ارزیابی عملکرد اقدامات مکانیکی و بیومکانیکی آبخیزداری بر تغییرات سیلاب، فرسایش و رسوب و پوشش گیاهی در مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بادکش شهرستان میناب)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایـران

چکیده

هدف: هدف از این پژوهش بررسی میزان اثربخشی فعالیت‌های آبخیزداری انجام‌شده در‌ سطح حوزه آبخیز بادکش بود.
روش و داده­‌ها: بدین منظور اطلاعات دوره قبل از اجرای فعالیت‌های آبخیزداری از گزارش‌ها و مطالعات انجام شده استحصال شد. نقشه‌های پایه منطقه نظیر توپوگرافی، زمین‌شناسی و غیره تهیه شد. سپس با مراجعه به منطقه مورد مطالعه از کلیه اقدامات آبخیزداری انجام شده در حوزه، بازدید به عمل آمد. در ارتباط با عملیات بیولوژیک و بیومکانیکی برای بررسی تغییرات پوشش گیاهی از مقایسه شاخص NDVI در دو زمان قبل و بعد از انجام عملیات آبخیزداری استفاده شد. مقایسه فرسایش و رسوب قبل و بعد از عملیات با استفاده از مدل برآوردی مطالعات اولیه (MPSIAC) انجام و اثربخشی و کارایی عملیات آبخیزداری بر فرسایش و رسوب، ‌سیل و پوشش گیاهی بررسی گردید.
یافته‌­ها: نتایج نشان داد تعداد ۱۵ مورد عملیات مکانیکی شامل ۱۴ مورد بند سنگی ملاتی و یک مورد پخش سیلاب در حوزه اجرا شده است. این عملیات‌ قابلیت تله‌اندازی رسوبی در حدود ۷۵۱۸۷۳۳ مترمکعب را دارا هستند، از این حجم مخزن، ‌‌ حدوداً ۵۷۵۴۹۱۰ مترمکعب توسط رسوبات آورده شده از بالادست حوزه تاکنون به تله افتاده است. میزان فرسایش ویژه از ۸/۷۴ تن در هکتار به ۷/۴۶ تن در هکتار رسیده است و میزان رسوب نیز کاهش محسوسی داشته است. دو عرصه ۲۰۰ و ۵۸ هکتاری از اراضی حوضه تحت عملیات بیومکانیکی هلالی‌های آبگیر قرار گرفته و در داخل هلالی‌‌های آبگیر نیز عملیات بیولوژیک کپه‌کاری انجام شده است.
نتیجه‌­گیری: نتایج نشان می‌دهد  تغییرات زمانی شاخص NDVI برای کل حوزه دارای روند مثبت بوده و از سال ۲۰۱۸ به بعد با اجرای عملیات بیومکانیکی در عرصه موردنظر مقدار این شاخص نسبت به میانگین بلندمدت کل حوزه، افزایش یافته است.
نوآوری، کاربرد نتایج:  تاکنون ارزیابی اثرات اقدامات آبخیزداری کمتر انجام شده است. بررسی اثربخشی این اقدامات می‌تواند به تداوم این اقدامات یا تغییر در نحوه اجرای آن‌ها کمک کند. این امر می‌تواند به جلب توجه تصمیم‌گیرندگان حوزه آبخیز در جهت سرمایه‌گذاری کمک کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the performance of mechanical and biomechanical measures of watershed management on changes in floods, erosion, sedimentation and vegetation in arid and semi-arid areas. (Case study: Badkash Watershed in Minab City)

نویسندگان [English]

  • Masoud Motaghian
  • Seyed Hassan Alavinia
  • Reza Ghazavi
Department of Nature Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Kashan, Kashan, Iran
چکیده [English]

