پخش سیلاب

بخش عمده­ای از کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه­خشک محسوب می­شود و آب ب ه عنوان یک عامل محدود کننده فعالیت­های بشر در این مناطق به شمار می­آید. وجود سیلاب­های مخرب و کمبود آب در این مناطق، لزوم مهار سیلاب­ها را ایجاب می­کند. پخش سیلاب یک استراتژی مناسب برای مهار سیلاب و بهره­وری از آن است. تعیین عرصه­های مناسب برای پخش سیلاب و وارد کردن آب به یک سازند نفوذپذیر، یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده موفقیت طرح های پخش سیلاب است. از این رو، در این پژوهش سعی شده تا با تلفیق سیستم اطلاعات جغرافیایی و سیستم­های تصمیم­گیری چندمعیاره ( MCDM )، مناسب­ترین عرصه­ها برای اجرای عملیات پخش سیلاب در دشت گربایگان فسا شناسایی شوند. بدین منظور، ابتدا داده­های 8 پارامتر تاثیرگذار-شیب، کیفیت آب، زمین­شناسی، ضخامت آبرفت، کاربری اراضی، قابلیت انتقال، ژئومورفولوژی و تراکم زهکشی- منطقه مورد مطالعه، در محیط GIS آماده­سازی گردید و با استفاده از روش ANP و مقایسه زوجی به ترتیب وزن هر معیار و وزن کلاس­های هر لایه در نرم­افزار Super Decision محاسبه شد. در مرحله بعد، نواحی دارای محدودیت برای پخش سیلاب حذف گردید. سپس با استفاده از توابع تحلیلی GIS ، کل محدوده برای هر یک از معیارهای تعیین شده پهنه­بندی شد. در نهایت، با تلفیق نقشه­های پهنه­بندی شده براساس وزن اکتسابی از روش ANP ، نقشه­ نهایی در پنج کلاس از کاملاً مناسب تا نامناسب تهیه شد. نتایج این پژوهش نشان ­داد که مناطق کاملاً مناسب برای تغذیه مصنوعی آبخوان­ها، اغلب در نهشته­های کواترنری Qb ، Qgsc و Qg و واحدهای ژئومورفولوژیکی پدیمنتی و مخروط­افکنه­ای با شیب کمتر از 3 درصد واقع ­شده­اند . همچنین نتایج حاصل از این روش با استفاده از کنترل زمینی، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت که حاکی از برآورده شدن همه معیارهای انتخابی در نواحی کاملاً مناسب، و رضایت بخش بودن به کارگیری روش­های MCDM در تلفیق با GIS در امر مکان­یابی عرصه­های مناسب برای تغذیه مصنوعی آبخوان­ها است.

مهار سیلاب و استفاده بهینه از آن و تغذیه مصنوعی آبخوان ها از مهم ترین اهداف مورد نظر در سامانه های پخش سیلاب در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از انجام این مطالعه نیز انتخاب بهترین مکان های پخش سیلاب در دشت کاشان با استفاده از تکنیک تصمیم گیری چندمعیاره و روش تحلیل سلسله مراتبی است. برای انجام این مطالعه ابتدا این 8 پارامتر به منظور مکان یابی عرضه های مناسب پخش سیلاب انتخاب شدند: شیب زمین، کاربری اراضی، حجم رواناب، واحدهای کواترنر، ضخامت ناحیه غیراشباع آبرفت، ضریب نفوذپذیری، ضریب ذخیره و کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی. سپس با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی، نقشه های مربوط به هر کدام از پارامترها تهیه شدند. در مرحله بعد، با استفاده از روش AHP، اهمیت عوامل مختلف در مکان یابی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی وزن نسبی معیارها نشان داد که فاکتور حجم رواناب با دارا بودن وزنی معادل 37 درصد مهم ترین عامل به شمار می آید. پارامترهایی چون واحدهای کواترنر، شیب، ضخامت غیراشباع لایه آبخوان، نفوذپذیری، ضریب ذخیره، کیفیت آب و کاربری اراضی به ترتیب با وزن های نسبی 23/0، 16/0.، 094/0، 061/0، 039/0، 025/0، 018/0 اولویت های دوم تا هشتم را دارند. سرانجام نیز با توجه به نقشه پهنه بندی نهایی پخش سیلاب، سه اولویت برای مکان های آن در دشت کاشان تعیین شد. نتایج حاصل از بررسی آنالیز حساسیت با استفاده از روش های عملکرد و دینامیک نشان داد که در دامنه (10-) تا (10+) درصد تغییرپذیری در وزن معیارها، تغییرات چندان محسوسی در اولویت معیارها و زیرمعیارها رخ نداده است و حساسیت پذیری ها زیاد نیست. به بیان دیگر، با تغییرپذیری مذکور می توان گفت که تغییرپذیری در اولویت مکان های نهایی رخ نداده است، این یافته حاکی از اهمیت معیار رواناب با توجه به دامنه ذکر شده، در مقایسه با دیگر معیارها در انتخاب مکان های مناسب پخش سیلاب در دشت کاشان است؛ و بعد از آن معیارهای واحدهای کواترنر و شیب نقش تعیین کننده ای در این زمینه دارند.

