بررسی روابط بین ویژگیهای طبیعی و طول و حجم آبکندهای جهانآباد در شمال شرقی بویین زهرا | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 3، دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 52، 1401، صفحه 13-29 اصل مقاله (1.22 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2023.102962 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا بیات* 1؛ افسانه عالی نژادیان2؛ مجید صوفی3؛ عباس ملکی4؛ امیدعلی اکبرپور5 | ||
| 1پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 2گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 3مرکز تحقیقات و آموزش منابع طبیعی و کشاورزی استان فارس، شیراز، ایران | ||
| 4گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 5گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| چکیده | ||
| گسترش کشاورزی و توسعه فعالیتهای عمرانی، تعادل هیدرولوژیک طبیعت را تغییر داده و باعث شده تا برخی پدیدهها از حالت طبیعی خارج و با شکل تشدیدشده بروز نمایند. فرسایش آبی با شکلهای مختلفی به روی زمین ظاهر میشود که فرسایش آبکندی شکل مخرب فرسایش آبی است. هدف پژوهش، تعیین ویژگیهای مؤثر آبکندها بر طول و حجم آنها در منطقه جهانآباد بویینزهرا (استان قزوین) بود. محل بالاکندها 33 آبکند، ثبت و طول، عرض بالا و پایین و عمق آنها تعیین شد. حجم کانال محاسبه و نمونه خاک سطحی از بالاکند تهیه و آنالیز شد. محیط، مساحت، ضریب شکل و شیب آبکندها از مدل رقومی ارتفاع حاصل از پهپاد استخراج شد. با روش PCA، و با رگرسیون چند متغیره به روش گامبهگام در محیط Minitab عوامل موثر بر طول و حجم تعیین شدند. نتایج نشان داد که مؤلفه اول و دوم نزدیک به 41 درصد درصد تغییرات را به عهده دارند. کلر، هدایت الکتریکی و سدیم با اثر منفی و پایداری خاکدانه، تاج پوشش و مقدار شن با بار مثبت در محور اول بیشترین وزن را دارند در حالی که در محور دوم شن، تاج پوشش و مقدار سنگریزه با اثر مثبت و مقدار مواد خنثی شونده، ماده آلی و درصد اشباع نقش مهمتری ایفا میکنند. ویژگیهای مؤثر بر هدررفت خاک توسط آبکندهای منطقه به ترتیب کربنات، منیزیم، پتاسیم، ماده آلی، درصد اشباع، مقدار شن، شیب کف آبکند، شیب آبراهه ورودی به بالاکند، لاشبرگ، محیط حوضه و ضریب گردی به ترتیب بیشترین تأثیر را در هدررفت خاک داشته و در معادله پیشبینی هدررفت خاک با ضریب تبیین 837/0 وارد شدند. رگرسیون گامبهگام با متغیر وابسته طول آبکند نشان داد که رابطه دارای ضریب تبیین 98/72 درصد و در سطح پنج درصد معنیدار است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آبخیز؛ بالاکند؛ پهپاد؛ رگرسیون؛ قزوین | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Determination of relationship between Physical characteristics and volume and length of Jahan Abad gullies located in North East of Buinzahra | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Bayat1؛ afsane Alinejadian2؛ majid Soufi3؛ ABAaS Maleki4؛ omid Akbarpour5 | ||
| 1Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Tehran, Iran | ||
| 2Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran | ||
| 3Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Shiraz, Iran | ||
| 4Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran | ||
| 5Agronomy and Plant Breeding Department, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khoramabad, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Gully erosion is a destructive form of water erosion that cuse lost a significant amount of valuable soil and its control requires understanding the relationships between the characteristics that affect this phenomenon. The purpose of this study was determining the most effective variables on the gully volume and length. Materials and methods Gullied area identifed with Google earth in the Jahan Abad, Buin zahra (Qazvin province), 33 gullies were selected, recorded by GPS and their morphologic characteristics including length, width and depth were measured. Surface soil samples were taken from headcut and were analyzed for texture, EC, pH, organic matter and some Anions and Cations. Indices related to the form of watershed were extracted from the digital elevation model which derived from UAV image processing. Correlation between factors, PCA and multivariate regression were performed to determine