آبخیزداری

آبخیزداری

اسلاید 1: آبخيزداريآبخيزداري چيست؟ هدف از انجام آن چيست؟براي بيان تعريف آبخيزداري بايد در ابتدا معني حوضه آبخيزرا بدانيم.آبخيز:آبخيز واحدي هيدرولوژيك است كه به عنوان واحد فيزيكي, بيولوژيكي, سياسي, اجتماعي و اقتصادي براي طراحي ومديريت منابع طبيعي (آب, خاك , پوشش گياهي) پذيرفته شده است.به عبارت ديگر آبخيز منطقه اي توپوگرافي است كه توسط يك سيستم رودخانه زهكشي ميشود. تعريف آبخيز داري :آبخيزداري عبارت است از فرآيند تنظيم و اجراي اقدامات مناسب به منظور اداره منابع موجود در آبخيز, باكسب منافع, بدون آسيب رساندن به موجوديت اين منابع.علم آبخيزداري در اوايل قرن بيستم به دلايل زير ايجاد شده است :1- كسب دانش وآگاهي بيشتر درمورد دوره هيدرولوژيك وعملكرد آن.2-افزايش جمعيت وفشار حاصله از آن به اراضي ومنابع آب.3-افزايش بيش از حد مصرف آب كه ناشي از پيشرفت فن آوري وبالا رفتن سطح زندگي مردم بوده است.4- بروز مشكلات جديد وپيچيده مرتبط باآب از جمله: مشكل وجود مناطق سيل گير, ايجاد آلودگي آب, سكونت در مناطق خشك و...مديران امور برنامه ريزي, سرانجام پي بردند كه آبخيز ميتواند به عنوان بهترين واحد طبيعي براي اداره منابع طبيعي محسوب شود.

اسلاید 2: هدف از آبخيزداري:هدف مديريت منابع آبخيز عبارتند از:تحت كنترل درآوردن عمليات كشاورزي, دامپروري, ساختمان سازي, راهسازي,قطع درختان وبه طور كلي هرگونه عملي چه مفيد وچه مضر, چه مثبت وچه منفي, ارزيابي آنها وتوجه به وضعيت آبخيز براساس خصوصيات زمين شناسي, خاك شناسي, پوشش گياهي, اقليم شناسي, هيدرولوژي وارائه رهنمودها وپيشنهادها جهت اجرا و مديريت صحيح در مورد همه عوامل طبيعي وزيستي هر اكوسيستم در واحدهاي طبيعي خاص واعمال مديريت بر روي عواملي كه در توزيع آب وكيفيت هيدرولوژيكي تاثير دارند, تا به صورت مطلوب وعلمي, خاك حوضه آبخيز از فرسايش حفظ گردد. آبخيزداري الهي ترين نگاه به طبيعت است وآبخيزدار را ميتوان پزشك طبيعت ناميد. يك آبخيزدار خوب با بررسي دقيق ومطالعه علمي حوضه آبخيز, به تعبيري دردهاي يك حوضه را شناخته, ودرجهت درمان آن برنامه ريزي ميكند.آبخيزداري با نگاهي خدا گونه عرصه طبيعت را براي زيست و بهره برداري انسان مهيا ميكند.شايد اين تعابير كمي اغراق آميز به نظر برسد, اما ميشود تمام علوم راهديه اي از جانب خدا براي حكومت بر كره خاك دانست.اگر ما با اين ديد به علوم نگاه كنيم, هرگز آنها را در راه نابودي نوع بشر به كار نخواهيم بست.علوم مرتبط با آبخيزداري:يك پروژه ساده آبخيزداري از چند مطالعه مستقل تشكيل شده است كه هر كدام كارشناس مربوط به خودش را ميخواهد:1- مطالعه فيريوگرافي:اين مطالعه به بررسي خصوصيات ظاهري آبخيز ميپردازد.2- مطالعه هواشناسي: به طور كلي به بررسي اقليم منطقه ميپردازد.3- مطالعه هيدرولوژي: به بررسي آبهاي موجود در منطقه ميپردازد.4- مطالعه خاك شناسي: به مطالعه انواع خاكهاي موجود در منطقه وپتانسيل هاي آن ميپردازد.5- مطالعه زمين شناسي: به بررسي جنس ونوع سازندها و برخي عوامل مورفولوژيكي وقدمت سازندها وعوامل تشكيل آنها ميپردازد.6- مطالعه فرسايش و رسوب: به بررسي انواع فرسايش در حوضه وفرسايش پذيري وپتانسيل رسوبگذاري رودخانه ميپردازد.

