| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 3,006 |
| تعداد مقالات | 33,641 |
| تعداد مشاهده مقاله | 44,552,183 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 30,620,802 |
بررسی تأثیر اقدامات آبخیزداری بر ویژگی‌های سیل در آبخیزهای آب‌ماهی و چیکان-مورزیان استان فارس | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 31 خرداد 1404 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2025.368121.1609 | ||
| نویسندگان | ||
| رویا قهرمانی1؛ ابراهیم امیدوار* 2؛ سیامک دخانی3 | ||
| 1دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه کاشان | ||
| 2گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان | ||
| 3عضوز هیت علمی دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین دانشگاه کاشان | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف ارزیابی پروژه‌های آبخیزداری امروزه از بنیادی‌ترین مسائلی است که در کشورها به‌منظور برنامه‌ریزی‌های آینده در زمینه طرح‌های اجرایی و مدیریت منابع طبیعی انجام می‌گیرد. لذا با توجه به پیشینه طولانی اجرای پروژه‌های آبخیزداری در کشور لزوم ارزیابی فعالیت‌های انجام‌شده و بررسی تأثیرات موردنظر این طرح‌ها اقدامی ضروری می‌باشد. با توجه به نبود تجهیزات لازم به‌منظور اندازه‌گیری و ثبت تغییرات ایجاد‌شده در حوزه‌های آبخیز، بهره‌گیری از مدل‌های توزیعی هیدرولوژیکی جهت همانندسازی رفتار حوضه در پیش و پس از فعالیت‌های آبخیزداری ابزاری کارآمد در دستیابی به این هدف‌ها می‌باشد. امروزه بهره‌گیری از قابلیت مدل‌های هیدرولوژیک به‌منظور همانندسازی اثرگذاری‌های فعالیت‌های مدیریتی در فرایند تصمیم‌گیری نقش تعیین‌کننده‌ای به خود گرفته است. لذا در پژوهش حاضر، باهدف ارزیابی تأثیر فعالیت‌های آبخیزداری اجراشده بر دبی اوج، زمان تا اوج و حجم سیل در حوضه‌های آب‌ماهی و چیکان - مورزیان که دارای شرایط همگن می‌باشد، با استفاده از مدل HEC-HMS انجام گرفت. جهت تعیین تأثیر اقدامات سازه‌ای و زیستی، زمان تمرکز، شیب آبراهه و مقدار شماره منحنی در شرایط پیش و پس از اجرای فعالیت‌ها محاسبه شد. نتایج حاصل از این پژوهش، می‌تواند جهت برنامه‌ریزی‌های مدیریتی پروژه‌های مشابه در سایر حوزه‌های آبخیز با شرایط اقلیمی و فیزیوگرافی مشابه مورداستفاده قرار گیرد. مواد و روش‌ها مطالعه حاضر به بررسی تأثیر اقدامات سازه‌ای (بند گابیونی، سنگ و سیمان، خشکه‌چین) و زیستی (بادام‌کاری، قرق و نمونه شاهد) آبخیزداری بر پارامترهای هیدرولوژیکی شامل زمان تا اوج، دبی اوج و حجم سیل در دو حوضه آب‌ماهی و چیکان-مورزیان، واقع در حوضه سد درودزن می‌پردازد. حوضه چیکان-مورزیان در 80 کیلومتری شمال شهر سپیدان واقع در استان فارس، با مساحت 12333 هکتار، دارای حداکثر ارتفاع 3125 متر و حداقل ارتفاع 1811 متر و همچنین بیشترین میزان بارندگی سالانه برابر 2/571 میلی‌متر و کمترین میزان آن برابر 6/471 میلی‌متر می‌باشد. حوضه آب‌ماهی با مساحت 15867 هکتار در 82 کیلومتری شمال غرب شیراز واقع‌شده است. این حوضه دارای حداقل و حداکثر ارتفاع به ترتیب 3070 و 1769 متر از سطح دریا می‌باشد. بیشترین میزان بارندگی سالانه 1065 میلی‌متر و کمترین آن 652 میلی‌متر می‌باشد. در پژوهش حاضر شبیه سازی بارش و رواناب با استفاده از مدل HEC HMS در دو سناریو با و بدون اقدامات آبخیزداری انجام شد. در سناریوی بدون اقدامات آبخیزداری، داده‌های مورد نیاز از مطالعات تفصیلی اجرایی که توسط اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان فارس گردآوری شده بود، استخراج شد. در سناریوی با اقدامات آبخیزداری، تأثیر هیدرولوژیک سازه‌ها از طریق اثرگذاری روی شیب و زمان تمرکز حوضه و تاثیر اقدامات زیستی از طریق تغییرات مقادیر مقادیر متوسط وزنی CN زیرحوضه‌ها در زمان قبل و بعد از این اقدامات، مورد بررسی قرار گرفت. سپس، پارامترهای فیزیکی حوضه، از جمله مساحت زیرحوضه‌ها، میانگین وزنی شماره منحنی (CN)، تلفات اولیه و زمان تأخیر محاسبه شد. به‌منظور تبدیل بارش به رواناب، روش SCS برای هر دو سناریوی قبل و بعد از اجرای اقدامات آبخیزداری به‌کار گرفته شد. نقشه شماره منحنی (CN) بر اساس تلفیق داده‌های گروه‌های هیدرولوژیک خاک و کاربری اراضی در محیط نرمافزار ARC GIS 10.8 تهیه شد. همچنین زمان تمرکز با استفاده از روش کرپیچ محاسبه شد. نتایج و بحث نتایج حاصل از ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری در آبخیز مورد مطالعه، ابعاد مختلف اثرگذاری این اقدامات را بر رفتار هیدرولوژیکی حوضه آشکار می‌سازد. نتایج نشان داد که با اجرای عملیات سازه‌ای آبخیزداری مقدار زمان تأخیر اختلاف قابل‌توجهی در شرایط قبل و بعد از اجرای عملیات داشته است. به‌طوری که بیشترین اختلاف‌زمان تأخیر در زیرحوضه F به میزان 32/28 دقیقه و کمترین میزان آن 4 دقیقه در زیرحوضه 9 است که این مقدار اختلاف ناشی از شیب، طول آبراهه اصلی، نفوذپذیری خاک، همچنین مساحت حوضه و غیره می‌باشد. میزان اختلاف‌زمان تا اوج در قبل و بعد از اجرای عملیات در زیرحوضه‌های11، 9 و F به ترتیب 10، 10 و 60 دقیقه نشان داد. در این زیرحوضه‌ها بیشترین تعداد سازه انجام شده بود و نتایج به خوبی نشان‌دهنده تأثیر اجرای سازه‌ها بود. در این میان، زیرحوضه F با مقدار 7/27 مترمکعب بر ثانیه بیشترین و زیرحوضه 9 با مقدار 5/3 مترمکعب بر ثانیه اختلاف دبی در قبل و بعد از اجرای عملیات را نشان داد. اجرای اقدامات سازه‌ای بر میزان