مهم ترین و اولین قدم در انجام پروژه طرح پخش سیلاب مکان یابی مناطق مستعد برای پخش آب و نفوذ دادن آن به داخل سفره های زیرزمینی است. از این جهت استفاده از سامانه های اطلاعات مکانی (GIS)، برای تعیین مناطق مستعد پخش سیلاب بدون استفاده سامانه تصمیم گیری چند معیاره (MCDM) [1]مقدور نمی باشد. امروزه در کنار سیستم های اطلاعات جغرافیایی، سیستم های تصمیم گیری چندمعیاره به طور گسترده ای برای حل مسائل فضایی به کار گرفته می شوند. در این تحقیق از چهار مدل به شرح زیرLogic Boolean, Multi Class Maps, Binary Evidence, AHP در جهت انتخاب مکان های بهینه پخش سیلاب با استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) سعی شده و سپس به مقایسه مدل ها پرداخته شده است. در این تحقیق ابتدا با مطالعات کتابخانه ای و بررسی میدانی 9 پارامتر محیطی مؤثر انتخاب و سپس از پارامترهای مذکور، لایه های اطلاعاتی در محیط (GIS) با استفاده از نرم افزارهای9.3 Arc GIS تهیه و کلاسه بندی گردید. آنگاه با وزن دهی کارشناسان مجرب، وزن های به دست آمده برای هر عامل و امتیازهای که به خود اختصاص دادند، هریک از نقشه های نهایی به 5 کلاس کاملاً مناسب، مناسب، متوسط، نامناسب، کاملاً نامناسب براساس مدل ها در سطح حوضه تهیه گردید. سپس از روی نقشه های به دست آمده مدل ها با هم مقایسه گردیدند. همچنین بررسی دقت مدل ها نشان داده است که دقت مدل AHP بیش از Multi–Class Maps و مدلBinary-Evidence- است و دقت مدل Binary Evidence و Multi–Class Maps بیشتر از مدل Bool، در تشخیص و کلاسه بندی مکان یابی عرصه های مناسب پخش سیلاب در منطقه می باشد.

اولین و مهم ترین گام در انجام پروژه طرح پخش سیلاب، مکان یابی مناطق مستعد برای پخش آب و نفوذ دادن آن به داخل سفره های زیرزمینی است. در این راستا استفاده از سامانه های اطلاعات مکانی (GIS)، برای تعیین مناطق مستعد پخش سیلاب بدون استفاده از سامانه تصمیم گیری چندمعیاره (MCDM) مقدور نیست. در این پژوهش ابتدا نُه شاخص شامل شیب، ارتفاع، هدایت الکتریکی، قابلیت انتقال، ژئومورفولوژی، کاربری اراضی، تراکم شبکه زهکشی، زمین شناسی و ضخامت آبرفت که در مکان یابی پخش سیلاب مؤثرند با استفاده از نرم افزار Arc GIS تبدیل به لایه های اطلاعاتی شده و پس از آن کلاس بندی شدند. سپس با روش خوشه بندی خاکستری (GCA)، تمام داده های ناقص یا گسسته به اعداد خاکستری برای بالا بردن کیفیت تحلیل و ارزش گذاری (وزن دهی) اطلاعات و داده ها تبدیل شدند. همچنین برای بالا بردن دقت پهنه بندی و تحلیل مقایسه ای، از دو روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (AHP) و روش خوشه بندی خاکستری (GCA) استفاده شد. درنهایت بر اساس هر روش، نقشه نهایی حوضه تهیه و به پنج کلاس کاملاً مناسب، مناسب، متوسط، نامناسب، کاملاً نامناسب پهنه بندی شد. نتایج حاصله نشان می دهد که روش خوشه بندی خاکستری در مورد پهنه بندی مناطق مستعد پخش سیلاب، دقیق تر از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP ( بوده و همچنین نتایج حاصل از کاربرد این دو روش، نشان دهنده قرارگیری مناطق مستعد در واحدهای کواترنری PLQb, Qscg, Qgsc, Qb,

