دوره 16، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1404 )
جلد 16 شماره 2 صفحات 47-35 |
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:
Darabi M, Talebi A, Kiani-Harchegani M, Parvizi Y. (2025). Behavioral Changes of Surface Runoff in Terraced and Non-Terraced Lands (Case Study: Kol Sheikhi and Tang Bovan sub-watersheds, Mamssani City). J Watershed Manage Res. 16(2), 35-47. doi:10.61882/jwmr.2025.1284
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1284-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1284-fa.html
دارابی مراد، طالبی علی، کیانیهرچگانی محبوبه، پرویزی یحیی.(1404). تغییرات رفتاری رواناب سطحی در اراضی سکوبندی و فاقد سکوبندی (مطالعه موردی: زیرحوزههای کل شیخی و تنگ بوان، شهرستان ممسنی) پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 16 (2) :47-35 10.61882/jwmr.2025.1284
1- دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2- کارشناس معاونت طرح و توسعه شرکت آب منطقهای اصفهان، اصفهان، ایران
3- پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران
2- کارشناس معاونت طرح و توسعه شرکت آب منطقهای اصفهان، اصفهان، ایران
3- پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران
چکیده: (982 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: بسیاری از کشورهای جهان در معرض تخریب زمین قرار گرفتهاند که در نتیجه فرسایش خاک و رسوبات آبها رخ داده است. این امر منجربه از دست دادن بهرهوری خاک، تغییر کیفیت آب و ظرفیت کمتر برای جلوگیری از بلایای طبیعی مانند سیل شده است. فرسایش خاک علاوهبر پیامدهای اقتصادی مستقیم دارای پیامدهای شدید محیطی مانند هدررفت مواد مغذی، افت شیمیایی، فیزیکی و زیستی خاک و کاهش حاصل خیزی آن، فشردگی خاک و کاهش نفوذپذیری، افت کیفیت آب، کاهش زیستگاههای حیات وحش و کاهش تنوع زیستی، تغییر در ویژگیهای مناظر، بیابانزدایی، افزایش گازهای گلخانهای در اتمسفر و گرم شدن جهانی هوا، تاثیر بر تغییر اقلیم و بالا آمدن سطح بستر رودخانهها و کاهش ظرفیت عبوری آنها است. از جمله اقدامات آبخیزداری موثر در کاهش میزان فرسایش و رواناب میتوان به عملیات زیستی، مکانیکی و زیستمکانیکی شامل بذرپاشی، نهال کاری، بذرکاری، خشکه چین، گابیون و سکوبندی اشاره کرد. عملیات سکوبندی از عملیاتهای رایج در آبخیزداری و منابع طبیعی است که کمتر مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. در چند روش سکوبندی، در بسیاری از نقاط کشور بهعنوان یک دانش بومی شناخته شده است و از دیرباز بهعنوان یک روش برآمده از تجربه و دانش بومی، مورد استفاده است. ولی متاسفانه این روش از جمله روشهای و عملیات در آبخیزداری و منابع طبیعی است که علیرغم رایج بودن آن، کمتر مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. اثربخشی این روش بیشتر از طریق تجربه و در بستر دانش بومی به اثبات رسیده است و پژوهشگران و محققان کمتر به آن پرداخته اند. سکوبندی جزو آن دسته از عملیات آبخیزداری محسوب میشود که کنترل فرسایش خاک و رواناب را از طریق تعدیل در طول و شدت شیب مدنظر قرار میدهد. هدف از این پژوهش، بررسی پاسخ هیدرولوژیکی وقایع رگباری در مقیاس پلاتهای دو متر در 10 متر در اراضی سکوبندی و فاقد سکوبندی در زیرحوزههای کل شیخی از سرشاخههای سد پارسیان و تنگ بوان از سرشاخههای رودخانه زهره در شهرستان ممسنی است. در همین راستا، پس از مشاهدات میدانی، مکانهای مناسب جهت استقرار نه پلات در اراضی سکوبندی و نه پلات در اراضی فاقد سکوبندی در سه سایت مطالعاتی با بافت خاک متفاوت شناسایی شدند و مقدار روانابها بعد از اتمام کامل هر رگبار اندازه گیری شد. بخش عمده تحقیق متکی بر فعالیتهای میدانی شامل برداشت 10 رگبار در زمان وقوع بارش، تعیین حجم رواناب در سه منطقه مطالعاتی مذکور شامل 18 پلات طی سالهای 2020 لغایت 2021 بود.
