1دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
2استادیار بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،
3دانشیار بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،
چکیده
اندازهگیری و ارزیابی دادههای فرسایش خاک و تولید رسوب در مقیاس‌های زمانی و مکانی مختلف، به‌منظور پیشرفت دانش فرسایش خاک، ارزیابی مدل‌ها و طراحی آزمایش‌های فرسایش خاک حیاتی است. تغییرات زمانی بسیار زیاد فرسایش و رسوبدهی بهویژه در آبخیزهای کوچک، لحاظ تمهیدات فنی ویژه در اندازهگیری آنها را ضروری میسازد به‌طوریکه بتوان دادههای مورد نظر را به درستی ثبت کرد. در این راستا، مقاله حاضر با هدف تبیین نکات فنی و ملاحظات در اندازهگیری رسوبدهی حوزه‌های آبخیز تحقیقاتی کوچک طرح‌ریزی شده است. بررسی سوابق موجود دلالت بر نقش رویدادهای حداکثر در رسوبدهی حوزه‌های آبخیز دارد. به‌گونه‌ای که یک واقعه حداکثری (با دوره بازگشت بالا) به‌تنهایی می‌تواند میانگین داده‌ها را تغییر دهد. بنابراین برایرسیدنبهیکمیانگینقابلاعتماداز رسوب‌دهیدرشرایططبیعی،جمعآوریدادههایطولانی مدت ضرورتدارد. برای اندازهگیری رسوب معلق ابتدا نمونهبردار مخصوص رسوب معلق از جریانهای موقتی مشتمل بر دو نوع ساده و خودکار، و تقسیم کننده جریان معرفی شده است. سپس ضرورت ساخت مخازن بتنی و بندهای رسوبگیر در خروجی آبخیزهای آزمایشی تبیین و روشهای مختلف رسوبسنجی برای اندازهگیری بار کل (مجموع بار کف و معلق) تشریح شدهاند.
1Assoc. Prof. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran.
2Assistant Proposer, Soil Conservation and Watershed Management Department, Khorasan Agricultural and Natural Resources Research Centre, Mashad, Iran
3Retired Associate Proposer, Soil Conservation and Watershed Management Department, Khorasan Agricultural and Natural Resources Research Centre, Mashad, Iran
چکیده [English]
Soil erosion and sedimentation measurements and evaluation of the temporal and spatial data thus obtained are crucial for advancing the knowledge on soil erosion, evaluating relevant models, and designing soil erosion experiments. Extensive temporal changes in erosion and sediment yields, particularly in small watersheds, require special technical provisions to ensure accurate records. Based on the existing records, maximum events, or even a single one (with a high return period), play an important role in altering average sediment yields in river basins. It is, therefore, necessary to collect long-term data in order to derive a reliable average value for sediment yield under natural conditions. The present paper explores such technical considerations in measuring sediment yields in small experimental watersheds. For this purpose, two simple and automatic sediment samplers and a flow divider are introduced for measuring suspended sediments. It is also shown that concrete tanks and small reservoir dams need to be constructed at the outlets of the experimental watersheds. Finally, different methods used for measuring total load (including bed and suspended loads) are described.
کلیدواژه‌ها [English]
Experimental watershed, Sediment measurement, Maximum event
مراجع
اداره کل امور اجرائی آبخیزها، اداره حوزه های معرف و نمایشی. 1379. اصول و مبانی طرح استقرار و راه اندازی حوزه های معرف و نمایشی در سطح کشور. معاونت آبخیزداری وزارت جهاد کشاورزی. 326 ص.
پیامنی، ک.، ا. ویسکرمی، م. زند، ع. شاهکرمی، ط. فرهادینژاد. 1396. واسنجی مدلهای تجربی PSIAC و MPSIAC از طریق بررسی رسوب مخازن بندهای کوچک در حوضههای شمال غرب و غرب ایران- استان لرستان. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی. پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری. 104 ص.
عباسی، ع.ا.، ج. پرهمت و ا. خوشبزم. 1393. بررسی پتانسیل تولید رواناب در حوضه های آبخیز کوچک (مطالعه موردی: حوضه آبخیز سنگانه کلات). سامانههای سطوح آبگیر باران. ۲ (3): 13-22.
عربخدری، م. 1397. امکان برآورد فرسایش متوسط سالانه درازمدت مبتنی بر اندازهگیری فرسایش حاصل از چند رخداد بارندگی. ترویج و توسعه آبخیزداری. 11: 7-15.