پخش سیلاب یکی از راهکارهای مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک است. همچنین در کاهش خسارات ناشی از سیل، افزایش حجم سفره آب زیر زمینی، احیاء مراتع و بیابان زدایی موثر است. پخش سیلاب بر آبخوان یک روش ساده برای استحصال سیلاب های حامل از رسوبات است.که در بیشتر نقاط کشور از دسترس خارج می شوند. درحالی که به نظر می رسد سیلاب ها دارای مواد غنی بوده و می توانند در حاصلخیزی مخروط افکنه و دشت های سیلابی متشکل از رسوبات دانه درشت مؤثر واقع شده و بهره برداری اقتصادی از آنها را امکان پذیر سازد. بدین منظور استفاده از اطلاعات ماهواره ای و تکنیک GIS سرعت و دقت دست یابی به این مناطق را زیادتر می کند. ازاین رو شناسایی مناطق سیل خیز و بخش سیلاب در اراضی مستعد پایین دست حوضه بیرجند باعث کمک به تغذیه محیط حوضه آبخیز می شود. هدف پژوهش حاضر شناسایی مناطق مستعد پخش سیلاب از منظر سازند های زمین شناسی است. تمامی فرایندها و تجزیه و تحلیل داده ها در محیط GIS به کمک سه روش saw AHP و منطق بولین برای وزن دار کردن و تلفیق لایه هایی همچون(شیب،فرسایش،کاربری اراضی،شبکه آبراهه،خاک،پراکنش گسل،واحد زمین شناسی،سطح آب های زیرزمینی،تصاویر ماهواره ای) استفاده گردید. و مناطق پر مخاطره آن مشخص شد. با توجه به نقشه نهایی بدست آمده 2765 هکتار از مساحت تعیین شده در حوضه آبخیز بیرجند در اولویت اول(مناسب برای پخش سیلاب) و19452 هکتار در اولویت دوم(نامناسب برای پخش سیلاب) قرار گرفت. بهترین روشی که توانست، ارزیابی و نتیجه گیری بهتری را در این مورد ارائه دهد، روش منطق بولین در مکان یابی بخش سیلاب بود .

هدف این مطالعه، مکان یابی عرصه مناسب برای اجرای پروژه های بذرپاشی و بذرکاری، کپه کاری، کنتور فارو، پیتینگ و پخش سیلاب در مراتع دشت قائن، استان خراسان جنوبی می باشد. وسعت مراتع محدوده مورد مطالعه 7300 هکتار بود که مکان یابی عرصه مناسب برای اجرای پروژه ها با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شد. ابتدا، بر اساس مستندات علمی، معیارهای مؤثر در انتخاب عرصه مناسب برای اجرای هر یک از پروژه های مذکور تعیین شد. سپس، با توجه به معیارهای انتخاب شده، تعداد 80 پرسشنامه به صورت ماتریس زوجی برای هر یک از پروژه ها طراحی گردید. برای تکمیل پرسشنامه، از خبرگان دانشگاهی و کارشناسان خواسته شد که وزن هر معیار را تعیین و در نهایت وزن نهایی (اهمیت نسبی) هر معیار، بر اساس میانگین هندسی تمامی پرسشنامه های تکمیل شده محاسبه شد. درخت سلسله مراتبی با نرخ ناسازگاری مناسب با استفاده از نرم افزار Expert Choice ترسیم گردید. در نهایت، نقشه مکان یابی عملیات مورد نظر با استفاده از نرم افزار ArcGIS و اهمیت نسبی هر معیار تهیه گردید. نتایج نشان داد که مصاحبه شوندگان معتفد بودند که در مکانیابی عرصه مناسب برای عملیات پیتینگ مقدار بارش و شیب منطقه و برای عملیات پخش سیلاب شیب، حجم رواناب و نفوذپذیری خاک اهمیت بیشتر دارند. به علاوه، معیار اقلیم و شیب اهمیت نسبی بیشتری در تعیین عرصه مناسب برای بذر پاشی و بذرکاری؛ بارندگی بیشترین اهمیت نسبی در مکانیابی عرصه برای عملیات کپه کاری و در نهایت در تعیین عرصه مناسب برای عملیات کنتورفارو، شیب و حجم رواناب بیشترین اهمیت نسبی را نشان دادند. براساس نقشه های مکانیابی تولید شده، 628 هکتار از مراتع منطقه برای انجام پخش سیلاب مناسب بودند. به علاوه، وسعت عرصه مناسب برای عملیات کنتور فارور و پیتینگ به ترتیب 103 و 199 هکتار برآورد گردید. وسعت عرصه های مناسب برای اجرای عملیات بذرکاری و کپه کاری هم به ترتیب برابر با 3623 و 2750 هکتار محاسبه شد.

