حوزه آبخیز رودخانه بیرجند
1ـ1 طرح مسأله
حوزه آبخیز رودخانه بیرجند در استان خراسان جنوبی قرار گرفته است. این رودخانه از ارتفاعات شرق بیرجند سرچشمه گرفته و بعد از عبور از شهر بیرجند به سمت غرب جریان می‌یابند و بعد از پیوستن چندین رودخانه دیگر به آن با نام رود شور بیرجند سیلاب آنها به كویر لوت می‌ریزد.
رودخانه بیرجند خشكرودی فصلی است و دبی آن در محل خروج از دشت حدود 300 لیتر در ثانیه گزارش شده است و با توجه به آمار هواشناسی (2003-1956) متوسط دمای سالانه آن 4/16 درجه و متوسط بارندگی سالانه آن 91/170 میلیمتر برآورد شده است.
قدیمی‌ترین سازندهای حوزه متعلق به دوران دوم زمین‌شناسی، از آمیزه‌های رنگین، آهك و پریدونیت تشكیل شده و بیشتر در ارتفاعات جنوبی رخنمون دارند. سازندهای دوران سوم از توف آندزیت، آهكهای فومولیتی، مارن و كنگلومرا تشكیل شده و در ارتفاعات شمال و شرق حوزه دیده می‌شوند.
فرسایش و كاهش حاصلخیزی خاك از جمله مسائلی است كه دست‌یابی به توسعه كشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست را با مشكل روبرو می‌سازد. شناخت و بررسی ساز و كار فرسایش در حوزه‌های آبخیز و جلوگیری از به هدر رفتن یكی از غنی‌ترین و با ارزش‌ترین منابع طبیعی كشور یعنی خاك و مبارزه با این فرایند اهمیت زیادی دارد. عملكرد وسیع فرایندهای هوازدگی و فرسایش سیلابهای فصلی كه به علت عدم پوشش گیاهی مناسب در طی زمان ایجاد می‌شود سبب تغییرات وسیعی در ساختمان ژئومورفولوژی این حوزه گردیده است علاوه بر عوامل اقلیمی و محیطی استفاده منطقی انسان از طبیعت و مسائل سنتی كشاورزی و چرای بی‌رویه باعث تسریع فرسایش و تغییرات ژئومورفولوژیكی حوزه شده است. فرسایش خاك و سپس كاهش بیش از اندازه منابع طبیعی در آینده باعث بروز بحران در حوزه‌های آبخیز خواهد شد. دورنمای كاهش بحران هنگامی می‌تواند به چشم آید كه انسان امروز به پیشگیری بپردازد و آن استفاده‌ای را از طبیعت به عمل آورد كه ویژگیهای طبیعی سرزمین دیكته می‌نماید و بعد این ویژگیها را با نیازهای اقتصادی و اجتماعی خود وفق دهد برای برنامه‌ریزی جهت توسعه پایدار و جلوگیری از فرسایش باید نقش هر كدام از عوامل طبیعی و انسانی مشخص گردد و با توجه به آن عوامل اقدامات آبخیزداری در حوزه‌ها انجام پذیرد.
یكی از زیر حوزه‌های رودخانه بیرجند حوزه آبخیز بند دره است كه در جنوب و در ارتفاعات باختران قرار دارد در این حوزه بندی قدیمی به همین نام وجود دارد كه براثر فرسایش و رسوبات سطح دریاچه آن پیر شده و عملاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. از آنجا این بند یكی از میراثهای تاریخی است و همچنین جنبه تفرجگاهی دارد لذا در وهله اول نیازمند انجام اقدامات آبخیزداری برای جلوگیری از فرسایش و ایجاد رسوب و سپس خارج كردن رسوبات از آن ضروری به نظر می‌رسد. و در این تحقیق به بررسی وضعیت فرسایش به روش پسیاك در این حوزه مورد بررسی قرار می‌گیرد.
2ـ1 فرضیه‌ها
1ـ همزمان با فعالیت نیروهای تكتونیكی (دینامیك درونی) شرایط اقلیمی (دینامیك بیرونی) بیشترین نقش را در شكل‌گیری اشكال ژئومورفولوژی داشته است.
2ـ عدم كنترل آبهای جاری و دخالتهای انسانی سبب بوجود آمدن انواعی از فرسایش‌های تشدیدی و از بین رفتن حاصلخیزی خاك شده است.
