مقاله درمورد سنجش از دور، پردازش اطلاعات، منابع محدود

رسوب، باعث کاهش عمر مفيد سدها شده و سرمايه‌گذاري‌هاي ملي را با مشکل روبرو مي‌نمايند. البته، گرچه انسان با رفتار و عملکرد خود در اکثر اوقات باعث تشديد و تسريع اين فرآيند مي‌گردد، ولي پيوسته سعي داشته و دارد که با اين فرآيند مبارزه نموده و تا جاي ممکن آن را به کنترل در آورده و به روند طبيعي خود برگرداند (مقيم، 1390). از اينرو، با توجه به خساراتي که فرسايش خاک به بار مي‌آورد و اهميت و ارزشي که منابع توليدي دارند، مي‌توان بيان کرد که اقدامات حفاظت خاک و توسعه‌ي پايدار براي سلامت اکوسيستم‌ها و بقاي انسان بسيار ضروري و حياتي است. حفاظت خاک و آب، يکي از اصوليترين رکن‌هاي توسعه پايدار است و بيتوجهي به آن مي‌تواند عواقب جبرانناپذيري را از نظر اقتصادي-‌اجتماعي و امنيت غذايي به ‌دنبال داشته باشد. در اين راستا، در دو دههي اخير فعاليت‌هاي زيادي در زمينه‌ي حفاظت خاک و آب صورت گرفته است که مي‌توان عمدهي اين فعاليت‌ها را در مديريت حوزه‌هاي آبخيز خلاصه و معرفي نمود. آگاهي از موقعيت مکان‌هاي فرسايشپذير حوزه‌هاي آبخيز، امکان مقايسه‌ي آن‌ها و شناسايي موقعيتهاي بحراني و اولويت‌بندي اجراي طرحهاي آبخيزداري را فراهم مي‌کند.
در اين تحقيق، با توجه به اهميت کنترل فرسايش و جلوگيري از توليد رسوب، به بررسي و شناخت پهنه‌بندي خطر فرسايش‌پذيري در حوزه‌ي آبخيز سد خاکي کلستان شيراز پرداخته شده است. شناسايي و تعيين پهنه‌هاي مختلف خطر فرسايش‌پذيري با بکارگيري مدل تجربي ICONA و با بهره‌‌گيــري از فن‌آوري‌‌هاي سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي (GIS) و سنجش از دور (RS) در راستاي ساماندهي و مديريت نمودن فعاليت‌هاي آبخيزداري با هدف کاهش و کنترل فرسايش در حوزه‌ي آبخيز سد کلستان و هم‌چنين جلوگيري از انتقال رسوب توليدي به مخزن سد خاکي کلستان در حوزه‌ي شهري شيراز واقع شده است و در کنترل سيلاب شهري شيراز بسيار اثرگذار مي‌باشد. کشور ايران، با توجه به ساختار زمين‌شناسي خود و هم‌چنين شرايط آب و هوايي و اقليمي حاکم بر آن، از جمله کشورهايي است که داراي پتانسيل فرسايش‌پذيري بالقوه و بالفعل مي‌باشد. هدررفت بيش از دو ميليارد تن‌ خاک‌ در سال‌ از حوزه‌هاي‌ آبخيز کشور، (فائو، 1998) فراواني‌ وقوع‌ سيل‌هاي‌ مخرب همراه‌ با از دسترس خارج‌ شدن‌ حدود نيمي‌ از 413 ميليارد مترمکعب ريزشهاي ‌جوي‌ کشور، نابودي‌ جنگلها و مراتع‌، کاهش حاصلخيزي‌ اراضي‌ و ساير مسائل‌ و مشکلات ديگر از جمله‌ معضلاتي‌ است که‌ ضرورت توجه‌ ويژه‌ و جامع‌ به‌ حوزه‌هاي آبخيز کشور از ديدگاه فرسايش و کنترل رسوب را نمايان‌ مي‌سازد. به منظور مبارزه با فرسايش‌پذيري بالا يا خيلي‌بالا، به عنوان اولين گام،‌‌ لازم است اين گونه مناطق شناسايي و موقعيت‌يابي گردند. در همين راستا، توليد نقشه‌هاي پهنه‌بندي خطر فرسايش‌پذيري به‌‌ عنوان اولين گام، پروژه‌هاي مبارزه و مقابله با فرسايش و توليد رسوب، در دستور کار متوليان حوزه‌ي آبخيز قرار مي‌گيرد.