بهره برداری بی رویه از سفره های آب زیرزمینی در سالهای اخیر باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی در دشت های کشور گردیده است. تغذیه مصنوعی آبخوان ها به روش پخش سیلاب در پهنه مخروط افکنه ها و دشت های درشت دانه راهکاری است که در خیلی از مناطق کشور قابل انجام می باشد. در این روش با نفوذ سیلاب به درون آبخوان علاوه بر افزایش حجم مخزن و جلوگیری از روند شدید افت سطح آب زیرزمینی باعث کنترل سیل و حفاظت خاک می گردد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق حوضه آبخیز جارمه به مساحت 314 کیلو متر مربع در شمال شهر اندیمشک می باشد. که با پردازش تصاویر ماهواره ای، بازدیدهای میدانی و انطباق نقشه های کاربری اراضی محدوده آبرفتی به وسعت 4356 هکتار جهت مطالعه مشخص گردید. پس از انتخاب شاخص های تاثیرگذار در مکان یابی این عرصه ها از قبیل شیب، نفوذپذیری، ضخامت آبرفت، قابلیت انتقال، سیل خیزی و هدایت الکتریکی، برای هر کدام از این شاخص ها در محیط GIS نقشه طبقه بندی شده تهیه گردید، و سپس این نقشه ها با روش منطق بولین (Boolean logic) و شاخص هم پوشانی وزنی (weighted overlay index) با هم تلفیق شدند. در نهایت محدوده آبرفتی، به دو طبقه دارای تناسب بالا برای پخش سیلاب با وسعت 2059 هکتار در روش بولین و 2485 هکتار در روش شاخص هم پوشانی وزنی و تناسب متوسط با وسعت 2297 هکتار در روش بولین و 1971 هکتار در روش شاخص هم پوشانی وزنی تفکیک و نقشه نهائی بدست آمد

برداشت بی رویه از سفره های آب زیرزمینی در دشت های مناطق خشک و نیمه خشک کشور باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی شده است. تغذیه مصنوعی آبخوان ها به روش پخش سیلاب راهکاری است که با آن می توان حجم مخزن آب زیرزمینی را افزایش و روند افت سطح آن را کاهش داد . در این پژوهش سعی شده است با تلفیق سیستم اطلاعات جغرافیایی و روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی ،(Analytical Hierarchy process) مناسب ترین عرصه ها را برای عملیات پخش سیلاب با هدف  تغذیه مصنوعی درمنطقه آبید- سربیشه گتوند شناسایی کرد. بدین منظور، ابتدا هفت عامل موثر - شیب، نفوذپذیری، کیفیت سیلاب، ضخامت آبرفت، قابلیت انتقال، تراکم زهکشی و کاربری اراضی- منطقه مورد مطالعه، در محیط GIS آماده سازی و با روش AHP وزن هر عامل محاسبه گردید. سپس با استفاده از توابع تحلیلی GIS و وزن های اکتسابی هر لایه در روش AHP نقشه عوامل موثر در مکانیابی با  همدیگر تلفیق و نقشه نهایی در چهار کلاس تناسب بالا تا نامناسب تهیه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که عرصه های با تناسب بالا جهت اجرای طرح های تغذیه مصنوعی به روش پخش سیلاب اغلب در واحد ژئومورفولوژی مخروط افکنه و شیب کمتر از 3 درصد قراردارند. کنترل زمینی نتایج نشان از انطباق بالای مکانیابی با این روش و پروژه های اجرا شده با هدف تغذیه مصنوعی در این منطقه می باشد

از گذشته های دور عقیده بر این باور بوده است که همواره جنگل ها بر تولید آب، جلوگیری از ایجاد سیلاب و کاهش فرسایش موثر هستند. امروزه با استفاده از پیشرفته ترین تکنیک ها و با استفاده از آخرین فناوری ها، هدایت سیلاب ها به آبخوان ها، بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، به منظور استفاده بهینه از حداقل بارندگی هر منطقه صورت می گیرد. با استفاده از این فناوری ها می توان در ایجاد پوشش گیاهی و به ویژه ایجاد پارک جنگلی در حاشیه اراضی شهری درمناطق خشک و نیمه خشک اهتمام ورزید. بنابراین این پژوهش به دنبال این مسئله می باشد، تا نقش پخش سیلاب، در ایجاد پوشش گیاهی درختی را ارزیابی کند. لذا در این مطالعه ذخیره رطوبت خاک و مقدار و سرعت نفوذپذیری در تیمار بدون پخش سیلاب و پخش سیلاب در پوشش گیاهی درختکاری شده (جنگل انبوه) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده آن است که شاخص هزینه- اثربخشی در تیمار پخش سیلاب همراه با پوشش درختی کمتر از تیمار پخش سیلاب و بدون پوشش درختی (مرتعی) است. در واقع تلفیق پخش سیلاب با کاشت درخت در برابر کاشت گیاهان بوته ای به مقدار 88 هزار ریال به ازای یک مترمکعب آب کمتر است. بنابراین با استفاده از فناوری پخش سیلاب و تلفیق با گونه های درختی مناسب می توان علاوه بر افزایش اثربخشی در حفظ رطوبت، مقدار آب بیشتری را برای نفوذ به آبخوان در خاک ذخیره کرد.