important and effective factors on gullies volume and length in MINITAB. Results and discussion Results indicated that gullies have vertical headcuts, trapezoidal cross-sections and linear general plan. The average depth of headcuts, depth at 50% of the gully length and the average gully length were 0.35, 0.47 and 13.46 m, respectively. Soil texture was loam and average soil texture components including sand, silt and clay were 38, 38 and 24%, respectively. The mean EC and pH of the samples was 11.2 dSm-1 and 8.7 respectively. Linear correlation between the total volume of soil volume and length and other characteristics showed that silt have significant correlation coefficients at 1% percent level 0.465 and 0.510, respectively. PCA with soil characteristics and watershed characteristics showed that the first and second components are close to 41% and 8 other dimensions with egen value more than one, with 84.2% are responsible for changes. Chlorine, electrical conductivity and sodium with negative effect and aggregate stability, canopy and amount of sand with positive charge in the first component have the most weight, while in the second component, sand, canopy and amount of gravel with positive effect and TNV, organic matter and saturation percentage play a more important role. The results of multivariate regression also showed that carbonate, magnesium, potassium, organic matter, saturation percentage, amount of sand, slope of gully floor, slope of inlet waterway to headcut, litter, basin primeter, respectively, effective properties on soil loss by gully in the region. Form coefficient had the greatest effect on soil loss, respectively, and were included in the prediction equation of soil loss with R2 of 0.837. Stepwise regression with the dependent variable of gully length showed that the relationship has R2 of 72.98% and is significant at the percentage level. Conclusion Factors affecting the length of the gully included the percentage of saturation, the amount of sand, specific gravity, the slope of the gully floor, the slope of the waterway entering the upstream, geravel, basin area and slope. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Watershed, Headcut, UAV, Correlation, Qazvin | ||
| مراجع | ||
|
-پیروان، ح.ر.، 1395. بازنگری، تکمیل و انتشار اطلس سیمای حوزه های آبخیز کشور(حوزه دریاچه نمک مرکزی)، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، 135 ص.
-جهانتیغ، م. و تابع، م.، 1396. مقایسه خصوصیات فیزیکی شیمیایی خاک و مورفولوژی خندقهای ذوزنقهای و -V شکل با کاربریهای متفاوت در مناطق خشک، مطالعه موردی: مناطق حسین زهی و نالینت شهرستان چابهار، نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 9، شماره 3، ص 308-317.
-دمی زاده، م. و شادفر، ص.، 1400. بررسی تغییرات بلند مدت رشد فرسایش خندقی در حوضه کندوران، استان هرمزگان، پژوهشهای فرسایش محیطی، شماره 3(۴۳)، ص ۱۴۰-۱59.
-رستمیزاد، ق.، سلاجقه، ع.، نظری سامانی، ع.ا. و قدوسی، ج.، 1394. تعیین عوامل مؤثر بر رشد طولی خندقها و پیشبینی گسترش آن (مطالعه موردی: شهرستان دره شهر)، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال 4، شماره 1، ص46-58.
-رستمیزاد، ق.، سلاجقه، ع.، نظری سامانی، ع.ا. و قدوسی، ج.، 1394. تعیین عوامل موثر در ژئومتری فرسایش خندقی (مطالعه موردی: شهرستان درهشهر)، پژوهشهای فرسایش محیطی، شماره ۴(۱)، ص ۵۰-۶۱.
-سلیمان پور، س.م.، صوفی، م. و احمدی ح.، 1392. بررسی تاثیر ویژگیهای خاک سطحی بر گسترش طولی آبکندها در اقلیمهای مختلف استان فارس، علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، جلد ۷، شماره ۲۲، ص ۷۵-۷۷.
-سلیمانپور، س.م.، هدایتی، ب.، صوفی، م. و احمدی، ح.، 1394. تعیین آستانهی عوامل موثر بر گسترش طولی آبکندها با استفاده از تکنیکهای داده کاوی در منطقه ماهور میلاتی استان فارس، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، سال 9، شماره 29، ص 47-56.
-سلیمان پور، س.م.، صوفی، م.، روستا، م.ج.، شادفر، ص.، جوکار، ل. و کشاورزی، ح.، ۱۳۹۸. تعیین عوامل مؤثر بر گسترش طول آبکندها در حوزهی آبخیز قاضیان استان فارس، پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، شماره ۱۰ (۲۰)، ص 7۲-8۲.