اسلاید 3: 7- مطالعه پوشش گياهي: به بررسي تيپهاي مختلف گياهي منطقه ميپردازد وبرنامه چرا و شدت چرا را تعيين ميكند ودرصد وجود كلاسهاي مختلف را در حوضه مشخص ميكند.8- مطالعه اقتصادي: به بررسي شاخصهاي اقتصادي وارزيابي اقتصادي طرح مي پردازد.9- مطالعه كشاورزي واجتماعي: به بررسي عوامل كشاورزي واجتماعي آبخيز نشينان ميپردازد,شاخصهايي از قبيل: جمعيت, تعداد خانوار, چگونگي كسب درآمد, تعداد دام,انواع محصولات كشاورزي منطقه و... در اين مطالعه بررسي مي شود.10-عمليات بيولوژيك: به ارائه طرحهاي كاشت نهال, بذر كاري و... براي حفظ عرصه طبيعي آبخيز(از نظر پوشش گياهي) وبهبود وضعيت آن , وتثبيت بيولوژيك خاك از طريق پوشش گياهي مي پردازد.11-عمليات مكانيكي: ارائه طرحهايي از قبيل احداث بندهاي خاكي, گابيون, خشكه چين وعمليات ذخيره نزولات آسماني از طريق احداث فارو, تراس وبانكت بندي در اين مجموعه مي باشد.12- تلفيق: به تعبيري عصاره مطالعات فوق مي باشد كه طرحي جامع وكلي ارائه ميدهد وتعيين واحدهاي كاري همگن از بخشهاي تلفيق به حساب مي آيد كه در آن نقشه هاي تهيه شده از هر گزارش روي هم قرار مي گيرد و پليگون هاي حاصل به عنوان واحدكاري معرفي مي شوند. تلفيق گر براي هر يك از اين واحدها عمليات خاصي را پيشنهاد مي كند.در اين واحدها خصوصياتي از قبيل نوع خاك, مساحت, نوع تيپ (اعم از تيپهاي گياهي, رخنمون سنگي, زمينهاي ديم وزراعي و...),گروه هيدرولژيك خاك ,عمق خاك, بافت خاك , پتانسيل توليد هرزآب و... مشخص مي شود.يك نرم افزار تلفيق گر به طور عام است كه در منابع طبيعي و آبخيزداري نيز كاربرد دارد.اين نرم افزار مي تواند به عنوان يك تلفيق گر با دقت بسيار بالا عمل كند.Arc viewمعمول ترين و شناخته شده ترين نرم افزار دراين زمينه به شمار مي رود.يك متخصص در رشته آبخيزداري مي تواند برحسب نياز وعلاقه در تمام مطالعات فوق صاحب نظر باشد. لازم به ذكر است ارزيابي اقتصادي طرح در قسمت مطالعه اقتصادي مي باشد كه در آن به توجيح اقتصادي طرح پرداخته مي شود.

