تعیین تغییرات سیل‌خیزی‌ ناشی از دوره‌های خشکسالی در حوزه آبخیز دهک استان خراسان‌جنوبی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبخیزداری/دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 استادیار/ گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدة آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 دکتری آبخیزداری/ اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان خراسان جنوبی، بیرجند، ایران

4 مربی/ گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

تغییرات اقلیمی و وقوع خشکسالی درازمدت، به‌شدت بر تراکم پوشش‌گیاهی حوزه‌های آبخیز مؤثر بوده که پیامد آن تغییر ضریب رواناب و پتانسیل سیل‌خیزی است. برای بررسی تغییرات سیل‌خیزی و اولویت‌بندی زیرحوزه‌های حوزه آبخیز دهک استان خراسان جنوبی بر اساس پتانسیل سیل تحت تأثیر دوره‌های خشکسالی، از آمار 30 ساله بارندگی سالانه استفاده و شاخص‌ خشکسالی SPI تعیین شد. نقشه‌های ‌مدل رقومی ارتفاع، گروه‌های هیدرولوژیکی خاک و تصاویر ماهواره‌های لندست 5 و 7 برای سال‌های 1369، 1379 و 1388 تهیه و شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) به کمک نرم‌افزار ENVI 4.8 محاسبه و نقشه‌های وضعیت پوشش‌گیاهی و کاربری اراضی تهیه شد. به کمک نرم‌افزار Arc GIS 9.3 نقشه‌های شماره منحنی از تلفیق نقشه‌های گروه هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و وضعیت پوشش گیاهی، به‌دست آمد و با روش SCS میزان مشارکت هر یک از زیرحوزه‌ها در سیل خروجی کل حوزه تعیین و با تکرار حذف انفرادی هر یک از زیرحوزه‌ها، اولویت‌بندی زیرحوزه‌ها بر اساس پتانسیل سیل انجام گرفت. بر اساس شاخص بارش استاندارد شده، به استثنای 4 سال، از سال 1377 تا سال 1390 به‌عنوان دوره خشکسالی در منطقه تعیین شد. ضریب کاپای حاصل از برآورد صحت در نقشه شاخص NDVI  0/84 به‌دست آمد که بیش‌ترین دقت را در پایش تغییرات پوشش گیاهی داشته است. میانگین وزنی شماره منحنی (CN) حوزه آبخیز دهک از 62/35 در سال مرطوب 1369 به 65/04 و 63/50 در سال‌های 1379 و 1388 که ‌سال خشک بوده‌اند تغییر یافته است. دبی اوج سیلاب با دوره بازگشت 5 ساله از 7/89 مترمکعب‌برثانیه در سال 1369 به 13/67 مترمکعب‌بر‌ثانیه در سال 1379 که دچار خشکسالی بوده که معادل 74/87 درصد افزایش یافته است. این افزایش برای دبی اوج 200 ساله، معادل 21/64 درصد بوده، به‌‌طوری که مقدار آن از 93/68 مترمکعب‌برثانیه در سال 1369 به 112/42 مترمکعب‌برثانیه در سال 1379 افزایش یافته است. با اولویت‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی مشخص شد که از بین 7 زیر حوزه، (CN) زیرحوزه F3 با 66/89 بیش‌ترین مقدار را دارد و به‌عنوان سیل‌خیزترین زیرحوزه‌ها است که دلیل آن مربوط به وجود سازندهای فیلیت، مارن و هم‌چنین فراوانی سطوح شیب‌دار در آن است و زیرحوزه F4 و F5 در رده بعدی سیل‌خیزی جای می‌گیرند که بایستی در برنامه‌ریزی‌های مدیریتی و اجرایی مدنظر قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


آرخی، ص.، و نیازی، ی. (1389). ارزیابی روش‌های مختلف سنجش از دور برای پایش تغییرات کاربری اراضی. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 17، 74-93.
آهنی، ح.، طالب بیدخی، ن.، قربانی، ا.، خرد، م.، و رستگار مقدم، م. (1387). ارزیابی تغییرات کاربری اراضی و تأثیر آن در میزان تولید رواناب: مطالعه موردی حوضه آبخیز تنگ سرخ شیراز. سومین کنفرانس مدیریت منابع آب، دانشگاه تبریز.
اعظمی‌راد، م.، قهرمان، ب.، و اسماعیلی، ک. (1397). بررسی پتانسیل سیل‌خیزی حوزه آبخیز کشف‌رود مشهد بر اساس روش SCS  در محیط GIS. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 9(17)، 26-38.
