Y.J. Kim, J.W. Jung, W.J. Choi, Y.G. Her and K.S. Yoon. 2019. Curve Numbers for Rice Paddies with Different Water Management Practices in Korea. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 145 (5
https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001382 [DOI:10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001382.]
11. Gajbhiye, M., S. Sharma and K. Tignath. 2017. Application of remote sensing and geographical information system for generation of runoff curve number. Applied Water Science, 7: 1773-1779. [DOI:10.1007/s13201-015-0350-7]
12. Ghohroudi Tali, M. 2006. Assessment of SCS-CN Model in Runoff Estimation Case Study: Amir-Kabir (Karaj) Dam Watershed. Geography and Development Iranian Journal, 4(7): 185-198 (In Persian). [DOI:10.22111/gdij.2006.3808.]
13. Gholami, V., M. Bashirgonbad, M. Azodi and E. Jokar Sarhangi. 2010. The Influence of Land use Changes on Intensifying Runoff Generation and Flood Hazard in Kasilian Watershed. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 3(9): 55-57 (In Persian).
14. Gomi, T., R.C. Sidle, M. Ueno, S. Miyata and K. Kosugi. 2008. Characteristics of overland flow generation on steep forested hillslopes of central Japan. Journal of Hydrology, 361: 275-290. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2008.07.045]
15. Hematzadeh, Y., H. Barani and A. Kabir. 2009. The role of vegetation management on surface runoff, Case study: Kechik catchment in north-east of Golestan Province. Journal of Water & Soil Conservation, 16(2): 19-33 (In Persian).
16. Hamad, R., H. Balzter and K. Kolo. 2018. Predicting Land Use/Land Cover Changes Using a CA-Markov Model under Two Different Scenarios. Sustainability, 10(10): 3421.
https://doi.org/10.3390/su10103421 [DOI:10.3390/su10103421.]
17. Hoseinzadeh, M.M. 2012. Estimated height and peak runoff rate in stream erosion in Kojoor region Nowshahr - North Alborz. Environmental Erosion Research, 2(3):1-15 (In Persian).
18. Hoseinzadeh, M.M. and S. Imeni. 2018. Determining Curve Number and Estimating Runoff Yield in Hesarak Catchment. Researches in Geographical Sciences, 18(51): 133-150 (In Persian). [DOI:10.29252/jgs.18.51.133]
19. Im, S.J., S.W. Park and T.I. Jang. 2007: Application of SCS curve number method for irrigated paddy field. KSCE Journal of Civil Engineering, 11: 51-56. https://doi:10.1007/BF02823372. [DOI:10.1007/BF02823372]
20. Islam, K., M. Jashimuddin, B. Nath and T.K. Nath. 2018. Land use classification and change detection by using multi-temporal remotely sensed imagery (The case of Chunati wildlife sanctuar). The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 21: 37-47. [DOI:10.1016/j.ejrs.2016.12.005]
21. Jabale, A., A. Najafinejad, M. Hosseinalizadeh, A. Mohammadian Behbahani and A. Golkarian. 2018. The role of Vegetation in Production Runoff and Sediment in Loess Deposits, Gorgan. Journal of Watershed Management Research, 9(17): 182-192 (In Persian). [DOI:10.29252/jwmr.9.17.182]
22. Kang, M.S., S.W. Park, J.J. Lee and KH. Yoo. 2006: Applying SWAT for TMDL programs to a small watershed containing rice paddy fields. Agriculture. Water Management, 79: 72-92.https://doi:10.1016/j.agwat.2005.02.015. [DOI:10.1016/j.agwat.2005.02.015]
23. Liu, Y.B., F.D. Smedt, L. Hoffmann and L. Pfister. 2004. Assessing Land Use Impacts on Flood Processes in Complex Terrain by Using GIS and Modeling Approach. Environmental Modeling and Assessment, 9: 227-235. [DOI:10.1007/s10666-005-0306-7]
24. Mahmoodi, M., M. Honarmand, F. Naseri and S. Mohammadi. 2020. The Effect of Land Use Changes on the Flood Hydrograph in the Kashaf-Rood River by Analyzing of SCS-CN Results. Water and Soil, 34(1):43-54. https://doi: 10.22067/jsw.v34i2.84342.