اسلاید 4: دو روش برای تخمین روانابرواناب سطحی به آن قسمت از بارندگی اطلاق می‌گردد که در روی زمین به طرف آبراهه‌ها، دریاچه‌ها یا دریاها به جریان می‌افتد. طراحی کانالها یا سازه‌هایی که بتوانند جریانهای آب سطحی را از خود عبور دهند، مستلزم تعیین حداکثر دبی رواناب، حجم رواناب، حجم آب جاری شده و نیز توزیع زمانی دبی آب است.عوامل موثر بر رواناب را میتوان به عوامل مربوط به بارندگی و عوامل مربوط به حوضه آبریز تقسیم نمود. عوامل بارندگی عبارتند از: 1ـ مدت بارندگی 2ـ شدت توزیع بارندگیعوامل حوضه آبریز عبارتند از: 1ـ اندازه و شکل حوضه 3ـ جهت حوضه 4 ـ پستی و بلندی 5ـ وضعیت زمین شناسی 6 ـ پوشش گیاهی سطح حوضه.در اینجا دو روش برای تعیین حداکثر رواناب که به منظور طراحی سازه‌های آبخیزداری به کار می‌روند ارائه شده است. به دلخواه میتوان هریک از این روشها را به کار برد یا آنکه از هر دو روش استفاده کرد و یکی به عنوان کنترل دیگری به کار گرفته شود.1 ـ تعیین مقدار حداکثر جریان (دبی) رواناب بوسیله روش استدلالیبا این روش مقدار جریان رواناب برای طرح تاسیسات به صورت معادله زیر توصیف می‌گردد:q= CiAکه در آن q : حداکثر جریان رواناب ( فوت مکعب در ثانیه) ،C ضریب جریان رواناب، i شدت بارندگی برای یک دروه بازگشت مشخص و برای زمانی معادل زمان تمرکز Time of concentration حوضه (اینچ در ساعت) و A سطح حوضه (ایکر) میباشد. زمان تمرکز یک حوضه عبارت است از مدت زمان لازم برای آن که آب بتواند از دورترین نقطه (از نظر مدت جریان آب) حوضه جریان پیدا کرده و به محل خروجی حوضه برسد. فرض میشود که وقتی مدت بارندگی مساوی زمان تمرکز باشد، تمام نقاط حوضه همزمان در جریان خروجی دخالت داشته باشند. جدول ویژه‌ای برای تخمین زمان تمرکز حوضه وجود دارد. ضریب جریان رواناب بدون بعد بوده و عبارت است از نسبت حداکثر مقدار رواناب به شدت بارندگی.

اسلاید 5: مقدار تقریبی ضریب رواناب برای شرایط مختلف پستی و بلندی، خاک و پوشش گیاهی در جداولی آماده شده است.2 ـ دبی اوج رواناب با استفاده از روش سازمان حفاظت خاکیکی ار راههای تخمین دبی اوج رواناب، استفاده از روش SCS است. در این روش به جای ضریب رواناب که در فرمول استدلالی استفاده میشد، از ضریبی به نام ضریب یا شماره منحنی استفاده میشود. در این رابطه، جدولی بر اساس برخی شرایط هیدرولوژیکی تهیه شده است. باید توجه داشت که ضریب رواناب و شماره منحنی هر کدام مستقلا به دست آمده‌اند و بین آنها ارتباطی وجود ندارد. در هر حال هر دوی آنها با نفوذپذیری خاک نسبت معکوس دارند.در روش SCS ابتدا متوسط وزنی شماره منحنی حوضه محاسبه میشود. با داشتن وسعت حوضه و بارندگی 24 ساعته گراف مشخصی که مربوط به آن شماره منحنی باشد انتخاب و دبی اوج رواناب محاسبه می‌شود. در انتخاب گراف باید توجه داشت که شیب زمین و تیپ بارندگی نیز در نظر گرفته شوند.