مواد و روشها: پس از مطالعه و بررسی نقشههای زمینشناسی، خاکشناسی، پوششگیاهی، شیب مناطق مورد مطالعه و پیمایشهای میدانی و با در نظر گرفتن سابقه احداث سکو، منطقه مناسب برای طرح آزمایشی تعیین شد و سپس تعداد 18 قطعه یا پلات در سه منطقه و سه زیر حوزه آبخیز (نه پلات در اراضی سکوبندی و نه پلات در اراضی اقد سکو) با ابعاد 10 متر طول و دو متر عرض با مختصات دقیق احداث و حجم رواناب کل پس از هر رویداد بارندگی اندازهگیری شدند. بهمنظور اندازهگیری رواناب از ظروف مدرج استفاده شد. اندازهگیری رواناب برای 10 رویداد رگبار طبیعی از تاریخ 18 ژانویه سال 2020 تا 30 آوریل 2021 (10 رگبار) صورت گرفت. در نهایت برای انجام تجزیه و تحلیل آماری، بعد از تهیه بانک اطلاعاتی دادهها در نرمافزار Excel 2016، آمارههای مختلف توصیفی رواناب در نرمافزار SPSS 21 محاسبه شدند.
یافتهها: نتایج مشاهداتی در سایت اول، دوم و سوم بیانگر کاهش حجم رواناب در اراضی سکوبندی نسبت به اراضی فاقد سکوبندی بهترتیب 8/88، 3/28 و 15/6 برابر بودند. همچنین، انجام آزمون t نشاندهنده اختلاف معنیدار (0/01≥ p) حجم رواناب تولیدی بین میانگینها در اراضی سکوبندی و فاقد سکوبندی در سایتهای مطالعاتی بود. در حداکثر بارش 118 میلی متر حداقل رواناب تولیدی به ترتیب در سایت های دوم، اول و سوم به ترتیب با حجم رواناب 6/5، 2/67 و 0/52 بهترین کارایی در کنترل رواناب، فرسایش و رسوب را با دارا بودن سازندهای''پابدهگورپی''و رسوبات آبرفتی تراسهای جوان که از نظر حساسیت در ردیف سازندهای بحرانی در حوضه از لحاظ تولید رواناب فرسایش و رسوب هستند، دارا است.
نتیجهگیری: سکوها یکی از بارزترین اثرانگشتان بشریت در بومسازگانهای زمینی هستند که با هدف ایجاد سطوح جدیدی برای کشت در مناطق شیبدار، کاهش رواناب و فرسایش خاک، برداشت و ذخیره آب باران، تجمع زیست توده با افزایش تولید محصولات و بازسازی خود بومسازگانها انجام میشوند. تغییر اساسی در مورفولوژی زمین منجربه تغییر در نفوذ آب و فرآیندهای تولید رواناب و در نهایت تأثیر بر کل چرخه آب از سکو واحد تا شیب، حوزه آبریز و مقیاس چشم انداز میشود. جامعه علمی چندین دهه است که در حال بررسی آثار زیست محیطی مربوط به سکو و فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی در مناظر پلکانی است. با توجه به خلا تحقیقاتی در بررسی اثرات این عملیات کنترل فرسایش و رواناب در کشور بهطور عام و در منطقه هدف بهطور خاص، پژوهش حاضر به بررسی تغییرپذیری مولفه های هیدرولوژیکی مثل رواناب و هدررفت خاک در تاکستانها و انارستانهای سکوبندی شده و فاقد سکوبندی در شرایط رگبار طبیعی پرداخت. براساس نتایج، شایسته است که اقدامات سکوبندی در برنامههای مدیریت روانابها در جهت افزایش رطوبت و نگهداشت خاک که سبب افزایش تولید و درآمد خالص بهرهبرداران خواهند شد با مشارکت مردم در قالب طرحهای یارانهای با تشویق بهرهبرداران با ارائه تسهیلات بانکی بلاعوض، اجرای این عملیات بهعنوان یک فرهنگ نهادینه شود. نهایتا این که سکوبندی به عنوان روشی کم هزینه می تواند در بهبود سازندهای حساس به تولید رواناب ، ایجاد فرسایش و رسوب عمل کند.