Aim: This research investigates the effectiveness of watershed management activities carried out in the Badkash watershed. 
Material & Method: All the watershed measures carried out in the area were visited. In connection with biological and biomechanical operations, the NDVI index was compared twice before and after the watershed operation to investigate vegetation changes. The comparison of erosion and sedimentation before and after the operation was carried out using the estimated model of preliminary studies (MPSIAC), and the effectiveness and efficiency of watershed operations on erosion and sedimentation, flood, and vegetation were investigated. 
Finding: Measures taken in the area can trap sediments of about 7518733 cubic meters; of this tank volume, about 5754910 cubic meters have been trapped by the sediments brought upstream of the basin. The rate of specific erosion has increased from 8.74 tons per hectare to 7.46 tons per hectare, and the amount of sedimentation has also decreased significantly. Two areas of 200 and 58 hectares of the basin lands have also been subjected to the biomechanical operation of catchment crescents, and biological mounding operations have also been carried out inside the catchment crescents. 
Conclusion: The results show that the temporal changes of the NDVI index for the entire area have a positive trend, and since 2018, with the implementation of biomechanical operations in the desired area, the value of this index has increased compared to the long-term average of the entire area.
Innovation: Until now, the evaluation of the effects of watershed management measures has been done less. Examining the effectiveness of these measures can help to continue these measures or change how they are implemented. This can help attract the attention of watershed decision-makers in the direction of investment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Effectiveness
  • soil protection
  • biological operations
  • mechanical operations
  • watershed management

