بررسى ميزان فرسايش در حوزه آبخيز دماوند به كمك GIS

چكيده

در اين تحقيق ابتدا با كمك نقشه هاى توپوگرافى 1:50000 دماوند و رودهن ، مرز حوزه آبخيز دماوند مشخص گرديد . اين منطقه بدقت بروى نقشه زمين شناسي100000: 1دماوند و شرق تهران پياده شد . نقشه آبراهه ها ، زمين شناسى ، گسلها و توپوگرافى منطقه رقومى گرديده و با كمك تصوير ماهواره اى منطقه از تصاوير ماهواره اى ETM با 7 باند ، شدت فرسايش به كمك GIS در حوزه آبخيز دماوند بررسى شد . در اين تحقيق مشخص گرديد كه واحدهاى حساس به فرسايش اغلب در شمال و جنوب حوزه آبخيز دماوند استقرار دارند و مساحت زيادى از حوزه ، مقاومت بيشترى نسبت به فرسايش دارند . سپس با توجه به شدت فرسايش ، ‌نقشه سيماى فرسايش منطقه تهيه و راهكارهاى منطقى مبارزه با آنها ارائه گرديده است.

مقدمه 

 امروزه فرايندهاى فرسايش و رسوب گذارى مباحثى هستند كه در علوم مختلف زمين شناسى ، جغرافيا ، عمران آب و آب خيزدارى مطرح ميباشند . در اين ميان ، نحوه تشكيل رسوب ، انتقال و رسوب گذارى آن داراى اهميت ميباشد .

مشخص نمودن ميزان فرسايش در حوزه هاى آبخيز به طرق مختلفى انجام مى پذيرد كه مى توان به مطالعات رسوب شناسى ، روش PSIAC ، روش EPM ، روش GIS و . . . اشاره نمود . در اين تحقيق ميزان فرسايش حوزه آبخيز دماوند به كمك GIS و با نرم افزار Arc GIS مورد بررسى و مطالعه قرار گرفته است. 

بحث  

حوزه آبخيز دماوند ، در حد فاصل طولهاى 46،51 تا 14،52 شرقى و 35،32 تا 53،35 شمالى با حداكثر ارتفاع 4010 متر از سطح دريا در كوه چنگيز چال در ارتفاعات شمالى حوزه و حداقل ارتفاع 1250 متر در محل خروجى حوزه در ماملو واقع گرديده است[2] . از نظر زمين شناسى حوزه آبخيز دماوند در زون زمين شناسى البرز جنوبى قرار دارد . گسلهاى مهم اين حوزه عبارتند از گسل مشا – فشم به طول تقريبى 40 كيلومتر و گسل رودهن در شمال حوزه و گسل مملوك در جنوب حوزه كه باعث گرديده اند سازندهاى متنوعى از پركامبرين
( مثل سازند سلطانيه ) تا كواترنر در حوزه آبخيز دماوند رخنمون داشته باشند .

مسئله فرسايش در حوزه هاى آبخيز ايران از موضوعات بسيار مهم اقتصادى و اجتماعى و عمرانى كشور ما محسوب ميشود و متاسفانه سالانه بيش از يك ميليارد تن از خاك پر ارزش به هدر مى رود . فرسايش عناصر اصلى سازندهاى آبخيزها را تخريب ميكند و باعث ويرانى اكوسيستم و سازهاى ساخت انسان ميگردد . بشر به دنبال آن است كه اين عوامل فرساينده را بشناسد و راه حل اساسى براى آن بيانديشد. دانستن نوع فرسايش ، علت و مكانيسم بوجود‌آمدن‌ آن كمك بزرگى به مهار فرسايش و مبارزه با آن مى نمايد [3] .براى تعيين شدت فرسايش به كمك GIS ، ابتدا نقشه آبراهه ها ، زمين شناسى ، گسلها و توپوگرافى منطقه رقومى گرديده و وارد محيط GIS شدند. سپس نقشه هاى فوق ژئورفرنس گرديد . تصوير ماهواره اى منطقه مورد مطالعه نيز از تصاوير ماهواره اى ETM با 7 باند بريده شده و به يك فايل جداگانه تبديل شد . 

پردازش اطلاعات 

به منظور تعيين شدت فرسايش به كمك GIS ، عواملى مانندگسلهاى منطقه ، بعضى از واحدهاى زمين شناسى ، آبراهه ها ، مناطق آلتراسيون و زونهاى رسى ، مناطق داراى پوشش گياهى و شيب داراى اهميت تلقى گرديدند.  لذا اطلاعات زير پردازش گرديد:

1- گسلهاى منطقه تا فاصله 500 مترى ، صد متر به صد متر بافر گرديد .

2- آبراهه ها تا فاصله 500 مترى ، صد متر به صد متر بافر شد.

3- از تصوير ماهواره اى ETM مناطق آلتراسيون و زونهاى رسى تشخيص داده شده و بصورت يك فايل جدا در آمدند .

4- از تصوير ماهوارهاى ETM مناطق داراى پوشش گياهى تشخيص داده شد و بصورت يك فايل جدا درآمد .

5- مدل رقومى ارتفاعى DEM ساخته شد .از اين مدل ، شيب دامنه ها تهيه گرديد .

تلفيق لايه هاى اطلاعاتى 

در اين بخش ، اطلاعات پردازش شده به شرح زير با هم تلفيق گرديدند . لازم به ذكر است براى عوامل مهم و موثر ارزش يك در نظر گرفته شده است :

1- بافر گسلهاى منطقه تا فاصله 300 مترى به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و از حالت وكتورى به رسترى تبديل گرديد.