مقدمه و هدف: بسیاری از کشورهای جهان در معرض تخریب زمین قرار گرفتهاند که در نتیجه فرسایش خاک و رسوبات آبها رخ داده است. این امر منجربه از دست دادن بهرهوری خاک، تغییر کیفیت آب و ظرفیت کمتر برای جلوگیری از بلایای طبیعی مانند سیل شده است. فرسایش خاک علاوهبر پیامدهای اقتصادی مستقیم دارای پیامدهای شدید محیطی مانند هدررفت مواد مغذی، افت شیمیایی، فیزیکی و زیستی خاک و کاهش حاصل خیزی آن، فشردگی خاک و کاهش نفوذپذیری، افت کیفیت آب، کاهش زیستگاههای حیات وحش و کاهش تنوع زیستی، تغییر در ویژگیهای مناظر، بیابانزدایی، افزایش گازهای گلخانهای در اتمسفر و گرم شدن جهانی هوا، تاثیر بر تغییر اقلیم و بالا آمدن سطح بستر رودخانهها و کاهش ظرفیت عبوری آنها است. از جمله اقدامات آبخیزداری موثر در کاهش میزان فرسایش و رواناب میتوان به عملیات زیستی، مکانیکی و زیستمکانیکی شامل بذرپاشی، نهال کاری، بذرکاری، خشکه چین، گابیون و سکوبندی اشاره کرد. عملیات سکوبندی از عملیاتهای رایج در آبخیزداری و منابع طبیعی است که کمتر مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. در چند روش سکوبندی، در بسیاری از نقاط کشور بهعنوان یک دانش بومی شناخته شده است و از دیرباز بهعنوان یک روش برآمده از تجربه و دانش بومی، مورد استفاده است. ولی متاسفانه این روش از جمله روشهای و عملیات در آبخیزداری و منابع طبیعی است که علیرغم رایج بودن آن، کمتر مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. اثربخشی این روش بیشتر از طریق تجربه و در بستر دانش بومی به اثبات رسیده است و پژوهشگران و محققان کمتر به آن پرداخته اند. سکوبندی جزو آن دسته از عملیات آبخیزداری محسوب میشود که کنترل فرسایش خاک و رواناب را از طریق تعدیل در طول و شدت شیب مدنظر قرار میدهد. هدف از این پژوهش، بررسی پاسخ هیدرولوژیکی وقایع رگباری در مقیاس پلاتهای دو متر در 10 متر در اراضی سکوبندی و فاقد سکوبندی در زیرحوزههای کل شیخی از سرشاخههای سد پارسیان و تنگ بوان از سرشاخههای رودخانه زهره در شهرستان ممسنی است. در همین راستا، پس از مشاهدات میدانی، مکانهای مناسب جهت استقرار نه پلات در اراضی سکوبندی و نه پلات در اراضی فاقد سکوبندی در سه سایت مطالعاتی با بافت خاک متفاوت شناسایی شدند و مقدار روانابها بعد از اتمام کامل هر رگبار اندازه گیری شد. بخش عمده تحقیق متکی بر فعالیتهای میدانی شامل برداشت 10 رگبار در زمان وقوع بارش، تعیین حجم رواناب در سه منطقه مطالعاتی مذکور شامل 18 پلات طی سالهای 2020 لغایت 2021 بود.
