وبلاگ جامع
,وبلاگ جامع فروش انواع فایلوبلاگ جامع
,وبلاگ جامع فروش انواع فایلپایان نامه بررسی امکان برآورد فرسایش کنار رودخانهای در بازه ی پل
پایاننامه کارشناسی ارشد
عنوان :
بررسی امکان برآورد فرسایش کنار رودخانهای در بازه‌ی پل الماس
با فرمت قابل ویرایش word
تعداد صفحات: 120 صفحه
تکه های از متن به عنوان نمونه :
چکیده:
مشخص نمودن درجه فرسایش‌پذیری خاک در حوزه و نمایش آن به صورت نقشه در محیط GIS، در مدیریت بهینه از منابع آب و خاک موثر می‌باشد. برای ارزیابی فرسایش در حوزه‌های آبخیز معمولاً از روابط تجربی استفاده می‌شود. در این تحقیق که در حوزه آبخیز بالخلوچای در استان اردبیل به انجام رسیده، ابتدا پارامترهای موثر در ایجاد فرسایش کنار‌رودخانه‌ای موجود در منطقه شامل عوامل توپوگرافی، خاک و زمین، هیدرولوژی، تغییرات کاربری مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه، عوامل متغیر به پارامترهای سری زمانی، فیزیوگرافی، هیدرولوژی و عوامل زمینی طبقه‌بندی شدند. در پارامترهای زمانی در چهار مقطع زمانی 1334 با استفاده از عکس‌های هوایی، سال 1359 با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای TM، سال‌های 1389 و 1392 با تصاویر Google Earth تهیه شد و سطح موثر فرسایش رودخانهای مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار فرسایش با استفاده از روابط تجربی متعدد بدست آمد، ولی نتایج بدست آمده قابل قبول نبود. سپس از تعیین متغیرهای مستقل شامل (عوامل توپوگرافی، هیدرولوژی، فرسایش پذیری خاک و عوامل زمینی (و سطح موثر فرسایش رودخانهای به عنوان متغیر وابسته، با تجزیه و تحلیل آن‌ها در نرم افزار SPSS و استفاده از آزمون رگرسیونی چند متغیره، روابط برآورد مقدار فرسایش کنار رودخانهای در چهار حالت مختلف بدست آمد و پارامترهای محیط بازه، دبی پیک، کشت آبی، زمان تمرکز، مرتع و مسکونی نقش بسیار زیادی در تشدید فرسایش کنار رودخانهای از خود نشان می‌دهند. چرا که در رگرسیون چند متغیره جز اولین پارامترهایی هستند که وارد مدل میشوند.
کلید واژهها:
بالخلوچای، فرسایش کنار رودخانهای، رگرسیون چند متغیره، GIS
فهرست مطالب
شماره و عنوان مطالب | صفحه |
فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه..........................................................................................................................................................................2 1- 2- کلیات .........................................................................................................................................................................6
1-2-1- آشنایی با مفاهیم فرسایش.......................................................................................................................................6
1-2-2- عوامل موثر در فرسایش آبی....................................................................................................................................7
1-2-2-1- عوامل اقلیمی.......................................................................................................................................................7
1-2-2-2- فرسایش‌پذیری خاک...........................................................................................................................................8
1-2-2-3- شیب زمین..........................................................................................................................................................9
1-2-2-4- پوشش گیاهی.......................................................................................................................................................9
1-2-2-5- مدیریت (نحوه بهره‌برداری از اراضی) ...............................................................................................................9
1-2-3- انواع فرسایش آبی....................................................................................................................................................10
1-2-4- ساماندهی رودخانه....................................................................................................................................................17
1-3- ضرورت و اهداف تحقیق.............................................................................................................................................18
1-4- فرضیه و روش شناسی تحقیق....................................................................................................................................20
فصل دوم: مروری بر منابع
2-1 مروری بر منابع...............................................................................................................................................................23
2-1-1- تحقیقات صورت گرفته در خارج از کشور................................................................................................................23
2-1-2- تحقیقات صورت گرفته در داخل کشور.....................................................................................................................27
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1- ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه...................................................................................................................................32
3-1-1- مشخصات فیزیوگرافی و توپوگرافی حوزه آبخیز..................................................................................................33
3-1-2- اقلیم منطقه ..........................................................................................................................................................34
3-1-3- زمین شناسی و خاکشناسی...................................................................................................................................34
3-1-3-1- مشخصات زمین شناسی ................................................................................................................................34
3-1-3-2- خصوصیات خاک‌های حوزه آبخیز....................................................................................................................35
3-1-4- پوشش گیاهی حوزه آبخیز بالخلوچای...................................................................................................................35
3-1-5- هیدرولوژی..............................................................................................................................................................37