بویه، ن. (1393). کارایی روش‌های تجربی شماره منحنی و استدلالی در برآورد ارتفاع و دبی رواناب در حوزه آبخیز سرباز. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زابل.
بهنام، پ.، صمدی، ح.، شایان نژاد، م.، و ابراهیمی، ع. (1392). بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل رودخانه زاینده‌رود در محدوده شهری اصفهان. آب و فاضلاب. 4، 103-111.
پناهی، ع.، علیجانی، ب.، و محمدی، ح. (1390). ارزیابی مدل شماره منحنی (CN) در تخمین رواناب در حوزه آبخیز مادرسو استان گلستان با استفاده از GIS. زمین‌شناسی محیط‌زیست، 14، 100-89.
ثروتی، م.ر.، رستمی، ا.، و خدادادی، ف. (1390).  امکان‌سنجی وقوع سیل در حوزه آبخیز لیلان چای (مراغه) به روش CN. فصلنامه جغرافیایی سرزمین، 8(32)، 67-81.
ثقفیان، ب.، فرازجو، ح.، سپهری، ع.، و نجفی نژاد، ع. (1385). بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر سیل‌خیزی حوزه آبخیز سد گلستان. تحقیقات منابع آب ایران، 2(1)، 18-28.
سیرتی، ع.، دهواری، ع.، و دهقانی، م. (1394). ارزیابی تأثیر خشکسالی بر تغییرات شماره منحنی رواناب حوزه ‌آبخیز بندان. کنفرانس بین‌المللی توسعه پایدار، راهکارها و چالش‌ها با محوریت کشاورزی، منابع طبیعی، محیط‌زیست و گردشگری، دانشگاه تبریز.
فرج‌زاده، م. (1384). خشکسالی از مفهوم تا راهکار. سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح. 120 صفحه.
فلاح قالهری، غ.، موسوی بایگی، م.، و حبیبی نوخندان، م. (1388). پیش‌بینی بارش فصلی بر اساس الگوهای سینوپتیکی سطوح فوقانی جو با استفاده از مدل‌های آماری. دانش آب و خاک، 19(1) ، 143-125.
کمالی، م.، سلیمانی، ک.، شاهدی، ک.، نوشهری، ا.، و گمرکچی، ا. (1394). تعیین نقاط سیل‌خیز و اولویت‌بندی زیرحوزه‌ها در حوزه آبخیز باراجین شهر قزوین با استفاده از تلفیق مدل HEC-HMS و سیستم اطلاعات جغرافیایی. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 9(29)، 27-34.
کیانی، و.، علیزاده شعبانی، ا.، و نظری سامانی، ع.ا. (1392). ارزیابی صحت طبقه‌بندی تصویر ماهواره IRS-P6 با استفاده از پایگاه اطلاعاتی Google Earth به‌منظور تهیه نقشه پوشش/کاربری اراضی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز طالقان). اطلاعات جغرافیایی، 23(90)، 51-60.
مرادی، ع.ر.، جعفری، م.، ارزانی، ح.، و ابراهیمی، م. (1394). ارزیابی تغییر کاربری اراضی مرتعی به دیمزار با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(1)، 89-100.
مهدوی، م. (1392). هیدرولوژی کاربردی (جلد 2). چاپ هشتم، انتشارت دانشگاه تهران، 437 صفحه.
واحد معاونت پایه منابع آب استان خراسان جنوبی، (1393). گزارش سیمای آب استان خراسان جنوبی، ایران.
Ahani, H., Taleb Beidokhti, N., Ghorbani, A., Kherad, M., & Rastegar Moghaddam, M. (2008). Assessing land use change and its impact on runoff production (Case study of Tang-e-Sorkh Watershed in Shiraz). 3rd Iranian Water Resources Management Conference, Tabriz, Iran, Pp. 32-41 (in Persian).
Arekhi, S., & Niazi, Y. (2010). Assessing different remote sensing techniques to detect land use changes (Case study in Dareshahr, Ilam province), Iranian journal of Range and Desert Reseach, 17(1), 74-93 (in Persian).
Azamirad, M.,  Ghahreman,  B.,  & Esmaili,  K. (2018).  Investigation Flooding Potential in The Kashafrud watershed, Mashhad The Method SCS and GIS, Journal of Watershed Management Research, 9(12), 26-38  (in Persian).
Azizi, E., Mostafazadeh, R., Hazbavi, Z., Esmali Ouri, A., Mirzaie, SH., Huang, G., & Qian, X. (2022). Spatial distribution of flood vulnerability index in Ardabil province, Iran. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, https://doi.org/10.1007/s00477-022-02264-5.