3ـ1 ضرورت و اهداف تحقیق
آب و خاك از مهمترین منابع طبیعی و سرمایه ملی هر كشور به شمار می‌روند امروزه حفاظت و بهره‌برداری منطقی و مدیریت عالمانه این منابع طبیعی، محور مطالعات و رئوس برنامه‌های عمرانی كشورهای مختلف را تشكیل می‌دهند.
از آنجایی كه هر تحقیق و پژوهشی هدف یا اهدافی را دنبال می‌كند، تحقیق حاضر نیز از این قاعده مستثنا نیست. اهدافی كه در این تحقیق مورد نظر قرار گرفته‌اند عبارتند از:
ـ شناسایی و طبقه‌بندی اشكال ژئومورفیك حوزه و فرایندهای حاكم بر آنها
ـ شناسایی اشكال و میزان فرسایش و ارائه راه حلهای مناسب جهت پیشگیری از فرسایش خاك در این حوزه، چرا كه با اندك بارندگی سیل ایجاد شده و باعث خارج شدن هزاران تن خاك از منطقه می‌گردد و این امر خسارات جبران‌ناذپیری بر منابع طبیعی بوجود می‌آورد.
4ـ1 روش تحقیق
روش شناسی بررسی‌های ژئومورفولوژیكی تا چند دهه قبل براساس روش استقرار و تبیین زمانی پدیده‌ها استوار بود (از جمله مدل چرخه فرسایشی دیویس) اما پیشرفتهای اخیر در علم ژئومورفولوژی باعث شد تا این دانش روش علمی قیاسی را به عنوان روش شناسی پژوهش اختیار كند لذا بررسی و مطالعه فرسایش نیز از این قاعده مستثنا نمی‌باشد.
در روش علمی قیاسی براساس تجربیات ادراكی و بررسی‌های اولیه تصویری از ساختار و ساز و كار پدیده فرسایش در این حوزه ارائه می‌شود براساس این تصویر مدلی ارائه می‌شود كه این مدل براساس فرضیاتی استوار است كه برای اثبات یا رد آنها تعاریف، طبقه‌بندی‌ها و اندازه‌گیری‌ها و بررسی‌هایی در مورد فاكتورهای موثر در مدل و طرح اولیه صورت می‌گیرد و در مرحله بعدی اطلاعات و داده‌ها باید گردآوری شود و در مدل مورد نظر بكار گرفته شود. با توجه به روش‌شناسی پژوهش، ابزار و مواد مورد استفاده در این تحقیق به قرار زیر هستند.
الف: مطالعات نظری و كتابخانه‌ای (اسنادی)
مطالعات نظری و اسنادی به عنوان اولین گام، در پژوهش حاضر در نظر گرفته شده است بدین جهت در مرحله اول نسبت به جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات زیر از سازمانهای ذیربط اقدام گردیده است.
1ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس 1:50000 برای كل حوزه
2ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس 1:25000 برای حوزه بند دره
3ـ نقشه زمین‌شناسی به مقیاس 1:100000 و 1:250000 بیرجند
در جریان مطالعات، نقشه‌های جدیدی همچون نقشه شیب، طبقه‌بندی ارتفاعی و جهت دامنه‌ها نقشه ژئومورفولوژی، پوشش گیاهی، نیز تهیه و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
4ـ تهیه داده‌ها و آمار هواشناسی مربوط به ایستگاه‌های موجود در حوزه و اطراف آن
5ـ تهیه تصاویر ماهواره‌ای منطقه Tm از سازمان جغرافیایی
ب: كارهای میدانی
در تحقیقات ژئومورفولوژی، مطالعات میدانی مكمل مطالعات كتابخانه‌ای محسوب می‌شود و می‌تواند محقق را در شناخت، بررسی و تجزیه و تحلیل مكانیسم پیدایش پدیده‌ها یاری رساند و منجر به جمع‌آوری اطلاعات به شرح زیر گردد.
1ـ تهیه عكس از پدیده‌ها ژئومورفولوژیكی و مناظر فرسایش حوزه.
2ـ فراهم شدن دید كلی از وضعیت ژئومورفولوژیكی منطقه و فرمها و فرایندهای حاكم بر آنها جهت تهیه نقشه ژئومورفولوژی
3ـ تشخیص تغییرات انسانی بستر حوزه‌ها و اصلاح آنها در نقشه از جمله تغییر مسیلها و اندازه‌گیریهای لازم برای مدل پسیاك.