مواد و روشها: پس از مطالعه و بررسی نقشههای زمینشناسی، خاکشناسی، پوششگیاهی، شیب مناطق مورد مطالعه و پیمایشهای میدانی و با در نظر گرفتن سابقه احداث سکو، منطقه مناسب برای طرح آزمایشی تعیین شد و سپس تعداد 18 قطعه یا پلات در سه منطقه و سه زیر حوزه آبخیز (نه پلات در اراضی سکوبندی و نه پلات در اراضی اقد سکو) با ابعاد 10 متر طول و دو متر عرض با مختصات دقیق احداث و حجم رواناب کل پس از هر رویداد بارندگی اندازهگیری شدند. بهمنظور اندازهگیری رواناب از ظروف مدرج استفاده شد. اندازهگیری رواناب برای 10 رویداد رگبار طبیعی از تاریخ 18 ژانویه سال 2020 تا 30 آوریل 2021 (10 رگبار) صورت گرفت. در نهایت برای انجام تجزیه و تحلیل آماری، بعد از تهیه بانک اطلاعاتی دادهها در نرمافزار Excel 2016، آمارههای مختلف توصیفی رواناب در نرمافزار SPSS 21 محاسبه شدند.
یافتهها: نتایج مشاهداتی در سایت اول، دوم و سوم بیانگر کاهش حجم رواناب در اراضی سکوبندی نسبت به اراضی فاقد سکوبندی بهترتیب 8/88، 3/28 و 15/6 برابر بودند. همچنین، انجام آزمون t نشاندهنده اختلاف معنیدار (0/01≥ p) حجم رواناب تولیدی بین میانگینها در اراضی سکوبندی و فاقد سکوبندی در سایتهای مطالعاتی بود. در حداکثر بارش 118 میلی متر حداقل رواناب تولیدی به ترتیب در سایت های دوم، اول و سوم به ترتیب با حجم رواناب 6/5، 2/67 و 0/52 بهترین کارایی در کنترل رواناب، فرسایش و رسوب را با دارا بودن سازندهای''پابدهگورپی''و رسوبات آبرفتی تراسهای جوان که از نظر حساسیت در ردیف سازندهای بحرانی در حوضه از لحاظ تولید رواناب فرسایش و رسوب هستند، دارا است.
نتیجهگیری: سکوها یکی از بارزترین اثرانگشتان بشریت در بومسازگانهای زمینی هستند که با هدف ایجاد سطوح جدیدی برای کشت در مناطق شیبدار، کاهش رواناب و فرسایش خاک، برداشت و ذخیره آب باران، تجمع زیست توده با افزایش تولید محصولات و بازسازی خود بومسازگانها انجام میشوند. تغییر اساسی در مورفولوژی زمین منجربه تغییر در نفوذ آب و فرآیندهای تولید رواناب و در نهایت تأثیر بر کل چرخه آب از سکو واحد تا شیب، حوزه آبریز و مقیاس چشم انداز میشود. جامعه علمی چندین دهه است که در حال بررسی آثار زیست محیطی مربوط به سکو و فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی در مناظر پلکانی است. با توجه به خلا تحقیقاتی در بررسی اثرات این عملیات کنترل فرسایش و رواناب در کشور بهطور عام و در منطقه هدف بهطور خاص، پژوهش حاضر به بررسی تغییرپذیری مولفه های هیدرولوژیکی مثل رواناب و هدررفت خاک در تاکستانها و انارستانهای سکوبندی شده و فاقد سکوبندی در شرایط رگبار طبیعی پرداخت. براساس نتایج، شایسته است که اقدامات سکوبندی در برنامههای مدیریت روانابها در جهت افزایش رطوبت و نگهداشت خاک که سبب افزایش تولید و درآمد خالص بهرهبرداران خواهند شد با مشارکت مردم در قالب طرحهای یارانهای با تشویق بهرهبرداران با ارائه تسهیلات بانکی بلاعوض، اجرای این عملیات بهعنوان یک فرهنگ نهادینه شود. نهایتا این که سکوبندی به عنوان روشی کم هزینه می تواند در بهبود سازندهای حساس به تولید رواناب ، ایجاد فرسایش و رسوب عمل کند.