عربخدری، م. 1393. ﻣﺮوری ﺑﺮ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ ﻓﺮﺳﺎﯾﺶ آﺑﯽ ﺧﺎک در اﯾﺮان. نشریه علمی-ترویجی مدیریت اراضی. 2(1): 17-26.
عربخدری، م.، ک. صدارتی و ا. اسمعلی 1393. بررسی روند تغییرات رسوب معلق در ایران. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی. شماره ثبت سازمان تحقیقات ترویج و آموزش کشاورزی 44310. 108ص.
نور، ح. و س.ح.ر. صادقی. 1390. مدل سازی رسوب نگار واحد لحظهای. تحقیقات منابع آب ایران. 7 (4): 62-70.
هاشمی، ع. ا.، م. قدرتی، ب. ارسطو، ا. جعفری و ح. غلامی. 1395. واسنجی مدلهای تجربیPSIAC و MPSIAC از طریق بررسی رسوب مخازن بندهای کوچک در ایران- استان سمنان. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی. پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری. 89 ص.
Arabkhedri, M. 2009. Sampling designs and estimation methods for sediment load prediction in two rivers in Iran and Malaysia. PhD Thesis, University Putra Malaysia. 236 p.
Bagarello, V. Carollo, F. G. Di Stefano, C. Ferro, V. Giordano, G. Lovino, M. and Pampalone, V. 2016. Twenty years of scientific activity at Sparacia experimental area. Translators: Kiani-Harchegani, M. and S. Kiani-Harchegani. Pajhouhesh Bartar Publications. 200 p.
Chiu, Y.-J.; Lee, H.-Y.; Wang, T.-L.; Yu, J.; Lin, Y.-T.; Yuan, Y. 2019. Modeling sediment yields and stream stability due to sediment-related disaster in Shihmen reservoir watershed in Taiwan. Water, 11(2), 1-22.
Fang, N-F. Shi, Z-H. Yue, B-J. and Wang, L. 2013. The characteristics of extreme erosion events in a small mountainous watershed. PLoS ONE 8(10): e76610. doi:10.1371/journal.pone.0076610
Gallart, F. Llorens, P. Latron, J. and Regüés, D. 2002. Hydrological processes and their seasonal controls in a small Mediterranean mountain catchment in the Pyrenees. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 6(3): 527-537.
Gonzalez-Hidalgo, J.C. Batalla, R.J. Cerda A. and de Luis, M. 2012. A regional analysis of the effects of largest events on soil erosion. Catena, 95: 85-90.
Hudson, N.W. 1993. Field measurement of soil erosion and runoff. FAO Soils Bulletin 68, 139 pp.
Lane, L.J. 2007. The role of large storms in determining mean annual sediment yield. In: R.I. Barnhisel (Ed.), Proceedings of National Meeting of the American Society of Mining and Reclamation, Gillette, WY, 30 Years of SMCRA and Beyond, June 2-7, 2007. Published by ASMR. 403-412.
Markus, M. and Demissie, M. 2006. Predictability of annual sediment loads based on flood events. Journal of Hydrologic Engineering 11(4): 354–361.
Mayor, A.G. Bautista, S. Bellot, J. 2011. Scale dependent variation in runoff and sediment yield in a semiarid Mediterranean catchment. Journal of Hydrology, 397: 128–135.
Nearing, M. A. Nichols, M. H. Stone, J. J. Renard, K. G. and Simanton, J. R. 2007. Sediment yields from unit source semiarid watersheds at Walnut Gulch. Water Resources Research, 43(6).
Noor, H. and Rostami Khalaj, M. 2018. Improving MUSLE performance for sediment yield prediction at micro-watershed level using seasonal classified data. Water Practice and Technology, 13(3), 505-512.
Pacific South-West Inter Agency Committee. 1968. Report on factors affecting sediment yield in the Pacific Southwest area. Water Management Sub-committee, Sedimentation Task Force.
Thomas, R. B. 1985. Estimating Total Suspended Sediment Yield with Probability Sampling. Water Resources Research. 21: 1381-1388.
Toy, T. J. Foster G. R. and Renard K. G. 2002. Soil Erosion, Processes, Prediction, Measurement and Control. John Wiley & Sons. Washington, D.C.
Wischmeier, W. H. 1962. Storms and soil conservation. Journal of Soil and Water Conservation, 17(2): 55-59.
Zachar, D. 1982. Soil Erosion. Elsevier, Amsterdam.
Walling, D.E. 1994. Measuring sediment yield from river basins. In: Lal, R. (Ed), Soil Erosion Research Methods. Soil and Water Conservation Society. 39-73.