ج: كارهای رایانه‌ای
این مرحله از كار شامل وارد كردن اطلاعات پایه و نقشه‌های مختلف به سیستم كامپیوتری است كه بوسیله نرم‌افزارهایی همچمون Arc View ـ Arc Gis و Geomatica صورت گرفته است و برای تجزیه و تحلیل اطلاعات از برنامه‌هایی نظیر smada-spess و Excel استفاده شده است.
5ـ1 پیشینه تحقیق
هر فعالیت پژوهشی باید با مدنظر قرار دادن تحقیقات پیشین، مسیری جدید با هدف جدید را بپیماید، تا از یك طرف موجب تكمیل مطالعات قبلی گردد و از طرف دیگر مجهولاتی را كه در تحقیقات قبلی بنا به مقتضیات زمانی و امكانات وجود داشته است، برطرف سازد. همچنین توجه به مطالعات قبلی در هر فعالیت تحقیقی، سبب می‌شود كه محقق بر حیطه موضوع خود اشراف كامل داشته و در تجزیه و تحلیل مسائل مطرح شده از توان علمی بالایی برخوردار باشد. تحقیقات و مطالعات انجام گرفته در حوزه مورد مطالعه بسیار اندك می‌باشد و فقط در قالب چند پایان‌نامه و مقاله مطالعاتی درباره رشته كوههای جنوبی و شمالی حوزه صورت گرفته و همچنین نقشه‌های زمین‌شناسی به مقیاس 1:100000 و 1:250000 توسط سازمان زمین‌شناسی تهیه شده است. پژوهش در فرسایش خاك به صورت كمی و معادلات چند عاملی برای اولین بار در سال 1915 wollny اولین تحقیق را انجام داده است. (احمدی 1374)
بعد از این انواع روشهای كمی با در نظر گرفتن پارامترهای متفاوت در رابطه با موضوع فرسایش ارائه شده است اولین گزارش نسبتاً كامل در مورد فرسایش خاك و لزوم حفاظت آب و خاك در ایران در سال 1327 توسط دوان و ریبن[1] كارشناسان FAO به زبان انگلیسی تهیه و منتشر شد این كارشناسان پس از مطالعه خاكهای مختلف ایران و تهیه گزارش، لزوم ایجاد مؤسسه‌ای به منظور حفاظت خاك را پیشنهاد كردند. (رفاهی، 1378) از جمله منابعی كه در ارتباط با موضوع تحقیق به رشته تحریر در آمده می‌توان به موارد زیر اشاره كرد.
L.J.LANE and Etal (1981)، در مقاله‌ای با عنوان «فرسایش حوزه آبریز و اثرات رسوب حاصل از آن در انتقال آلاینده‌ها» مدلهای برآورد فرسایش و رسوب را بررسی كرده‌اند. به اعتقاد نامبردگان كاربرد مدل USLE[2] نسبت به مدلهای دیگر نسبتاً آسان بوده و در اكثر حوزه‌های آبخیز قابل استفاده است. این محققان در كنار مدل مذكور مدل PSIAC را نیز جهت برآورد رسوب توصیه كرده‌اند.
ثروتی و عسگری (1381) در تحقیقی با عنوان «بررسی كمی و كیفی فرسایش در حوضه آبخیز چیخواب» با استفاده از مدل پسیاك اصلاح شده و بر مبنای واحدهای هیدرولوژی نسبت به برآورد میزان رسوب اقدام كرده‌اند.
احمدی (1377) در كتاب ژئومورفولوژی كاربردی پس از تشریح مدلهای مختلف تجربی برآورد فرسایش و تولید رسوب با استفاده از مدلهای تجربی EPM و MPSLAC بر مبنای واحدهای ژئومورفولوژی به برآورد رسوب در حوزه آبخیز بابااحمدی (زاگرس جنوبی) پرداخته و به این نتیجه رسیده است كه در حوزه مورد مطالعه، نتایج حاصل از برآورد رسوب بوسیله مدل MPSLAC دقیق‌تر از نتایج EPM است. نامبرده سپس پیشنهاد كرده كه انتخاب مدل با توجه به شرایط اقلیمی و جغرافیایی منطقه مورد مطالعه صورت گیرد و بنا به یافته وی دو مدل EPM و MPSLAC برای برآورد رسوب در شرایط طبیعی و محیطی ایران مناسب است.
6ـ1 موقعیت حوزه مورد مطالعه
حوزه آبخیز رودخانه بیرجند در شرق ایران و در استان خراسان جنوبی قرار دارد و شهر بیرجند در مركز این حوزه قرار گرفته است. این حوزه از نظر موقعیت جغرافیایی بین َ42,ْ58 تا َ45,ْ59 طول شرقی و َ44,ْ32 تا َ8,ْ33 عرض شمالی قرار گرفته است.