فهرست منابع
1. Al Qudah, K., Abdelal, Q., Hamarneh, C., & Abu-Jaber, N. (2016). Taming the torrents: The hydrological impacts of ancient terracing practices in Jordan. Journal of Hydrology, 542, 913-922. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2016.09.061. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2016.09.061]
2. Al Qudah, K., Abu-Jaber, N., Jaradat, R., & Awawdeh, M. (2015). Artificial rainfall tests, soil moisture profiles and geoelectrical investigations for the estimation of recharge rates in a semi-arid area (Jordanian Yarmouk River Basin). Environmental Earth Sciences, 73(10), 6677-6689. DOI:10.1007/s12665-014-3889-y. [DOI:10.1007/s12665-014-3889-y]
3. Darabi, M., Qara, D., & Najabat, M. (2017). Evaluation of the performance of watershed management plans on the amount of erosion and sediment transport in the catchment area of Sivand dam in Fars province. Journal of Hydrogeomorphology, 14(6), 218-199.
4. Darabi, M, Malekinejad, H, & Talebi, A. (2019). Evaluation of the performance of watershed management plans on the flood situation of Sivand Dam catchment area in Fars province. Journal of Hydrogeomorphology, 23(6), 83-105.
5. Deng, C., Zhang, G., Liu, Y., Nie, X., Li, Z., Liu, J., & Zhu, D. (2021). Advantages and disadvantages of terracing: A comprehensive review. International Soil and Water Conservation Research. 9(3), 344-359.
https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.03.002 [DOI:10.1016/j.iswcr.2021.03.002.]
6. Jia, X., Zhu, Y., & Luo, Y. (2017). Soil moisture decline due to afforestation across the Loess Plateau, China. Journal of Hydrology, 546, 113-122.
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.01.011 [DOI:10.1016/j.jhydrol.2017.01.011.]
7. Klarostaghi, A., Ahmadi, H., & Ismaali, A. (2008). Comparison of runoff and sediment production in different agricultural use treatments. Iranian Scientific-Research Journal of Watershed Sciences and Engineering, 2(5), 41-52. 20.1001.1.20089554.1387.2.5.5.2.
8. Katebi Kord, A., Sadeghi, H., &Singh, V P. (2023). Effects of Different Methods for Calculation of Topographic Factor on Precision of Storm-Wise Soil Loss Estimation. Journal of Watershed Management Research. 14(28), 1-13. doi:10.61186/jwmr.14.28.1 [In Persian] [DOI:10.61186/jwmr.14.28.1]
9. Mein, R. G., & Larson, C. L. (1973). Modeling infiltration during a steady rain. Water Resources Research, 9(2), 384-394.
https://doi.org/10.1029/WR009i002p00384 [DOI:10.1029/WR009i002p00384.]
10. Nili, N. (2000). Investigating the role of terracing in reducing erosion and improving the agricultural, economic and social conditions of watershed residents. Second National Erosion and Sedimentation Conference, Lorestan, Khorramabad.
11. Navas, N. (1993). Soil losses under simulated rainfall in semi-arid shrublands of the Ebro Valley, Spain. Soil Use and Manage, 9(4), 152-156. [DOI:10.1111/j.1475-2743.1993.tb00946.x]
12. Nearing, M. A., Wei, H., Stone, J. J., Pierson, F. B., Spaeth, K. E., Weltz, M. A., ... & Hernandez, M. (2011). A rangeland hydrology and erosion model. Transactions of the ASABE, 54(3), 901-908. [DOI:10.13031/2013.37115]
13. DOI: 10.13031/2013.37115. [DOI:10.13031/2013.37115]
14. Novotny, V., & Olem, H. (1994). Water Quality: Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution. Van Nostrand Reinhold, New York. P: 46.