اسلاید 6: هیدروگرافهای روانابهیدروگراف ارائه گرافیکی یا جدولی شدت رواناب نسبت به زمان است. برای آنکه جریان رواناب ایجاد شود باید خاک در ابتدا اشباع باشد. به ویژه در حوضه‌هایی که جریان رواناب در اثر آبهای سطحی است نه آبهای زیرزمینی. در صورتی که بارندگی با شدت ثابت ادامه داشته باشد دبی رواناب به تدریج افزایش یافته تا سرانجام به نقطه ثابتی برسد. کلیه عواملی که به آنها اشاره گردید در شکل منحنی هیدروگراف موثرند.هیدروگراف از نظر روندیابی سیل در مخازن و آبراهه ها و پیشبینی اوج سیلابها بسیار حائز اهمیت است. مثال بسیار بارز در این مورد، تعدیل هیدروگراف رواناب رودخانه سن لورانس در آمریکا است که در واقع محل خروجی دریاچه‌های پنجگانه است. حداکثر دبی این رودخانه بیش از 20 درصد بزرگتر از حداقل دبی آن نیست. حال آنکه حداکثر دبی جریان رودخانه میسوری 2900 درصد بزرگتر از حداقل آن است. البته استخرهای کوچک، اثر تعدیل کننده چندانی ندارند. هیدروگراف اطلاعات زیادی در مورد حجم رواناب و دبی اوج به ما میدهد.

اسلاید 7: عوامل فرسایش خاکيكي ازعواملی که درکشاورزی بسیارمورد توجه قرارمی گیرد وعامل اصلی نابودی بسیاری اززمین های خاصلخیزکشاورزی وتبدیل آن به مکان های غیرقابل کشت می باشد پدیده فرسایش خاک است.متاسفانه درکشورما به دلیل توجه بیشتر مسئولان کشوری به بخش صنعت وعدم توجه آنان به بخش کشاورزی ونادیده گرفتن مشکلات آن،باعث شده که این،مسیر قهقرایی،سرعت بیشتری بگیرد.فرسایش خاک ازجمله نگرانی های عمده زیست محیطی قرن حاضراست. برپایه برآوردهای انجام شده براثرفرسایش خاک سالیانه چندین میلیون هکتارازاراضی کشاورزی جهان به کام نابودی کشیده می شود. برپایه همین برآوردپیش بینی می شودکه تاسال 2010 میلادی یک سوم تا یک پنجم اراضی کشاورزی براثرفرسایش خاک عقیم وغیراستفاده شوند.فعل وانفعالات فرسایش خاک وجایگزینی تپه های شنی به جای بسترهای حاصلخیزخاک تاسف انگیزاست واین فرآیند باعث مهاجرت هزاران نفرازروستائیان به سمت شهرها می گردد.یکی ازاساسی ترین مسائلی که باعث فرسایش خاک درایران وجهان شده است مسئله سیلاب هاست.جنگل هاطی قرنن های طولانی موجب پایداری خاک وذخیره سازی آب ورونق فعالیت های گوناگون کشاورزی بوده اند،ولی به مروروبا ازمیان رفتن تدریجی جنگل ها وپوشش های گیاهی دراین بهسرسبزخداوندی ،جاری شدن سیلاب متداول شده است .

اسلاید 8: هنگامیکه پوشش جنگلی براثرقطع بی رویه حالت مناسب وتراکمی خودرا ازدست می دهد .خاک آن منطقه به علت کمبود شاخ وبرگ وفاصله ایجاد شده بین آنها دربرابربارانهای شدید ورگبارهای تند بی دفاع مانده ومقاومت خودرا ازدست می دهد وبا کمترین بارش تند،مرگبارترین سیلابها را بوجود می آورد.با ازبین رفتن پوشش گیاهی ،باران هایی که برسطح خاک می بارد علاوه برشستن خاک وتبدیل شدن به روان آب توانایی نفوذ به داخل زمین را ازدست می دهد .پیامد بوجود آمدن روان آب وعدم نفوذ آب درخاک،پائین رفتن سفره های آب زیرزمینی است که اصلی ترین منبع آبیاری گیاهان درمناطق خشک است. به مرروزمان آنقدرآب وخاک وجود نخواهدداشت که یک کشاورزبتواند مایحتاج روزانه خودرا به دست آورد. ازاین روپدیده مهاجرت به شهرها شدت بیشتری خواهد گرفت که پیامدهای خاص خودرا به دنبال خواهدداشت.