این حوزه از شرق به حوزه‌های سربیشه و در میان شمال به حوزه چاهك و سوسویه جنوب به حوزه مختاران و شمال غرب به حوزه خور محدود می‌شود.
نقشه (1-1) موقعیت این حوزه را نشان می‌دهد.
فصل دوم
زمین‌شناسی
مقدمه
حوزه مورد مطالعه از نظر جغرافیایی در شرق ایران و در استان خراسان جنوبی واقع شده، و از نظر زمین شناسی در محل تلاقی دو ایالت ساختاری سیستان و بلوك لوت قرار گرفته است بطوریكه شرق حوزه و قسمت اعظم آن تحت تأثیر فرایندهای بلوك سیستان وزون آمیزه رنگین و غرب حوزه تحت تأثیر بلوك لوت می‌باشد و لذا از ویژگیهای زمین‌شناسی و پیچیدگی‌های خاص سرزمینهای برخوردی تبعیت می‌كند. البته بیش از 70 درصد واحدهای سنگی زمین‌ساختی حوزه را واحدهای سنگی مربوط به ایالت ساختاری سیستان تشكیل می‌دهد كه در اینجا دارای روند تقریباً شمال غرب ـ شرق تا شرقی غربی هستند. (محمد مهدی خطیب 1373)
در ادامه روند پهنه ساختاری سیستان به شمال شاخه‌هایی از آن با چرخش به سمت غرب وارد پهنه لوت شده و به داخل لوت نیز خاتمه می‌یابند كه رشته كوههای جنوب بیرجند و همچنین بخشی از ارتفاعات شمال و غرب حوزه نیز از این دسته‌اند در این محدوده مجموعه بهم آمیخته‌ای از افیولیت ملانژ با سنگهای رسوبی، سنگهای آذر آواری، سنگهای آتشفشانی، نیمه آتشفشانی و سنگهای دگرگونی با درجه پایین را می‌توان مشاهده كرد.
با اعمال فرایندهای كششی بر روی پوسته ایران زمین طی ژوراسیك میانی تا پایانی باریكه‌های اقیانوسی در داخل پوسته شكل می‌گیرد كه یكی از این باریكه‌ها، باریكه اقیانوسی شرق ایران است كه در بخش شمالی با چرخش بداخل لوت به منتها الیه خود می‌رسد و روند تقریباً شرقی ـ غربی دارد (در جنوب بیرجند)[3] با آغاز فرایندهای همگرایی در قطعات پوسته ایران زمین در كرتاسه پایانی باریكه‌های اقیانوسی موجود بسته شده و بخشهایی از پوسته اقیانوسی بر روی همدیگر رانده و بر روی پوسته قاره‌ای جای می‌گیرند كه همین افیولیت ملانژها حاصل چنین فرایندی است كه رشته كوه باقران كه حد جنوبی حوزه است را تشكیل می‌دهد (محمدمهدی خطیب)
پیدایش رشته كوه باقران با مكانیزم ذكر شده موجب پیدایش فرونشست فشاری در قسمت شمالی آن (دشت بیرجند) می‌گردد و طی نئوژن مواد ناشی از فرسایش مجموعه افیولیت ملانژ ـ سنگهای آذرآواری ناشی از فعالیت آذرین كمربند برشی حادث شده در این حوضه بسته، بصورت توف، مارن و عمدتاً كنگلومرا برجای گذاشته می‌شود. (محمد مهدی خطیب 1368) تصویر 1-2
مقطع عرضی دشت بیرجند در اواخر ترشیر مأخذ گزارش زمین‌شناسی
در اواخر نئوژن در اثر ادامه همگرایی رسوبات برجای گذاشته شده در دشت بیرجند نیز متحمل چین‌خوردگی شده و ساختمان فعلی محدوده مورد مطالعه را به خود گرفته است كه از اوایل كواترنر تاكنون مواد ناشی از فرسایش مكانیكی و فیزیكی توسط آب یا عوامل ثقلی حمل شده و به صورت پادگانه‌های مخروط‌افكنه‌ی رسوبات آبرفتی، رسوبات رودخانه‌ای در گستره دشت و محدوده حوزه آبخیز برجای گذاشته شده است. تصویر 2-2
جهت دریافت فایل حوزه آبخیز رودخانه بیرجند لطفا آن را خریداری نمایید