2- واحدهاى زمين شناسى حساس به فرسايش ، مثل واحدهاى آهكى ، رسى و ... به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و از حالت وكتورى به رسترى تبديل شد.

3- بافر آبراهه ها تا فاصله 300 مترى به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و براى اينكه بتوان يك نقشه خروجى به روش Index overlay تهيه نمود از حالت وكتورى ( بردارى ) به رسترى تبديل شدند.

4- آلتراسيونهاى تشخيص داده شده از تصوير ماهواره اى منطقه ، به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و به رستر تبديل گرديد.

5- مناطق فاقد پوشش گياهى كه از تصوير ماهواره هاى تشخيص داده شده بود ، به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و به حالت رسترى درآمد.

6- دامنه هاى با شيب 10 تا 30 درجه به علت فرسايش بالا ارزش يك گرفته و به رستر تبديل شد.

در پايان لايه هاى فوق در محيط GIS و به روش Index overlay با هم تلفيق شده و نقشه تعيين شدت فرسايش به كمك GIS ، توليد گرديد. با توجه به اينكه اين نقشه داراى دقت بسيار بالا مى باشد ، مناطقى كه داراى حداكثر نوع فرسايش از چهار نوع بدست آمده مى باشد ، به صورت يك نوع فرسايش مشخص  است .

 همان طور كه در نقشه شماره 10 مشاهده مى شود سازندهاى حساس به فرسايش مساحت كمى از كل حوزه آبخيز دماوند را بخود اختصاص مى دهند ، سنگهاى حساس به فرسايش فقط در شمال و جنوب حوزه ديده ميشوند و الباقى حوزه ، مقاومت بيشترى در برابر فرسايش دارند . با توجه به اينكه غالباً شدت فرسايش كم بوسيله فرسايش نوع ورقه اى ، شدت فرسايش كم تا متوسط توسط فرسايش نوع شيارى ، شدت فرسايش متوسط بوسيله فرسايش نوع آبراهه اى و شدت فرسايش زياد بوسيله فرسايش خندقى ايجاد مى گردد [1] ، مى توان بدين طريق نقشه سيماى فرسايش منطقه را نيز تهيه نمود. تعيين نقشه سيماى فرسايش كمك ميكند تا راه كارهاى منطقى براى مبارزه با فرسايش پيدا نمود . براى تهيه نقشه سيماى فرسايش ميتوان فرسايش كم را به فرسايش ورقه اى ، فرسايش كم تا متوسط را به فرسايش شيارى ، شدت فرسايش متوسط را به فرسايش آبراهه اى و شدت فرسايش شديد را به فرسايش نوع خندقى نسبت داد . 

 ◊◊◊◊

 

 نتيجه گيرى 

همان طور كه مى دانيم سازندهايى كه تحت تاثير فرسايش سطحى هستند مواد حاصل از فرسايش خود را اغلب به هنگام بارندگى توليد مى نمايند . با توجه به اينكه اكثر نزولات آسمانى در اين حوزه ، بصورت برف است ، لذا فرسايش سطحى رسوب كمى را وارد شبكه هيدروگرافى منطقه مى نمايد . با اين وجود به جهت كاهش اثرات اين فرسايش بايد از شخم بى رويه در اراضى و همين طور آبيارى غلط آن جلوگيرى نمود .

در مقابل فرسايش شيارى سهم بيشترى در ايجاد و انتقال رسوب دارد . براى كاهش اثرات اين فرسايش بايد تعداد دام در مراتع را كاهش داده و اراضى ديم را كه كم بازده نيز ميباشند به كشت دائمى تبديل نمود و همين طور در زمينهايى كه فاقد عمليات زراعى بوده و داراى شيب نيز هستند پوشش گياهى ايجاد كرد تا بدين طريق بتوان قدرت آبهاى جارى در ايجاد شيار را كاهش داد .

با توجه به اينكه شدت فرسايش در دامنه هايى كه داراى فرسايش خندقى هستند زياد است و سهم آنها در انتقال رسوب به شبكه هيدروگرافى قابل ملاحظه است ، مبارزه با اين نوع فرسايش بسيار ضرورى است . تشديد و يا كاهش اين فرسايش تحت تاثير فعاليتهاى انسانى متغير است . بنابراين براى مبارزه با اين نوع فرسايش بايد فعاليتهاى انسانى در منطقه اصولى انجام گيرد و يا متوقف گردد و راه دوم اين است كه عمليات اصلاحى آبراهه ها و خندقهاى ايجاد شده ، صورت پذيرد .

در آخر پيشنهاد ميگردد با توجه به اينكه دسترسى به سازندهاى منطقه و مطالعه آنها از نظر نوع و ميزان فرسايش از نزديك به دليل كم بودن راههاى دسترسى بسيار مشكل و هزينه بردار است ، فرسايش حوزه‌آبخيز دماوند از روشهاى ديگر مطالعه و بررسى فرسايش نظير روش پسياك مورد مطالعه و تحقيق پژوهشگران اين امر قرار گيرد .

◊◊◊◊

 منابع: 

1) احمدى ، ح. ،1375، ژئومورفولوژى كاربردى ، انتشارات دانشگاه تهران.

2) شركت خدمات مهندسى جهاد،1370 ،طرح جامع آبخيزدارى حوزه آبخيز دماوند، گزارش هوا و اقليم شناسى .

3) ضيائى ، ح.، 1380، اصول مهندسى آبخيزدارى ، انتشارات دانشگاه امام رضا .

4) نقشه زمين شناسى 1:100000 دماوند ، سازمان زمين شناسى و اكتشافات معدنى،1376.

5) نقشه زمين شناسى 1:100000 شرق تهران ، سازمان زمين شناسى و اكتشافات معدنى، 1379.

نام نويسنده : سادات فيض نيا