اسلاید 9: متاسفانه درکشورما پدیده تخریب جنگل ها روند سریعی را درپیش گرفته است.عریانی بیش ازحد دامنه شمالی کوههای البرزکه درروزگاری نه چندان دورپوشیده ازجنگل وبیشه بوده است اکنون به خاطربی توجهی ما انسان ها درمعرض نابودی کامل قرارگرفته وفرسایش خاک،تراکم حرارتی ناشی ازتغییرات جوی ،کاهش رطوبت وازهمه مهمترتقلیل ونابودی پوشش گیاهی (به علت قطع بی رویه وعدم کاشت همزمان درخت ) ازپیامدهای نامطلوب این بی رحمی انسان نسبت به طبیعت اطراف خود است .شرایط اقلیمی ووضع کنونی زمین شناسی به گونه ای است که آن را به صورت یک کشورمستعد به فرسایش خاک درآورده است . ولی حقیقت آن است که میزان فرسایش خاک درایران بیش ازمقدارمورد نظرمی باشد.آمارنشان می دهد که تلفات خاک دراثرفرسایش درمملکت ما چندین برابربیش ازمیانگین آن درکشورهای آفریقایی واروپایی است.فرسایش خاک درایران یک مسیرصعودی داشته وبراساس اطلاعات منتشرشده متوسط سالانه تلفات خاک ناشی ازفرسایش درایران رشد قابل توجهی داشته است.به عقیده عموم کارشناسان مهمترین علت فرسایش خاک عوامل انسانی است.افزایش رشد جمعیت دراین دوران با نرخ سرسام آورآن نیازهای اقتصادی زیادی به دنبال داشته است ودرنتیجه جمعیت نیازبه مکانی برای زندگی دارند وافراد سودجوازاین مورد استفاده کرده وبه تخریبت جنگلها می پردازند.متاسفانه ناتوانی مراکزترویجی دراشاعه فرهنگ استفاده صحیح ازجنگل ها ومراتع براساس اصول علمی وفقدان مدارس آموزش منابع طبیعی کافی برای روستائیان وعشایرازعلل دیگرروند فوق بوده است.

اسلاید 10: برمبنای دلایل فوق انسان ازطریق افزایش تعداد دام درسطح مراتع وتخریب غیرقانونی جنگل ها ،عدم کاربری صحیح اراضی کشاورزی ،استفاده نادرست ازمنابع آبی وگاهی ازطریق احداث خطوط جاده ای وبهره برداری غلط ازمعادن و... ،فرسایش خاک را ازحالت طبیعی ومعمول خود خارج ساخته وبرآن دامن زده است. علاوه براین می توان به عدم تخصیص بودجه مناسب جهت مبارزه با پیشرفت بیابان ها وهمچنین عدم توجه به حفظ زمین های زیرکشت اشاره کرد.با نیم نگاهی به تاریخچه کشاورزی کشورهای توسعه یافته،می توان دریافت که این کشورها دارای برنامه ریزی صحیح دربخش کشاورزی بوده وکمبود بودجه بخش صنعت خویش را ازدرآمد های بخش کشاورزی تامین می کنند. کشورهایی مانند آمریکا،فرانسه ،ژاپن ازاین راه علاوه برخودکفایی دربخش کشاورزی دارای صنعتی توسعه یافته نیزهستند.گفتنی است کشورهند درسال 1975 دارای فرسایش خاکی درحدود5میلیاردتن خاک درسال بوده است وبا حمایت ماهاتما گاندی درسال 1985 موفق به تأسیس دفترملی عمران اراضی هند شدکه هدفش به زیرکشت بردن سالانه 5میلیون هکتارازاراضی بایراین کشوروتبدیل آن به اراضی کشاورزی بود.این روند شامل گسترش زمین های کشاورزی وگسترش مناطق جنگلی بودکه تاحدبسیارزیادی مانع ازافزایش میزان فرسایش خاک درآن کشورگردید.