-شهبازی، خ.، وکیلی، ف. و تجره، ف.، ۱۴۰۰. اولویتبندی عوامل مؤثر بر فرسایش خندقی و تعیین پهنههای حساس در استان کرمانشاه با استفاده از مدل MaxEnt. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شماره ۱۵ (۵۴)، ص 4۸-5۸.
-صفاری، ا.، کرم، ا.، شادفر، ص. و احمدی، م.، 1398. تأثیر ویژگیهای خاک بر مورفولوژی و گسترش فرسایش خندقی (مطالعه موردی: حوضه رودخانه مهران لامرد، فارس)، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی، سال 8، شماره 1، ص 146-130.
-صوفی، م.، 1394. بررسی و طبقهبندی مورفوکلیماتیک آبکندهای ایران، فاز 2: استانهای قزوین، خوزستان، مازندران، ایلام و تهران، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، 82 ص.
-صوفی، م. و عیسایی، ح.، 1389. برآورد حجم فرسایش آبکندی با استفاده از ویژگیهای مورفومتریک و خاک در آبکندهای استان گلستان، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 2، شماره 2، ص 73-82.
-علی احیایی، م. و بهبهانی زاده، ع.ا.، 1372. شرح روشهای تجزیه شیمیایی خاک، نشریه موسسه تحقیقات خاک و آب، شماره 892، ص 77-96.
-فرشاد، ع. و فرزانه، ع.، 1396. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی و کاربرد آنها در منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست (کاربرد عکسهای هوائی آنالوگ/ رقومی، تصاویر ماهوارهای- فراطیفی، موقعیتیاب ماهوارهای، رادار، لیدار و پهپاد)، انجمن آبخیزداری ایران، 487 ص.
-فریدگیگلو، ب. و قضاوی، ر.، 1397. بررسی نقش ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاک آبکند و عوامل زمین محیطی حوضه بالادست آن بر گسترش فرسایش آبکندی، نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی) سال 22، شماره 3، ص 273-286.
-مکرم، م. و محمودی، ع.، 1395. بررسی ویژگیهای مورفومتری خندقها و ارتباط آن با ویژگیهای خاک، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، شماره 3، ص 145-133.
-نوحه گر، ا. و حیدرزاده، م.، 1390. مطالعه خصوصیات فیزیکی- شیمیایی و مورفومتری مناطق خندقی (مطالعه موردی: گزیر، استان هرمزگان)، پژوهشهای فرسایش محیطی، شماره 1، ص 29-34.
-مرادی، ح.ر.، رضایی، و. و عرفانیان، م.، 1400. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در تشکیل اراضی بدلند، پژوهشهای دانش زمین، Doi: 10.29252/esrj.2021.213717.0
-نیسی، س.، خلیلی مقدم، ب. و ذرتی پور، ا.، 1396. مدلسازی عوامل مؤثر بر رشد طولی خندقهای مارنی و تعیین سهم تولید رسوب حاصل از آنها (مطالعه موردی: حوزه درب خزینه، خوزستان)، مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 70، شماره 2، ص 531-541.
-هدایت فرد، م.، غلامی، ح.، سلیمان پور، س.م. و حلی ساز، ا.، 1400. تعیین عوامل مؤثر بر ایجاد فرسایش آبکندی با استفاده از روشهای دادهکاوی در حوزه آبخیز بیان، استان فارس، مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 13، شماره 2، ص 368-378.
-یثربی، ب.، صوفی، م.، میرنیا، س.خ. و محمدی، ج.، 1392. بررسی تاثیر ویژگیهای توپوگرافی و خاک بر گسترش آبکندهای جبههای در کاربری کشاورزی، مطالعه موردی: استان ایلام، مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 5، شماره 1، ص 31-40.