15. Vice President of Strategic Planning and Supervision. (2008). Basics of designing and implementing guidelines for erosion control structures, guidelines and technical guidelines for belt design and implementation. Publication No. 450-2.
16. Pijl, A., Quarella, E., Vogel, T. A., D'Agostino, V., & Tarolli, P. (2021). Remote sensing vs. field-based monitoring of agricultural terrace degradation. International Soil and Water Conservation Research, 9(1), 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2020.09.001 [DOI:10.1016/j.iswcr.2020.09.001.]
17. Parvizi, Y. (2014). Investigating the efficiency of traditional methods of rainfed tree planting along with biomechanical operations of watershed management for carbon sequestration in the vegetation areas of North and Central Zagros, Scientific-Research Journal of Watershed Engineering and Management. 7(4), 351-341. [DOI:10.22092/ijwmse.2015.103080.]
18. Rockström, J., & Falkenmark, M. (2015). Agriculture: Increase water harvesting in Africa. Nature News, 519(7543), 283. DOI:10.1038/519283a. [DOI:10.1038/519283a]
19. Rahi, Gh,. Fakhri, F,. and Toosi, T. (2009). Survey and Social Evaluation of Traditional Watershed Structures in Bushehr province, 5th National Conference, 1-7.
20. Refahi, H. (2014). Water erosion and its control. Tehran University Press, 7th edition, 674 pages.
21. Rutebuka, J., Uwimanzi, A. M., Nkundwakazi, O., Kagabo, D. M., Mbonigaba, J. J. M., Vermeir, P., & Verdoodt, A. (2021). Effectiveness of terracing techniques for controlling soil erosion by water in Rwanda. Journal of Environmental Management, 277, 111369. [DOI:10.1016/j.jenvman.2020.111369]
22. Soleimani, F. (2014). Investigating the effectiveness of watershed management measures on the amount of erosion and sedimentation in the Khorsan Valley watershed based on the modified Psiak method. Watershed Promotion and Development Journal, 3(10).
23. Wei, H., Nearing, M. A., & Stone, J. J. (2007). A comprehensive sensitivity analysis framework for model evaluation and improvement using a case study of the rangeland hydrology and erosion model. Transactions of the ASABE, 50(3), 945-953. DOI:10.13031/2013.23159. [DOI:10.13031/2013.23159]
24. Wei, W., Chen, D., Wang, L., Daryanto, S., Chen, L., Yu, Y., & Feng, T. (2016). Global synthesis of the classifications, distributions, benefits and issues of terracing. Earth-Science Reviews, 159, 388-403. DOI:10.1016/j.earscirev.2016.06.010. [DOI:10.1016/j.earscirev.2016.06.010]
25. Weltz, M. A., Jolley, L., Nearing, M., Stone, J., Goodrich, D., Spaeth, K., & Wei, H. (2008). Assessing the benefits of grazing land conservation practices. Journal of Soil and Water Conservation, 63(6), 214A-217A. DOI:10.2489/jswc.63.6.214A. [DOI:10.2489/jswc.63.6.214A]
26. Wen, Y., Kasielke, T., Li, H., Zhang, B., & Zepp, H. (2021). May agricultural terraces induce gully erosion? A case study from the Black Soil Region of Northeast China. Science of The Total Environment, 750, 141715. DOI:10.2489/jswc.63.6.214A. [DOI:10.2489/jswc.63.6.214A]
27. Xu, G., Zhang, T., Li, Z., Li, P., Cheng, Y., & Cheng, S. (2017). Temporal and spatial characteristics of soil water content in diverse soil layers on land terraces of the Loess Plateau, China. Catena, 158, 20-29. 10.1016/j.catena.2017.06.015. [DOI:10.1016/j.catena.2017.06.015]
28. Yousefi, M. E., & Shirani, K. (2023). Assessment of Maximum Entropy (ME) to identify Effective Factors on Gully Erosion and Determination of Sensitive Areas in Alaa Semnan Watershed. Journal of Watershed Management Research, 14.28: 37-54. [DOI:10.61186/jwmr.14.28.37]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
