مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مقایسه تاثیر تغییرات روند کاربری اراضی و بارش بر دبی سالانه (مطالعه موردی حوزه آبخیز کیار)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، مازندران، ایران
2 دکتری علوم مرتع، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشگده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
3 دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایران
4 گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
توسعه مناطق شهری و کشاورزی و بهره­برداری بیش از حد از منابع طبیعی به­منظور برآورد نیاز روز افزون انسان­ها باعث ایجاد تغییرات چشمگیری در رژیم هیدرولوژیکی حوزه­های آبخیز می­شود. همچنین، تغییر عوامل اقلیمی از قبیل بارش از مهم‌ترین دلایل تغییرات دبی رودخانه­ها است. بررسی همزمان تغییرات عوامل اقلیمی و کاربری اراضی در ارتباط با تغییرات دبی رودخانه از اهمیت بالایی برخودار است. هدف از این تحقیق بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و بارش و نقش هر یک آن‏ها در روند تغییرات دبی حوزه آبخیز کیار در استان چهار محال و بختیاری است. بدین منظور ابتدا برای تحلیل روند سری‏های زمانی بارش و دبی از روش ناپارامتریک من-کندال استفاده شد. سپس با استفاده از تصاویر ماهواره لندست مربوط به سال‏های 1990، 1999 و 2009 و با استفاده از روش شیءگرا در محیط نرم افزار IDRISI Taiga اقدام به تهیه نقشه کاربری اراضی حوزه شد. نتایج تحلیل روند برای سری زمانی دبی رودخانه در ایستگاه کوه سوخته نشان داد که دبی در مقیاس­های فصلی و سالانه روند کاهشی داشته است. بطوری­که بیشترین روند دبی در سری فصلی در فصل تابستان و کمترین روند دبی در فصل پاییز ثبت شد که در سطح 1 درصد معنیداری بودند. نتایج بررسی روند در سری زمانی بارندگی­های منطقه، دارای رفتار متفاوتی بود بطوری­که در ایستگاه بروجن روند افزایشی و در ایستگاه­های شهرکرد و بهشت­آباد روند کاهشی و در ایستگاه فارسان بدون روند قابل تشخیص مشاهد گردید. نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات کاربری نشان داد که اراضی مسکونی و کشاورزی، روند افزایشی و اراضی مرتعی و بایر روند کاهشی داشته­اند. با توجه به روند تغییرات کاهشی بارش و همچنین افزایش اراضی بایر و اراضی مسکونی، نتیجه­گیری می­شود که تأثیر تغییرات بارش بر میزان دبی بیش از تغییرات کاربری اراضی است.
کلیدواژه‌ها

Ahmadi, F., Zamani Ahmad Mahmoudi, R., Radmanesh, F. & Amir Rezaeieh, A.R. (2016). Investigation of climate change occurring over watershed using stationery and trend analysis (Case study: Armand watershed). J. of Water and Soil Conservation. 22(5). 45-61. (In Persian)
Ainlo, F., Salajgah, A., Malekian, A. & Ahdnejad, M. (2017). The effect of land use change and urban development on runoff peak runoff (Case Study: Zanjan Urban Watershed). Rangeland and Watershed Management, Iranian Journal of Natural Resources. 71(1). 205-221. (In Persian)
Arnold, C., Wilson, E., Hurd, J. & Civco, D. (2020). 30 years of land cover change in Connecticut, USA: A case study of long-term research, dissemination of results, and their use in land use planning and natural resource conservation. Land. 9(8). 255.
Boongaling, C.G.K., Faustino-Eslava, D.V. & Lansigan, F.P. (2018). Modeling land use change impacts on hydrology and the use of landscape metrics as tools for watershed management: The case of an ungauged catchment in the Philippines. Land use policy. 72. 116-128.
Brooks, K. N. (2003). Hydrology and the Management of Watersheds. Iowa State University Press.
Chen, L., Huang, Z., Gong, J., Fu, B. & Huang, Y. (2007). The effect of land cover/vegetation on Soil water dynamic in the hilly area of the loess plateau, China. Catena. 70. 200–208.
Cheng, X., Chen, L., Sun, R. & Kong, P. (2018). Land use changes and socio-economic development strongly deteriorate river ecosystem health in one of the largest basins in China. Science of the Total Environment. 616. 376-385.
Dao, M.Q. (2012). Population and economic growth in developing countries. International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences. 2(1). 1-6.
Davison, C.W., Rahbek, C. & Morueta-Holme, N. (2021). Land-use change and biodiversity: Challenges for assembling evidence on the greatest threat to nature. Global Change Biology. 27(21). 5414-5429.
Dayon, G., Boe, J., Martin, E. & Gailhard, J. (2018). Impacts of climate change on the hydrological cycle over France and associated uncertainties. Comptes Rendus Geoscience. 350(4). 141-153.
Gholamian, H. & Ildoromi, A. (2020). The Effects of Land Use Changes on the Maximum Flood Discharge in the Songhor Watershed. Geography and Environmental Planning, 31(3). 107-130.
Gordon, L. J., Peterson, G. D. & Bennett, E. M. (2008). Agricultural modifications of hydrological flows create ecological surprises. Trends in ecology & evolution. 23(4). 211-219.
Hasan Zadeh, R., Esfandiyari Darabad, F. & Asghari, S. (2021). Evaluated of land use changes on the discharge of Darre Rood river in the period (1990-2019) using HEC_HMS model. Quantitative Geomorphological Research, 10(3). 157-174.
Heathcote, I.W. (2009). Integrated watershed management: principles and practice. John Wiley & Sons.
Hoseini, Y., Ramezani Moghaddam, J. & Abdolalizadeh, Z. (2020). Evaluating the Impact of Land Use Changes on Flooding and Flood Runoff in Amuqin Drainage Basin. Journal of Natural Environmental Hazards. 8. 145-163. (In Persian)
Jawak, S. D., Devliyal, P. & Luis, A. J. (2015). A comprehensive review on pixel oriented and object-oriented methods for information extraction from remotely sensed satellite images with a special emphasis on cryospheric applications. Advances in Remote Sensing. 4(03). 177.
Kazemi, M., Mahdavi, Y., Nohegar, A. & Rezaie, P. (2011). Estimate land use and land cover change using RS and GIS techniques (Case Study: Tangeh - Bostanak watershed, Shiraz). Journal of Applied RS & GIS Techniques in Natural Resource Science. 2(1). 101-111. (In Persian)
Kendall, M.G. (1975). Rank Correlation Measures. Charles Griffin, London.
Lee, R. (2011). The outlook for population growth. Science. 333(6042). 569-573.
Liu, M., Wei, H., Dong, X., Wang, X.C., Zhao, B. & Zhang, Y. (2022). Integrating Land Use, Ecosystem Service, and Human Well-Being: A Systematic Review. Sustainability. 14(11). 6926.
Liu, X., Chen, D., Yang, T., Huang, F., Fu, S. & Li, L. (2020). Changes in soil labile and recalcitrant carbon pools after land-use change in a semi-arid agro-pastoral ecotone in Central Asia. Ecological Indicators. 110. 105925.
Mann, H.B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the econometric society. 245-259.
Mishra, P. K., Rai, A., Abdelrahman, K., Rai, S. C., & Tiwari, A. (2022). Land Degradation, Overland Flow, Soil Erosion, and Nutrient Loss in the Eastern Himalayas, India. Land. 11(2). 179.
Mitchell, J. M., Dzerdzeevskii, B., Flohn, H., Hofmeyr, W. L., Lamb, H. H., Rao, K. N. & Wallen, C. C. (1966). Climate change. WMO Technical. World Meteorological Organization.
Mohammadi, M., Sheikh, M.B. & Saad al-Din, A. (2015). Modeling the effect of land use change on flood hydrograph (Case study: Jafarabad watershed, Golestan province). Journal of Soil and Water Conservation Research. 22(5).171-175. (In Persian)
Moreno-de las Heras, M., Espigares, T., Merino-Martin, L., & Nicolau, J.M. (2011). Water-related ecological impacts of rill erosion processes in Mediterranean-dry reclaimed slopes. Catena. 84 (3). 114–124.
Navulur, K. (2007). Multispectral Image Analysis Using the Object-Oriented Paradigm. Boca Raton. 204 pp.
Omidipour, R., Moradi, H.R. & Arekhi, S. (2013). Comparison of pixel-based and object-oriented classification methods in land use mapping using satellite data. Iranian Remote Sensing & GIS. 5(3). 99-110. (In Persian)
Robert, A.S. (1987). Techniques for Image Processing and Classification. Remote Sensing University of Arizona, Academic Press, New York, 387p.
Rostamian, R., Mousavi, S.F., Haidarpour, M., Afyuni, M. & Abbaspour, K. (2008). Application of 200 SWAT model in estimating runoff and sediment of Beheshtabad basin From North Karun sub-basins. Agricultural Science and Technology and Natural Resources. 12(46). 517-531. (In Persian)
Shahbazian, Z., Faramarzi, M., Rostami, N. & Mahdizadeh, H. (2019). Integrating logistic regression and cellular automata–Markov models with the experts’ perceptions for detecting and simulating land use changes and their driving forces. Environmental monitoring and assessment. 191(7). 1-17.
Sheikh, V., Babaei, A. and Mooshakhian, Y. (2009). Trend Analysis of precipitation Regime in the Gorganroud Basin. Iran-Watershed Management Science & Engineering. 3(8). 30-39. (In Persian).
Strohmenger, L., Ackerer, P., Belfort, B. & Pierret, M.C. (2022). Local and seasonal climate change and its influence on the hydrological cycle in a mountainous forested catchment. Journal of Hydrology. 610. 127914.
Tehrani, N. (2001). The role of land use in flood discharge. Master Thesis. University of Tehran. (In Persian)
Xiao, R., Liu, Y., Fei, X., Yu, W., Zhang, Z. & Meng, Q. (2019). Ecosystem health assessment: A comprehensive and detailed analysis of the case study in coastal metropolitan region, eastern China. Ecological indicators. 98. 363-376.
Yaghobi, S., Faramarzi, M., Karimi, H. & Sarvarian, J. (2019). Simulation of land-use changes in relation to changes of groundwater level in arid rangeland in western Iran. International Journal of Environmental Science and Technology. 16(3). 1637-1648.
Zaree, A., Asadi, E., Ebrahimi, A., Jafari, M. & Malekian, A. (2019). Study of temperature and precipitation changes under climate changes scenarios in rangelands of ChaharMahal-va-Bakhtiyari. Journal of Rangeland. 12(4). 426-436. (In Persian)
Zhu, M., Wang, S., Kong, X., Zheng, W., Feng, W., Zhang, X., Yuan, R., Song, X. & Sprenger, M. (2019). Interaction of surface water and groundwater influenced by groundwater over-extraction, waste water discharge and water transfer in Xiong’an New Area, China. Water. 11(3). 539.

  • تاریخ دریافت 08 تیر 1401
  • تاریخ بازنگری 31 مرداد 1401
  • تاریخ پذیرش 18 شهریور 1401