3-1-6- انواع فرسایش‌های موجود در حوزه آبخیز بالخلوچای...........................................................................................38
3-2- روش تحقیق ...............................................................................................................................................................38
3-2-1- بررسی عوامل محیطی مؤثر فرسایش کنار رودخانهای موجود در منطقه.............................................................39
3-2-1-1- عوامل توپوگرافی................................................................................................................................................39
3-2-1-2- عوامل مربوط به زمین........................................................................................................................................45
3-2-1-3- عوامل انسانی........................................................................................................................................................47
3-2-2- ترکیب باندها از طریق تصاویر ماهواره‌ای..............................................................................................................48
3-2-3- حوزه بالادست رودخانه مورد مطالعه..........................................................................................................................49
3-2-4- مشخصات هندسی رودخانه بالخلو.............................................................................................................................50
3-2-5- بررسی فرسایش کنار رودخانهای با روابط تجربی....................................................................................................59
3-2-6- برآورد مقادیر فرسایش کنار رودخانهای در سری زمانی و بازه‌های مجزا ...............................................................60
3-2-8- بررسی و تجزیه و تحلیل تأثیر عوامل مختلف در رخداد فرسایش کنار رودخانهای...............................................60
3-2-8-1- بررسی آماری رابطه عوامل مؤثر..........................................................................................................................60
3-3- روش اجرای طرح...........................................................................................................................................................61
فصل چهارم: نتایج
4-1- نقش عوامل محیطی موثر در ایجاد انواع فرسایش آبی در منطقه................................................................................66
4-1-1- نتایج فیزیوگرافی حوزه آبخیز بالخلوچای و حوزه بالادست......................................................................................66
4-1-2- نتایج بررسی وضعیت زمین‌شناسی حوزه آبخیز بالخلوچای .....................................................................................68
4-1-3- نتایج خاک حوزه آبخیز بالخلوچای ...........................................................................................................................71
4-2- نتایج بررسی فرسایش کنار رودخانهای با استفاده از روابط تجربی...............................................................................73
4-3- برآورد مقادیر فرسایش کنار رودخانهای در سری زمانی و بازه‌های مجزا.......................................................................74
4-4- نتایج بررسی عوامل موثر و تعیین روابط بین عوامل انتخابی با تغییرات فرسایش کنار رودخانهای...............................87
4-5- روابط بین عوامل زمین محیطی متغیر با تغییرات فرسایش کنار رودخانهای................................................................88
4-5-1- تغییرات شبکه هیدروگرافی در طی زمان.................................................................................................................88
4-5-2- تغییرات کاربری اراضی در طی زمان........................................................................................................................89
4-6- مهمترین عوامل مؤثر در رخداد فرسایش کنار رودخانهای...........................................................................................89
فصل پنجم: بحث و نتیجه‌گیری
5-1- بحث...............................................................................................................................................................................91
5-2- نتیجه‌گیری.....................................................................................................................................................................93
5-3- پیشنهادها........................................................................................................................................................................94
فهرست منابع و مآخذ..............................................................................................................................................................96
فهرست جدولها
شماره و عنوان جدول | صفحه |
جدول 3-1- مشخصات ایستگاه‌های هیدرومتری حوزه آبخیز بالخلوچای.......................................................................38
جدول 3-2- روابط فرسایش کنار رودخانهای......................................................................................................................59 جدول 4-1- مشخصات فیزیوگرافی حوزه آبخیز بالخلوچای و بالادست حوزه مورد نظر..................................................66
جدول 4-2- راهنمای نقشه زمین شناسی حوزه آبخیز و ضریب مقاومت سازندها و سنگ‌ها به فرسایش........................71
جدول 3-4- مشخصات واحد اراضی، شیب، مشخصات خاک‌ها و تقسیم بندی آن‌ها به روش فائو.................................72
جدول 4-4- پارامترهای فیزیوگرافی 6 بازه حوزه آبخیز مورد نظر.....................................................................................75
جدول 4-5- متغیرهای وارد شده به پارامترهای فیزیوگرافی...............................................................................................76
جدول 4-6- پارامترهای هیدرولوژی 6 بازه حوزه آبخیز مورد نظر........................................................................................77
جدول 4-7- متغیرهای وارد شده به پارامترهای هیدرولوژی................................................................................................81
جدول 4-8- عوامل زمینی 6 بازه حوزه آبخیز مورد نظر........................................................................................................82