مراجع

اختصاصی، محمدرضا. چزگی، جواد. و خواجویی، مریم. (1400). ارزیابی پروژه‌های آبخیزداری و ارائه راهبرد و راهکار مناسب جهت توسعه آنها با استفاده از مدل SWOT و AHP در مناطق خشک و نیمه‌خشک. مهندسی و مدیریت آبخیز. 13 (1): 64-55.
باقریان کلات، علی، لشکری پور، غلامرضا، و غفوری، محمد. (1400). ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری بر پوشش گیاهی و میزان فرسایش و رسوب در حوزه آبخیز کاخک. علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، 23(7 (پیاپی 110))، 51-63.
چمن پیرا، رضا. و روغنی، محمد. (1397). ارزیابی تأثیر عملیات آبخیزداری در کاهش سیلاب حوضه دادآباد. نشریه علمی - پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز. 10 (3): 360-350.
خالدیان، حسین. و بیات، رضا. (1396). نقش پروژه‌های آبخیزداری در کاهش فرسایش و رسوب حوزه‌های آبخیز. محیط‌زیست و مهندسی آب. 3 (3): 213-200.
شیروی، بیتا.، گلکاریان، علی. و ابوطالبی پیرنعیمی، علی. (1395). بهینه‌سازی مکانی بندهای آبخیزداری جهت کنترل 25‌، 50 و 75 درصدی سیلاب (مطالعه موردی زیرحوزه‌ای از کشف رود). تحقیقات آب و خاک ایران. 3: 611-605.
فروتن، الهام. (1400). ارزیابی اثر اقدامات بیولوژیکی آبخیزداری بر سیلخیزی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز پردیسان در استان قم). فصلنامه علمی - پژوهشی اطلاعات جغرافیایی. 3 (120): 186-170.
فروزه، محمدرحیم. و حشمتی، غلامعلی. (1387). بررسی تاثیر عملیات پخش سیلاب بر برخی از ویژگی‌های پوشش گیاهی و خاک سطحی (مطالعه موردی: دشت گربایگان فارس). پژوهش سازندگی در منابع طبیعی. 79: 20-11.
قائمی، محمدطاها. (1383). بررسی تأثیر پخش سیلاب در وضعیت، گرایش و تغییرات پوشش گیاهی مرتعی آبخوان پلدشت آذربایجان غربی. جنگل و مرتع. 66: 66-47.
کوهدرزی مقدم، مینا، تقی­پور، سید مهدی. و عرفانی پورقاسمی، و. (1401). اثربخشی اقدامات آبخیزداری در کاهش فرسایش خاک و تولید رسوب (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دهلکوه). مدلسازی و مدیریت آب و خاک. 2 (4): 17-1.
مهدی‌پور، آزاده.، طغرلی، نورا. و قائم مقامیان، شهرام. (۱۳۸۶). ارزیابی و اثر بخشی عملیات ابخیزداری مطالعه موردی: بند خاکی لاله زار واقع در استان کرمان، چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران مدیریت حوزه های آبخیز، کرج، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران.
نجفی­نژاد، علی، تلوری، عبدالرسول. و تاجیکی، مریم. (1397). ارزیابی اثر اقدامات آبخیزداری بر سیلخیزی حوضة رامیان با استفاده از مدل HEC-HMS. مجله پژوهش آب ایران. 12 (3): 26-19.
Bai, L., Wang, N., Jiao, J., Chen, Y., Tang, B., Wang, H., Chen, Y., Yan, X., & Wang, Z. (2020). Soil erosion and sediment interception by check dams in a watershed for an extreme rainstorm on the Loess Plateau, China. International Journal of Sediment Research, 35(4), 408-416
Dabiri, S. S., Sofi, M., & Talbbedokhti, N. (2014). Effect of watershed check dams in control sediment (case study: Eghlid & Marvdasht & Mamsani watershed). Journal of water Resources Engineering, 6, 1-21.
Estapa, M., Valdes, J., Tradd, K., Sugar, J., Omand, M., & Buesseler, K. (2020). The neutrally buoyant sediment trap: two decades of progress. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 37(6), 957-973.
Haregeweyn, N., Berhe, A., Tsunekawa, A., Tsubo, M. & Derege Tsegaye M. (2012). Integrated Watershed Management as an Effective Approach to Curb Land Degradation: A Case Study of the Enabered Watershed in Northern Ethiopia, Environmental Management, 50, 1219–1233.
Jalili Pirani, F. & Mousavi, S. A., (2016). Integrating socio-economic and biophysical data to enhance watershed management and planning, Journal of Hydrology, 540, 727-735.
Narendra, B. H., Siregar, C. A., Dharmawan, I. W. S., Sukmana, A., Pramono, I. B., Basuki, T. M., ... & Yuwati, T. W. (2021). A review on sustainability of watershed management in Indonesia. Sustainability, 13(19),11125. https://doi.org/10.3390/su131911125.
Nyssen, J., Poesen, J., Descheemaeker, K., Haregeweyn, N., Haile, M., Moeyersons, J., ... & Deckers, J. (2008). Effects of region-wide soil and water conservation in semi-arid areas: the case of northern Ethiopia. Zeitschrift Fur Geomorphologie, 52(3), 291.
Roshani R. (2003). Evaluating the effect of check dams on flood peaks to optimize the flood control measures, Kan case study in Iran. MA thesis. International Institute for Geo-information Science and Earth Observation in partial fulfillment of the requirements. 43 p.
Santhi, C., Srinivasan, R., Arnold, J. G., & Williams, J. R. (2006). A modeling approach to evaluate the impacts of water quality management plans implemented in a watershed in Texas. Environmental modelling & software, 21(8), 1141-1157.
Sutanto, S.J. & Ginting, S. (2009). Use of Proposed Reservoirs to Reduce Flood in Semarang City, International Seminar on Climate Change Impacts on Water Ressources and Coastal Management in Developing Countries, 1-10, Manado Indonésie.
Wu, S., Sun, L., Zhang, B., Yin, Z., Guo, H., Siddique, K.H., & Yang, J. (2022). Assessing the performance of conservation measures for controlling slope runoff and erosion using field scouring experiments. Agricultural Water Management, 259, 107212.
Xiang-zhou, Xu. Hong-wu, Zh. & Ouyang, Zh. (2004). Development of check-dam systems in gullies on the Loess Plateau, China. Environmental Science and Policy. 7(2): 79-86.
Xu Y. D. Fu B. J. & He C. S. (2013). Assessing the hydrological effect of the check dams in the Loess Plateau, China, by model simulations. Hydrology and Earth System Sciences. 17(6): 2185-93.
Yuan, S., Li, Z., Li, P., Xu, G., Gao, H., Xiao, L., ... & Wang, T. (2019). Influence of check dams on flood and erosion dynamic processes of a small watershed in the Loss Plateau. Water, 11(4), 834.
Zhang, Z., Chai, J., Li, Z., Chen, L., Yu, K., Yang, Z., Zhang, X., & Zhao, Y. (2022). Effect of check dam on sediment load under vegetation restoration in the Hekou-Longmen Region of the Yellow River. Frontiers in Environmental Science, 713.
مطالعات جغرافیایی مناطق خشک
دوره 14، شماره 53
مهر 1402
صفحه 84-67

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار