مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

بررسی تغییرات زمانی و مکانی پاسخ هیدرولوژیک در سیل‌خیزی حوزه آبخیز بالیخلوچای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
10.22034/iwm.2025.2055379.1211
چکیده
چکیده مبسوط
 
مقدمه: سیلاب یکی از رایج‌ترین و مخرب‌ترین بلایای طبیعی در سراسر جهان است که پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی فراوانی دارد. در واقع، یک‌سوم هزینه‌های مرتبط با بلایای طبیعی به سیلاب‌ها مربوط می‌شود. سیلاب‌ها زمانی رخ می‌دهند که جریان رودخانه از ظرفیت حمل آن فراتر رود، که می‌تواند ناشی از عواملی مانند بارش شدید یا طولانی‌مدت، یخ‌زدگی زمین هنگام بارندگی، ذوب ناگهانی برف، جنگل‌زدایی، انسداد رودخانه و شکست سد باشد. در ایران، شرایط نامناسب اقتصادی و ناتوانی دامداران در تأمین علوفه کافی، منجر به چرای بیش ‌ازحد شده است که این موضوع فرسایش خاک را تشدید کرده و خطر سیلاب را افزایش می‌دهد. بارش، عامل کلیدی در وقوع سیلاب است و تغییرات مکانی و زمانی قابل‌توجهی دارد که تحت‌تأثیر ارتفاع، شیب، ویژگی‌های خاک، کاربری اراضی و زمین‌شناسی است. مفهوم واحد پاسخ هیدرولوژیکی (HRU) یک رویکرد رایج در مدل‌سازی‌های هیدرولوژیکی است. بنابراین، تعریف و اندازه‌گیری شاخص‌های کلیدی پاسخ هیدرولوژیکی در مقیاس حوزه آبخیز برای مدیریت مؤثر منابع آب و خاک و کاهش خطر سیلاب ضروری است.
مواد و روش‌ها: این مطالعه داده‌های هیدرولوژیکی حوزه آبخیز بالیخلوچای را مورد بررسی قرار داده است. فرایند پژوهش شامل گردآوری، پردازش و تحلیل داده‌های جریان رودخانه می‌باشد. پنج ایستگاه هیدرومتری با دوره آماری مشترک ۲۰ ساله (۲۰۰۳–۲۰۲۳) انتخاب شد. شاخص‌های کلیدی پاسخ هیدرولوژیکی شامل شاخص جریان پایه، دبی اوج، عمق رواناب، تراکم زهکشی و ضریب فروکش محاسبه شدند. جریان پایه با استفاده از روش فیلتر دیجیتال تک‌پارامتری استخراج و شاخص آن به‌صورت نسبت جریان پایه به کل جریان رودخانه محاسبه گردید. ضریب فروکش از یک مدل نمایی فروکش استخراج شد. تغییرات مکانی شاخص‌ها با استفاده از تکنیک‌های درون‌یابی مبتنی بر GIS تحلیل شد. همچنین برای بررسی روندهای زمانی تغییرات جریان رودخانه، آزمون من-کندال با استفاده از نرم‌افزار Pro UCL به کار گرفته شد.
یافته‌ها و بحث: تحلیل شاخص‌های پاسخ هیدرولوژیکی در حوزه آبخیز بالیخلوچای نشان داد که شرایط زمین‌شناسی، توپوگرافی و ویژگی‌های فیزیکی حوضه تأثیر چشمگیری بر رفتار سیلاب و پایداری جریان رودخانه دارند. به‌ویژه، مقادیر بالای شاخص جریان پایه در ایستگاه نیر، نشان‌دهنده تأثیر ساختارهای زمین‌شناسی نفوذپذیر و تغذیه مؤثر سفره‌های آب زیرزمینی است. در مقابل، تراکم زهکشی بالا در ایستگاه پل‌الماس، پاسخ سریع حوضه به بارندگی و وقوع سیلاب‌های ناگهانی را نشان می‌دهد. این نتایج با یافته‌های مطالعات مشابه در سایر حوزه‌های آبخیز ایران سازگار بوده و نقش حیاتی شرایط زمین‌شناسی و ساختارهای ژئومورفولوژیکی در شکل‌گیری الگوی هیدروگراف سیلاب را تأیید می‌کند.
نتیجه‌گیری: تحلیل شاخص‌های پاسخ هیدرولوژیکی در حوزه آبخیز بالیخلوچای تأثیر قابل توجه ویژگی‌های زمین‌شناسی، توپوگرافی و سطح زمین را بر رفتار سیلاب و رژیم جریان رودخانه برجسته می‌سازد. توزیع مکانی شاخص جریان پایه، تراکم زهکشی و عمق رواناب در سراسر حوضه نشان‌دهنده تغییرپذیری چشمگیری است که ناشی از تفاوت در نفوذپذیری، پوشش سطحی و ساختار ژئومورفولوژیکی می‌باشد. به‌عنوان مثال، مقادیر بالاتر شاخص جریان پایه در ایستگاه نیر، بر اهمیت لایه‌های زمین‌شناسی نفوذپذیر و مشارکت پایدار آب زیرزمینی تأکید دارد، در حالی که مناطق با تراکم زهکشی بالا مانند ایستگاه پل‌الماس، پاسخ هیدرولوژیکی سریع و آسیب‌پذیری بیش‌تری در برابر سیلاب ناگهانی نشان می‌دهند. این تغییرات، عملکرد پیچیده هیدرولوژیکی حوضه را منعکس کرده و ضرورت تدوین راهبردهای مدیریتی خاص‌مکان را برای مقابله با سیلاب‌ها نشان می‌دهد. استفاده از تحلیل‌های مکانی مبتنی بر GIS و آزمون روند من-کندال، بینشی ارزشمند نسبت به پویایی‌های زمانی شاخص‌های کلیدی هیدرولوژیکی فراهم کرد. روندهای مشاهده‌شده در جریان رودخانه حاکی از آن است که تغییرات کاربری اراضی، شرایط خاک و نوسانات اقلیمی ممکن است به افزایش خطر سیلاب در برخی زیرحوضه‌ها منجر شوند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات



مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 خرداد 1404

  • تاریخ دریافت 18 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 07 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 25 خرداد 1404