جدول 4-9- متغیرهای وارد شده به عوامل زمینی............................................................................................................... 83
جدول 4-10- مشخصات مربوط به سری زمانی (58 سال) ....................................................................................................84
جدول 4-11- متغیرهای وارد شده به سری زمانی..................................................................................................................84
جدول 4-12- متغیرهای وارد شده به پارامترهای کلی...........................................................................................................86
جدول 4-13- روابط عددی بین فرسایش کناری با پارامترهای منتخب و نتایج حاصل از خروجی نرم‌افزار spss............87
جدول 4-14- نحوه تغییر تراکم زهکشی زیرحوزه ها در 4 مقطع زمانی..............................................................................90
فهرست شکلها
شماره و عنوان شکل | صفحه |
شکل 3 – 1- موقعیت حوزه آبخیز مورد مطالعه در کشور........................................................................................................32
شکل 3 – 2- نقشه مدل رقومی طبقات ارتفاع (DEM) ........................................................................................................41
شکل 3 – 3- نقشه طبقات شیب..............................................................................................................................................42
شکل 3 – 4- نقشه جهت..........................................................................................................................................................44
شکل 3-5- وضعیت توپوگرافیکی و فرسایشی منطقه در روی تصویر ماهواره‌ای و تهیه ترکیب رنگی کاذب با استفاده از تصاویر ماهواره TM..................................................................................................................................................................48
شکل 3 – 6- نقشه حوزه بالادست...........................................................................................................................................49
شکل 3 – 7- پلان بازه‌ای از رودخانه بالخلو و پلان مقاطع عرضی تهیه شده........................................................................50
شکل 3-8- نمای کلی از مقاطع پروفیل برداری شده ( تصاویر 2013) ..................................................................................51
شکل 3-9- نمای جزئی از مقاطع پروفیل برداری شده (تصاویر 2013) .................................................................................51
شکل3-10- نمای جزئی از مقاطع پروفیل برداری شده ( تصاویر 2013) ..............................................................................52
شکل3-11- نمای جزئی از تصاویر 2013...............................................................................................................................52
شکل 3-12- نمای جزئی از تصاویر 2013.............................................................................................................................53
شکل 3-13- نمای جزئی از عکس هوایی سال 34 و رودخانه مورد نظر................................................................................53
شکل 3-14- نمای جزئی از عکس هوایی سال 34 و رودخانه مورد نظر................................................................................54
شکل 3-15- نمای جزئی از عکس هوایی سال 34 و رودخانه مورد نظر................................................................................54
شکل3-16- نمای کلی از تصاویر سال 2010..........................................................................................................................55
شکل 3-17- نمای جزئی از تصاویر سال 2010......................................................................................................................55
شکل 3-18- نمای جزئی از تصاویر سال 2010......................................................................................................................56
شکل 3-19- نمای جزئی از تصاویر سال 2010......................................................................................................................56
شکل 3-20- نمای کلی از تصاویر ماهواره‌ای سال 1359.......................................................................................................57
شکل 3-21- نمای جزئی از تصاویر ماهواره‌ای سال 1359.....................................................................................................57
شکل 3-22: عملیات صحرایی پروفیل‌برداری..........................................................................................................................58
شکل 3-23- عملیات صحرایی پروفیل‌برداری.....................................................................................................................58
شکل 4-1- نقشه زیرحوزه‌ها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز بالخلوچای و حوزه بالادست....................................................67
شکل 4-2- نقشه زمین‌شناسی منطقه.................................................................................................................................. 69
شکل 4-3- نقشه سنگ‌شناسی رودخانه..............................................................................................................................70
شکل 4-4- 21 مقطع عرضی آبراهه اصلی بالخلو چای........................................................................................................77
1-1- مقدمه
خاک، یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. اگر استفاده از خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولید آن و مبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمی‌رود. عاملی که موجودیت منابع آب و خاک را به خطر می‌اندازد، فرسایش است که همواره برای از بین بردن منابع عمل می‌کند (رفاهی، 1384).
امروزه بهره برداری بهینه از منابع آب و خاک به عنوان کلید توسعه مورد توجه خاص کشورهای دنیا بوده و در این میان موضوع فرسایش خاک و در نتیجه آن رسوبگذاری به عنوان یکی از مسائل مهم مطرح می‌باشد. فرسایش خاک در حوزه‌های آبخیز با توجه به تاثیرات منفی آن در پایین دست و بدلیل از دست رفتن منابع ارزشمند خاک حوزه حائز اهمیت بالایی بوده و انجام اقدامات حفاظت خاک و آبخیزداری در حوزه‌های تحت فرسایش خاک از جمله اقدامات اولویت‌دار اغلب کشورهای دنیا می‌باشد (شمسائی و صمدی، 1385).