حجم رواناب تأثیری نداشته است. نتایج حاصل از ارزیابی تأثیر اقدامات زیستی آبخیزداری نشان داد که این اقدامات باعث کاهش CN در زیرحوضه‌های 11، 9 و F به ترتیب و با اختلاف 10، 5 و 5 در شرایط قبل و بعد از اقدامات شده است که این امر منجر به کاهش دبی اوج از 7/79، 4/5 و 5/197 به 8/75، 5/3 و 7/147 مترمکعب بر ثانیه گردید. همچنین اجرای عملیات زیستی، باعث کاهش حجم رواناب به میزان قابل‌توجهی شده است. اما در زمان تا اوج تأثیری نداشته است. در کل تأثیر اقدامات زیستی بر کاهش حجم رواناب خروجی بیشتر از اقدامات سازه‌ای بود. نتیجه‌گیری و پیشنهادها در این تحقیق به ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری بر خصوصیات سیل اعم از دبی اوج، میزان رواناب خروجی و زمان تا اوج پرداخته شد. بدین منظور سازه‌های هیدرولیکی آبراهه‌ای و عملیات زیستی موردبررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که سازه‌های آبخیزداری به‌طور مؤثر در کاهش دبی اوج سیلاب و افزایش زمان رسیدن به اوج تأثیرگذار است. سازه‌های آبخیزداری تأثیر معناداری بر حجم کل رواناب خروجی نداشته‌اند. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی اقدامات زیستی، تأثیر قابل‌توجه این اقدامات را بر کاهش رواناب خروجی و دبی اوج نشان داد. اما بر زمان تا اوج تآثیر نداشته است. این یافته‌ها بر اهمیت تلفیق اقدامات سازه‌ای و زیستی در مدیریت جامع آبخیز تأکید می‌کند. تلفیق این دو رویکرد می‌تواند به حداکثر اثربخشی در کنترل سیلاب، حفاظت خاک و مدیریت منابع آب منجر شود. لذا پیشنهاد می‌شود که پروژه‌های مشابه در سایر مناطق با شرایط اقلیمی و فیزیوگرافی مشابه نیز مورد ارزیابی قرار گیرند تا بتوان از نتایج حاصل در تصمیم‌گیری‌ها و بهبود مدیریت آبخیز استفاده کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مدل HEC-HMS؛ دبی اوج؛ رواناب؛ عملیات بیولوژیک؛ حوضه‌های آب ماهی و چیکان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Assessment of the Impact of Watershed Management Measures on Flood Characteristics in the Ab-Mahi and Chikan-Morzian Watersheds, Fars Province | ||
| نویسندگان [English] | ||
| roya ghahremani1؛ Ebrahim Omidvar2؛ Siamak Dokhani3 | ||
| 1Kashan University Faculty of Natural Resources and Earth Sciences | ||
| 2Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Kashan | ||
| 3faculty member of faculty of natural resources and earth sciences of university of Kashan | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and aim Watershed management project evaluation is a fundamental aspect of future planning for implementation projects and natural resource management in many countries. Given the long history of watershed management projects in our country, it is imperative to assess the impacts of these projects and evaluate their effectiveness. Due to the lack of necessary equipment for measuring and recording changes in watersheds, the use of distributed hydrological models to simulate basin behavior before and after watershed management activities has become an effective tool for achieving these goals. Today, the use of hydrological models to simulate the impacts of management activities on decision-making processes has become crucial. This study aims to quantitatively evaluate the effects of implemented watershed management activities on peak flow, time to peak, and flood volume in the Abmahi and Chikan-Morzian watersheds, which have homogeneous conditions. The HEC-HMS model was used to conduct this research. To determine the impact of structural and biological measures, concentration time, channel slope, and curve number were calculated through repeated field visits before and after the implementation of activities. The results of this study can be used for management planning of similar projects in other watersheds with similar climatic and physiographic conditions. Materials and Methods The Chikan and Murzian watershed, located 80 kilometers north of Sepidan city, is one of the sub-watersheds of the Kor River and the Doroodzan Dam. Geographically, this area is located within the range of 51°26'01.23" to 52°04'37.03" East longitude and 30°25'52.88" to 30°34'15.30" North latitude. The area of this watershed is 12,333 hectares, with a maximum elevation of 3,125 meters and a minimum elevation of 1,811 meters above sea level. The Ab-Mahi watershed, with an area of 158.7 square kilometers, is located 82 kilometers northwest of Shiraz city and within the geographical range of 52°01'46" to 52°14'31" East longitude and 30°25'02" to 30°36'57" North latitude. The minimum and maximum elevations are 1,769 and 3,070 meters above sea level, respectively. This research employed the HEC-HMS model to simulate rainfall-runoff under two conditions: with and without watershed management interventions. For the scenario lacking these interventions, necessary data were sourced from detailed executive