25. Moradi Z. and A.R. Mikaeili-Tabrizi. 2020. Relationship between Land Use Change and Water Yield in Gorgan-rood Watershed, Journal of Watershed Management Research, 11(21): 269-280 (In Persian). [DOI:10.52547/jwmr.11.21.269]
26. Omidvar, K., M. Narangifard and H. Abbasi. 2015. Detecting the Changes of land uses and vegetation cover using remote sensing in Yasooj city. Geography and Territorial Spatial Arrangement, 5(16): 111-126 (In Persian).
27. Rahmani, N., K. Shahedi, K. Soleimani and M. Miryaghoubzadeh. 2016. Evaluation of the Land use Change Impact on Hydrologic Characteristics (Case Study: Kasilian Watershed). Journal of Watershed Management Research, 7(13): 23-32 (In Persian). [DOI:10.18869/acadpub.jwmr.7.13.32]
28. Roy, A. and A.B. Inamdar. 2019. Multi-temporal Land Use Land Cover (LULC) change analysisof a dry semi-arid river basin in western India following a robust multi-sensor satellite image calibration strategy. Heliyon 5 (2019) e01478.
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01478 [DOI:10.1016/j.heliyon.2019.e01478.]
29. Sakaguchi, A., S. Eguchi Kato, T. Kasuya, M. Ono, K.A. Miyata and N. Tase. 2014. Development and evaluation of a paddy module for improving hydrological simulation in SWAT. Agriculture. Water Management, 137: 116-122. https://doi:10.1016/j.agwat.2014.01.009. [DOI:10.1016/j.agwat.2014.01.009]
30. Sanyal, J., A.L. Densmore and P. Carbonneau. 2014. Analysing the effect of land-use/cover changes at subcatchment levels on downstream flood peaks: A semi-distributed modelling approach with sparse data. CATENA, 118: 28-40. [DOI:10.1016/j.catena.2014.01.015]
31. Satheeshkumar, S., S. Venkateswaran and R. Kannan. 2017. Rainfall-runoff estimation using SCS-CN and GIS approach in the Pappiredipatti watershed of the Vaniyar sub basin, South India, Modeling Earth Systems and Environment, 3(24): 1- 8. [DOI:10.1007/s40808-017-0301-4]
32. Shanani Hoveyzeh, S.M., H. Zarei and H. Ramezani. 2017. The effect of land-use changes on flood hydrograph (case study: abolabbas basin). Irrigation Sciences and Engineering (JISE) (Scientific Journal of Agriculture), 40(1): 219-229 (In Persian).
33. Singh, A. 1989. Digital Change Detection Techniques Using Remotely Sensed Data. Internationa Journal of Remote Sensing, 10: 989-1003. [DOI:10.1080/01431168908903939]
34. Talebi, A., M. Shahrivar, H. Malekinezhad, S. Poormohamadi and Z. Hosseini. 2019. Investigation of the Effects of Land Use Change on Flooding and Sedimentation in Honifaqan Watershed. Journal of Watershed Management Research, 10(20): 25-37 (In Persian). [DOI:10.29252/jwmr.10.20.25]
35. Technical Release 55 (TR-55), US Department of Agriculture Natural Resources Conservation Service, Conservation Engineering Division, 210-VI-TR-55, Second Ed., June 1986, United States. 164 p.
36. Tekleab, S. and K. Albera. 2019. Hydrologic responses to land use/land cover changein the Kesem Watershed, Awash basin, Ethiopia. Journal Spatial Hydrology, 15(1): 1-32.
37. Viana, C.M., S. Oliveira., S.C. Oliveira and J. Rocha. 2019. Land use/land cover change detection and urban sprawl analysis. Spatial modeling in GIS and R for earth and environmental sciences, 2019: 621-651. [DOI:10.1016/B978-0-12-815226-3.00029-6]
38. Wehmeyer L.L. and F.H. Weirich. 2010. Effect of Historic Land Cover Change on Runoff Curve Number Estimation in Iowa. Journal of Hydrologic Engineering 15(9): 692-695.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000234 [DOI:10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000234.]
39. Zhang, L., J. Wang, Z. Bai and C. Lv. 2015. Effects of vegetation on runoff and soil erosion on reclaimed land in an opencast coal-mine dump in a loess area. CATENA, 128: 44-53.
https://doi.org/10.1016/j.catena.2015.01.016 [DOI:10.1016/j.catena.2015.01.016.]
40. Xie, X. and Y. Cui. 2011. Development and test of SWAT for modeling hydrological processes in irrigation districts with paddy rice. Journal of Hydrology, 396: 61-71. https://doi:10.1016/j. jhydrol.2010.10.032. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2010.10.032]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