باید در نظر داشت که فرسایش نه تنها خود خاک را از بین برده و یا حاصلخیزی آن را کاهش می‌دهد، بلکه با ایجاد رسوب مواد در آبراهه‌ها، سبب انسداد آن‌ها می‌شود. همچنین با پرکردن مخازن سدها، ظرفیت ذخیره آن‌ها را کاهش می‌دهد و در نتیجه عمر آن‌ها را کم می‌کند. بدین ترتیب فرسایش به برنامه توسعه کشاورزی منطقه که بر پایه این تأسیسات بنا شده است، لطمه وارد می‌سازد. اصلاح این نوع رسوبگذاری اگر غیر ممکن نباشد، دست کم کاری مشکل است. برای نمونه در حال حاضر اگر سدی از رسوب ناشی از فرسایش پر شود، تنها راه چاره رها کردن آن و جستجوی محلی دیگر برای سدسازی است. به همین دلیل، سرمایه‌گذاری‌ها باید بیش از آنکه صرف احیای منابع از دست رفته شود، باید برای پیشگیری از فرسایش به کار رود )رفاهی، 1384؛ دسکروکس[1] و گوتیر[2]، 2002).
فرسایش خاک هر چند یک پدیده طبیعی حتمی می‌تواند قلمداد شود، ولی تشدید آن بر اثر عوامل مصنوعی مانند اعمال نادرست انسان در بهره برداری از طبیعت، می‌تواند موجب بروز خطرات جدی و ایجاد نابسامانی‌هایی در زندگی بشر گردد. در دید کاتاستروف وجود فرسایش خاک نه تنها مضر نیست، بلکه باعث تشکیل و توسعه دشت‌ها و اراضی مناسب برای کشت و زرع می‌گردد. ولی در مقیاس زمانی کوتاه‌تر، فرسایش باعث از دست رفتن خاک و کاهش تولید می‌گردد. بنابراین برای انسان که نیاز به تولید غذا از خاک دارد، آسیب رسان است (فیلیپس[3]، 2002).
خاک یک منبع طبیعی است که در مقیاس زمانی کوتاه تجدیدپذیر نیست. فرسایش خاک نیز فرآیند اصلی تخریب خاک بشمار می‌رود که اثرات نامطلوبی را در آن باعث می‌شود. در توسعه پایدار منابع طبیعی، کاهش فرسایش خاک بایستی در اولویت اول برنامه‌ریزی‌ها قرار گیرد. فرسایش نه تنها باعث ایجاد خسارت بر روی خاک‌های کشاورزی و اراضی طبیعی می‌شود، بلکه در کیفیت آب‌ها و قدرت فرسایندگی آن‌ها نیز اثر داشته و باعث انتقال رسوب و ایجاد بسیاری از مسائل برون منطقه‌ای از قبیل سیل و ... می‌گردد )بیزونایس [4]و همکاران، .(2001
در مطالعات فرسایش خاک، نحوه ارزیابی خطر فرسایش و پهنه بندی اراضی به درجات با شدت‌های مختلف فرسایش، حائز اهمیت فراوان است، چرا که با شناسایی مناطق حاوی فرسایش و دارای توان بالقوه فرسایشی، می‌توان مدیریت صحیحی در استفاده از اراضی ارائه نمود و باعث کاهش فرسایش و یا جلوگیری از وقوع آن شد (مورگان[5]، 1996).
چون فرسایش نتیجه‌ای از ترکیب چندین عامل می‌باشد که بواسطه زمان و مکان تغییر می‌کنند، بنابراین هیچ روش ساده‌ای نمی‌تواند تمامی عوامل مربوطه را در ایجاد فرسایش در نظر گیرد، بخصوص در مناطقی که تأثیرات انسانی غالب می‌باشد. باید در نظر داشت که اساساً نمی‌توان عامل مشخص و معینی را به عنوان عامل اصلی فرسایش آبی در یک منطقه معرفی نمود، بلکه شرایط فرسایش موجود در منطقه را باید معلول تأثیرات متقابل مجموعه عوامل مؤثر در ایجاد فرسایش دانست. باید اذعان نمود که هر عامل، عامل دیگری را تقویت و یا از فعالیت آن باز می‌دارد (رفاهی، 1384).