studies compiled by the Fars Province General Directorate of Natural Resources and Watershed Management. Conversely, the scenario incorporating watershed management assessed the hydrological impact of structural measures by analyzing their influence on basin slope and time of concentration. The effect of biological measures was evaluated by examining changes in the weighted average Curve Number (CN) of sub-basins before and after their implementation. Following this, key physical basin parameters, including sub-basin areas, weighted average CN, initial abstractions, and lag time, were calculated. Subsequently, physical calculations related to the watersheds, statistical data and information such as rainfall, and parameters required for the model, including the weighted average curve number of the sub-watersheds, initial abstraction, and lag time, were obtained. In order to convert rainfall to runoff, the Soil Conservation Service (SCS) method (now known as the Natural Resources Conservation Service (NRCS) Curve Number method) was used for both pre- and post-watershed management practices conditions. The Curve Number (CN) map of the watershed was prepared by integrating maps of vegetation cover, hydrologic soil groups, and land use, as well as through repeated field visits. The Kirpich method was used to estimate the time of concentration and lag time of the watershed. Results and Discussion The results of evaluating the impact of watershed management practices in the studied watershed reveal various aspects of their effects on the hydrological behavior of the basin. The results showed that the implementation of structural watershed management practices significantly altered the lag time between pre- and post-implementation conditions. The greatest difference in lag time was observed in sub-watershed F, and the smallest difference was observed in sub-watershed 9. This difference is attributed to factors such as slope, main channel length, soil permeability, and watershed area. The differences in peak time before and after the implementation of practices in sub-watersheds 11, 9, and F were 10, 10, and 60 minutes, respectively. Furthermore, in sub-watersheds 11, 9, and F, where the highest number of structures were implemented, the results clearly demonstrated the impact of the implemented structures. Among these sub-watersheds, sub-watershed F showed the highest difference in discharge before and after implementation, with a value of 27.7 m³/s, while sub-watershed 9 showed the lowest difference, with a value of 3.5 m³/s. The implementation of mechanical practices did not affect the amount of runoff discharge. The results of evaluating the impact of biological watershed management practices showed that these practices reduced the Curve Number (CN) in sub-watersheds 11, 9, and F by 10, 5, and 5 units, respectively, in pre- and post-implementation conditions. This reduction led to a decrease in peak discharge from 79.7, 5.4, and 197.5 m³/s to 75.8, 3.5, and 147.7 m³/s, respectively. Additionally, the implementation of biological practices significantly reduced runoff volume but did not affect the time to peak. Overall, the impact of biological practices on reducing runoff volume was greater than that of structural practices. Conclusions and Recommendations This study evaluated the impact of watershed management practices on flood characteristics, including peak discharge, runoff volume, and time to peak. For this purpose, in-stream hydraulic structures and biological practices were investigated. The results showed that watershed structures effectively reduce peak flood discharge and increase time to peak. Watershed structures did not have a significant effect on total runoff volume. Furthermore, the results of evaluating biological practices showed a significant impact of these practices on reducing runoff discharge and peak discharge. However, they did not affect time to peak. These findings emphasize the importance of integrating structural and biological practices in integrated watershed management. Integrating these two approaches can lead to maximum effectiveness in flood control, soil conservation, and water resources management. Therefore, it is recommended that similar projects be evaluated in other regions with similar climatic and physiographic conditions to utilize the results in decision-making and improve watershed management. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| HEC-HMS model, Peak Discharge, Runoff, Biological Practices, Abmahi and Chikan-Morzian watersheds | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3 |
||