علاوه بر ک مبود بارندگی، وقوع سیلاب های شدی د از ویژگ ی های اقلیمی مناطق خشک و نیمه خشک است. رسوبات موجود در سیلاب ها موجب تغییر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک می شوند. در این تحقیق آثار پخش سیلاب بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی و عمقی کانال های پخش سیلاب کاشمر بررسی شد. از اعماق 50-0 و 100-50 سانتی متری از سطح خاک پنج کانال ابتدایی پخش سیلاب و عرصه ی بالادست آن به عنوان شاهد نمونه برداری شد. درصد شن، ماسه و رس و مقدار EC، pH، بی کربنات، سولفات، کلر، پتاسیم و سدیم در آزمایشگاه تعیین شد. نفوذپذیری خاک با استوانه های دوتایی اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری نمونه ها در قالب طرح بلوک تصادفی - سیستماتیک و مقایسه ی میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن انجام شد. نتایج نشان داد میزان نفوذپذیری در بین کانال ها در سطح احتمال 1% تفاوت معنی دار دارند. به طوری که کانال های 1 و 2 با کمترین نفوذپذیری در یک گروه و کانال های 3، 4، 5 و عرصه ی شاهد با نفوذپذیری زیاد در گروه دیگری قرار گرفتند. درصد شن، سیلت و رس در عمق 50 سانتی متری خاک تفاوت معنی داری در سطح 5% بین کانال های عرصه ی پخش و شاهد نداشتند. مقدار pH در عرصه ی پخش نسبت به عرصه ی شاهد افزایش معنی دار و مقدار EC، بی کربنات، کلر، سولفات و سدیم کاهش معنی دار در سطح 1% داشتند. مقدار پتاسیم خاک در عرصه ی پخش نسبت به شاهد تفاوت معنی داری در سطح 5% نداشت. به طور کلی پخش سیلاب، نفوذپذیری خاک کانال های پخش را بیشتر تحت تأثیر قرار داده است و بیشترین تغییرات فیزیکی و شیمیایی در خاک سطحی اتفاق افتاده است.

امروزه تخلیه آب های زیرزمینی و عدم جایگزین شدن این منابع یکی از بزرگ ترین مشکلاتی است که جوامع بشری با آن روبرو هستند. در دشت بوشکان استفاده گسترده از زمین های کشاورزی باعث افت سطح آب زیرزمینی شده است. یکی از راه کارهای مناسب برای کاهش این بحران، تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی است. بدین منظور مهم ترین قدم در طرح پخش سیلاب، مکان یابی مناطق مستعد برای پخش آب و نفوذ دادن آن به داخل سفره های آب زیرزمینی است. در این تحقیق نیز از  تلفیق روش های AHP و فازی در سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS)) و  از 8 پارامتر شیب، ضخامت آبرفت، هدایت الکتریکی، زمین شناسی، کاربری اراضی، تراکم زهکشی، قابلیت انتقال و ارتفاع استفاده شده است. لایه های مذکور در ابتدا فازی شدند و سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و نرم افزار Expert Choice ارزش گذاری شده و سپس ارزش های به دست آمده در محیط ARC GIS 10/2 با استفاده ازRaster calculator در لایه های فازی شده ضرب و با دستور Fuzzy overlay لایه ها تلفیق و نقشه های نهایی تهیه شدند، نتایج حاصله نشان می دهد که گامای 9/0 بهترین همپوشانی را دارد و در نهایت گامای بهینه به پنج طبقه کاملاً مناسب، مناسب، متوسط، نامناسب و کاملاً نامناسب در سطح دشت مشخص شد. که 11/7 درصد از محدوده مورد مطالعه در کلاس کاملاً نامناسب و 1/11درصد از محدوده در کلاس کاملاً مناسب قرار می گیرد. در قسمت جنوب غربی دشت، مراتع کم تراکم مکان های کاملاً مناسب جهت پخش سیلاب می باشند.