با توجه به فرایند بسیار طولانی تشکیل خاک و نقش کلیدی آن به عنوان یکی از مهمترین نهاده‌های کشاورزی، لزوم حفاظت از آن اجتناب‌ناپذیر است. نرخ سالانه فرسایش خاک در ایران 33 تن در هکتار گزارش شده که 5/6 برابر حد مجاز و استانداردهای بین‌المللی است. میانگین سالانه فرسایش خاک نیز به حدود 15 تن در هکتار رسیده که سه برابر متوسط قاره آسیاست (بازرگان و همکاران، 1390). امروزه کمتر منطقه‌ای را در سطح ایران می‌توان یافت که در معرض فرسایش قرار نگرفته باشد (احمدی، 1388).
یکی از مهمترین اشکال فرسایش خاک، فرسایش کنار رودخانهای است که سالانه بخش قابل توجهی از اراضی مجاور را نابود می‌سازد (علی ابادی و همکاران، 1384). رودخانه‌ها و آبراهه‌ها تحت تأثیر عوامل طبیعی و یا دخالت‌های انسان دچار فرسایش بستر، فرسایش کنارهها و جابه‌جایی عرضی میشوند (صانعی و همکاران، 1387).
فرسایش کناره رودخانه‌ها عامل ناپایداری، جابه‌جایی و انتقال ذرات یا توده‌های خاک کناره می‌باشد. اگرچه فرسایش در رودخانه‌ها به صورت فرسایش کف و کنارهها توأماً دیده می‌شود، ولی رخداد فرسایش در کنارهها به صورت عمومی‌تر و رایج‌تر و موجب بروز مشکلات بیشتری نسبت به فرسایش کف می‌گردد. فرسایش کنار رودخانهای، موجب معضلات فراوانی در حاشیه رودخانه‌های آبرفتی می‌شود. تعریض بستر رودخانه‌ها، تخریب اراضی کشاورزی، تخریب راه‌های مجاور ساحل رودخانه‌ها، افزایش شدید غلظت رسوب و آلودگی آب رودخانه و تهدید پایداری سازه‌های احداث شده، بخشی از مشکلات ناشی از فرسایش کنار رودخانهای است. فرسایش کنار رودخانهای رودخانه‌های کشور، هر ساله زیان‌های جبران ناپذیری را وارد می‌کند و عموماً به صورت‌های گوناگون و با شدت و ضعف متفاوتی در رودخانه‌های آبرفتی به طور طبیعی دیده می‌شود؛ به ویژه در هنگام سیلاب و پرآبی رودخانه تغییرات سریع‌تری در مقطع رودخانه و کنارهها رخ خواهد داد ولی دخالت‌ها و اقداماتی که بشر در حاشیه و بستر رودخانه‌ها انجام می‌دهد، در بسیاری مواقع موجب تشدید روند فرسایش و منشأ بسیاری از خسارت‌های هنگفت شده است. بنابراین فرسایش در کنارهها می‌تواند یک پدیده طبیعی باشد و یا آنکه این پدیده، عارضی به دلیل تغییرات به وجود آمده توسط انسان در بستر رودخانه یا حاشیه آن است (آراسته و همکاران، 1383).
دلایل عمده تخریب سواحل و دیواره‌های رودخانه را می‌توان شسته شدن ذرات خاک در اثر جریان و امواج، شسته شدن پاشنه شیب سواحل و ریزش و گسیختگی درونی آن، افزایش شیب سواحل در اثر فرسایش و آب شستگی، افزایش فشار آب منفذی در حالت کاملاً اشباع، گسیختگی درونی شیب به علت نشت آب به سمت رودخانه، فرسایش ناشی از ورود زه‌آبهای کشاورزی و عوامل متعدد دیگر برشمرد (رفاهی، 1384).
رسوبات ناشی از فرسایش حوزه‌های آبریز معمولاً پس از بارندگی‌ها به رودخانه رسیده و با رسوبات ناشی از فرسایش دیواره بستر رودخانه همراه میشوند. این رسوبات تاسیسات آبی در مسیر رودخانه‌ها را تحت تاثیر قرار داده و عمر مفید مخازن را به خطر می‌اندازد.
در ایران همه ساله پهنه‌های وسیعی از اراضی مرغوب و حاصلخیز سواحل رودخانه و مسیل‌ها بر اثر عبور جریان‌های سیلابی فرسایش یافته و تخریب میشوند. بنابراین جهت ساماندهی و مدیریت رودخانه‌ها و کنترل فرسایش لازم است که ضمن شناخت و پیش بینی رفتار هیدرولیکی جریان، نواحی مستعد فرسایش کنار رودخانهای شناسایی گردیده و اقدامات لازم جهت کنترل آن‌ها به عمل آید (غفاری و همکاران، 1384).