Behnam, P., Samadi, H., Shayannejad, M., & Ebrahimi, A. (2012). Evaluation of Impacts of Land Use Changes on Zayandehroud River Flood Hydrograph in Isfahan Region. Journal of Water and Wastewater, 24(4), 103-111 (in Persian).
Booye, N. (2014). The efficiency of experimental methods of curve and rational number in estimating the height and runoff flow in Sarbaz watershed. M.Sc. Thesis in Watershed Management, University of  Zabol., Zabol, Iran (in Persian).
Fallah Qalhari, G., Mousavi Baygi, M., & Habibi Nokhandan, M. (2009). Forecasting seasonal precipitation based on synoptic patterns of the upper atmosphere using statistical models. Journal of Water and Soil Science, 19(1), 125-143 (in Persian).
Farajzadeh, M. (2005). Drought from concept to solution. Geographical Organization of the Armed Forces, 120 pages (in Persian).
Fawzi, S. (2015). Interfacing the geographic information system, remote sensing, and the soil conservation service–curve number method to estimate curve number and runoff volume in the Asir region of Saudi Arabia. Arabian Journal of Geosciences, 8, 1-13.
Ghorbani, A., & Tavoosi, M. (2015). To evaluation the rate of run off hydrographs of floods in Mansourabad Watershed Basin of South Khorasan using SCS abstraction parameters and compared with the curve method. Journal of Selcuk University Natural and Applied Science, 23-26, 35-44.
Kamali, M., Solaimani, K., Shahedi, K., Noushahri, A., & Gomrokchi, A. (2014). Determining the flooding points and prioritizing subcatchments of Barajin Catchment of Qazvin using Hec-HMS and GIS. Iran Watershed Management Science & Engineering, 9(29), 27-34 (in Persian).Kiyani, V., Alizadeh Shabani, A., & Nazari Samani, A.A. (2012). Assessing the accuracy of IRS-P6 satellite image classification using Google Earth database in order to prepare a land cover/use map (case study: Taleghan watershed). Scientific Research Quarterly of Geographic Information, (23)90, 51-60 (in Persian).Mahdavi, M. (2012). Applied Hydrology. The second volume. 8th Edition: Tehran University Press, 437 pages (in Persian).
Moradi, A.R., Jafari, M., Arzani, H., & Ebrahimi, M. (2016). Assessment of land use changes into dry land using satellite images and Geographical information system (GIS). RS & GIS Techniques for Natural Resources, 7(1), 89-100 (in Persian).
Oliveira, P.S., Nearing, M., Rodrigues, D. B., Panachuki, E., & Wendland, E. (2013). Curve number estimation from rainfall-runoff data in the Brazilian Cerrado Biome. American Geophysical Union, Fall Meeting 2013, 80- 89.
Panahi, A., Alijani, B., & Mohammadi, H. (2011). Evaluation of the curve number (CN) model in estimating runoff in Maderso watershed of Golestan province using GIS. Environmental Geology Scientific Research, 14, 89-100 (in Persian).
Regulwar, G., & Vaishali, S. (2014). Computation of runoff by SCS-CN method and GIS. International Journal of Engineering Studies and Technical Approach, 12(2), 63-70.
Sanyal, J., Demsmore, A.L., & Carbonneau, P. (2014). Analysing the effect of land-use/cover changes at sub-catchment levels on downstream flood peaks: A semi- distributed modelling approach with sparse data. Catena, 118, 28-40.
Saqhafian, B., Farazjoo, H., Sepehry, A., & Najafinejad, A. (2006). Effects of land use change on floods in golestan dam drainage basin. Iran Water Resources Research, 2(1), 18-28 (in Persian).
Servati, M.R., Rostami, A., & Khodadadi, F. (2011). Feasibility of flood occurrence in Lilan Chai watershed (Maragheh) using CN method. Quarterly magazine of the geography of the land, 8(32), 67-81 (in Persian).
Sirati, A., Dehvari, A., & Dehghani, M. (2014). Assessing the impact of drought on changes in the runoff curve number of Bandan watershed. International Conference On Sustainable Development, Solutions and Challenges Focusing on Agriculture, Natural Resources, Environment and Tourism, Tabriz, Iran (in Persian).
Water Resources Basic Studies Unit of South Khorasan Province, (2013). South Khorasan Province's Water Resources Base Deputy Unit. Water quality report of South Khorasan province, Iran (in Persian).
Talebi Khiavi, H., & Mostafazadeh, R. (2022). Land use change dynamics assessment in the Khiavchai region, the hillside of Sabalan mountainous area. Arabian Journal of Geosciences, 14, 2257.