-Frankl, A., Poesen J., Scholiers, N., Jacob, M., Haile, M., Deckers, J. and Nyssen, J., 2013. Factors controlling the morphology and volume (V) – length (L) relations of permanent gullies in the Northern Ethiopian Highlands. Earth Surf Process Landforms: online early view. -Frankl, A., Nyssen, J., De Dapper, M., Haile, M., Billi, P., Munro, R.N., Deckers, J. and Poesen, J., 2011. Linking long-term gully and river channel dynamics to environmental change using repeat photography (North Ethiopia). Geomorphology, v. 129(3-4), p. 238-251. -Hazelton, P. and Murphy, B., 2007. Interpreting soil test results: what do all the numbers mean? CSIRO publishing, Australia, 152 p. -Koci, J., Jarihani, B., Leon, J.X., Sidle, R.C., Wilkinson, S.N. and Bartley, R., 2017. Assessment of UAV and ground-based structure from motion with multi-view stereo photogrammetry in a gullied savanna catchment. International Society for Photogrammetry and Remote Sensing, International Journal of Geo-Information, v. 6(328), p. 2-23. -Krenz, J. and Kuhn, N., 2018. Badlands dynamics in the context of global change presents the newest ideas concerning badland formation and relates them to the larger context of global change, Assessing Badland Sediment Sources Using Unmanned Aerial Vehicles, v. 8, 336 p. -Kukal, S.S. and Matharu, G.S., 2002. Behaviour of gully erosion in relation to catchment characteristics in foothills of lower Shivaliks. 17th world congress of soil science, Thailand. -Liu, K.D., Tang, H.G., Na, J., Huang, X., Xue, Z., Yang, X. and Li, F., 2016. Detection of catchment-scale gully-affected areas using unmanned aerial vehicle (UAV) on the chineses loess plateau. ISPRS International Journal of Geo-Information, v. 5(238), p. 1-21. -Mansour, A., 2014. An assessment of gully erosion in Dutse Sahelian zone of Jigawa state, Nigeria, and its adverse consequences on the socio-economic development of the state. Journal of Agriculture and Environmental Sciences, v. 3(3), p. 17-25. -Maina, M.B., 2022. Effects of gully erosion in Damagum town and environs, Fune Local Government area, Yobe state of Nigeria. Dutse Journal of Pure and Applied Sciences (DUJOPAS), v. 8(2b), p. 105-115. -Martins, B., Nunes, A., Meira-Castro, A., Lourenço, L. and Hermenegildo, C., 2022. Local factors controlling gully development in a Mediterranean environment. Land, v. 11(204), p. 1-13. -Marzolff, I., Poesen, J. and Ries, J.B., 2011. Short to medium-term gully development, human activity and gully erosion variability in selected Spanish gully catchments. Journal of Landform Analysis, v. 17, p. 111-116. -Meijani, N., Kiawarzmoghadam, M. and Karimi Firouzajai, M., 2017. Survey the performance of UAV images to generation a digital surface model. Journal of Geographical Information System Usage and Remote Sensing in Planning, v. 8(1), p. 25-36. -Oyegun, C.U., Erekaha, U.N. and Eludoyin, O.S., 2016. Gully characterization and soil properties in selected communities in ideato south Lga, Imo State, Nigeria, Nature and Science, v. 14(2), p. 78-86. -Phantom 3 User Manual., 2016. https://dl.djicdn.com/downloads/ phantom_3/en/ Phantom+3+Professional+User+Manual+v1.8_en_20160719.pdf.. -Poesen, J., Nachtergaelea, J., Verstraetena, G. and Valentin, C., 2003. Gully erosion and environmental change: importance and research needs. Catena, v. 50, p. 91-133. -Rafaello, B. and Reis, E., 2016. Controlling factors of the size and location of large gully systems: A regressio based exploration using reconstructed pre-erosion topography. CATENA, v. 147, p. 621-631. -Vanmaercke, M., Poesen, J., Van Mele, B., Demuzere, M., Bruynseels, A., Golosov, V., Bezerra, J.F.R., Bolysov, S., Dvinskih, A. and Frankl, A., 2016. How fast do gully headcuts retreat?, Earth-Science Reviews, v. 154, p. 336-355. -Zegeye, A.D., Langendoen, E.D., Stoof, C., Seifu, A., Tilahun, S.A., Dagnew, D.C., Zimale, F.A., Guzman, C.D., Yitaferu, B. and Steenhuis, T.S., 2016. Morphological dynamics of gully systems in the subhumid Ethiopian Highlands: The Debre Mawi watershed. Soil, v. 2, p. 443-458. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 11,046 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 7,923 |
||