نظر به اين‌که برنامه‌ريزي حفاظت خاک براي کارآمد بودن، بايستي متکي به مطالعات و بررسي‌هاي علمي باشد (رفاهي، 1388)، در سرتاسر جهان مطالعات مختلفي در زمينه‌ي وضعيت فرسايش حوزه‌هاي آبخيز صورت گرفته است. هم‌چنين براي فرآيند ارزيابي فرسايش، مدل‌هاي مختلفي توسط محققان ارائه شده که منجر به تهيه‌ي اطلاعات ارزشمندي از شرايط حوضه‌هاي مورد مطالعه از نظر فرسايش شده و مقدمات برنامه‌ريزي حفاظت خاک آن مناطق را فراهم آورده است. اکثر اين مدل‌ها با لحاظ کردن شرايط اقليمي هر منطقه در آن، قابل استفاده در ارزيابي فرسايش آن مناطق نيز مي‌باشند. بکارگيري تکنيکهاي نويني چون سيستم اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور به منظور سرعت بخشيدن در شناخت، کنترل و مديريت منابع طبيعي تجديد شونده ضروري به نظر مي‏رسد (کاظمي، 1390).
اين تحقيق بر اساس سه موضوع فرسايش خاک، مدل ICONA و سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور استوار است. از اين رو، در ادامه به تفکيک به ارايه‌ي کلياتي از اين سه موضوع، با هدف آشنايي بيشتر پرداخته مي‌شود.
1-1-1- فرسايش خاک
واژه‌ي فرسايش از ريشه‌ي لاتين “Erode” به معني کنده شدن و سائيدن گرفته شده است. در زبان انگليسي و فرانسوي به اين واژه، اروژن يا اروژيون2 مي‌گويند (رفاهي، 1388). بر اساس تعريف، فرسايش يک سري فعاليت‌هايي است که در آن خاک يا سنگ شسته، شل يا حل شده و يا از بخشي از زمين کنار گذاشته مي‌شود و شامل فرايندهاي آب‌شويي3، حلاليت و انتقال است؛ به عبارت ديگر فرسايش به فرايندي گفته مي‌شود که طي آن ذرات خاک از بستر اصلي خود جدا شده و به کمک يک عامل انتقال دهنده به مکاني ديگر حمل مي‌گردد (مقيم، 1390). آثار فرسايش را مي توان در دو دسته‌ي آثار مستقيم (برجا، On-site) و آثار غيرمستقيم (نابرجا،off site) طبقه‌بندي کرد. اثرات برجا و فرسايش بر روي اراضي کشاورزي،‌ توزيع مجدد، جابجايي خاک و فروپاشي ساختار خاک تاثيرگذار است. کنترل مواد آلي و مواد مغذي به کاهش عمق خاک قابل کشت و کاهش بهره‌وري خاک منجر مي‌شود (عاقلي کهنهشهري، 1384). به طور کلي فرسايش، رطوبت خاک در دسترس را پايين آورده و به شرايط مستعد خشکي منجر مي‌شود. برآيند اين کار، کاهش بهره‌وري است که به افزايش مصرف کودهاي شيمي‌آيي منجر مي‌شود.
اثرات نابرجاي فرسايش که از عمليات رسوبگذاري يا وزش باد به وجود مي‌آيند، ظرفيت رودخانه‌ها و مسيرهاي زهکشي را کاهش مي‌دهند، خطر طغيان رودخانه‌ها را افزايش داده،‌ کانالهاي آبياري را مسدود مي‌کند و باعث کاهش عمر مفيد سدها و مخازن مي‌شود. به طور کلي، فرسايش خاک يکي از مهم‌ترين مسايل زيست محيطي،‌ کشاورزي و توليد غذا در جهان به شمار مي‌آيد و تاثيرات مخربي بر تمام زيست‌بوم‌هاي منابع طبيعي و تحت مديريت انسان دارد (باي‌بوردي، 1372 و عنبراني، 1377). امروزه پديدهي فرسايش با کاهش حاصل‌‌خيزي خاک، باعث تخريب زيستبومهاي طبيعي همانند مراتع، جنگلها و زيست بومهاي کشاورزي مي‌گردد (بايرامين4، 2003). با توسعه و پيشرفت بشر شدت فرسايش خاک فزوني يافته،‌ به طوري که شدت فرسايش خاک در آسيا، آفريقا و آمريکاي جنوبي با 30 تا 40 تن در هکتار در سال بيشترين و در اروپا و آمريکاي شمالي با 13 تن در هکتار کم‌ترين است (برايان5، 2000 و بايرامين، 2003). اين در حالي است که شدت فرسايش خاک در يک خاک جنگلي دست نخورده 004/0 تا 005/0 تن در هکتار در سال است، در صورتيکه در بهترين شرايط،‌ تنها 1 تن در هکتار در سال خاک تشکيل مي‌گردد (لاف لان6 و همکاران، 1998). هم‌چنين براساس تحقيقات عاقلي کهنه شهري (1384)، کل هزينههاي فرسايش خاک در کشور ايران در سال 1379، بر حسب قيمتهاي جاري، حدود 31 درصد ارزش افزوده‌ي بخش کشاورزي،‌ شکار و جنگلداري است.
1-1-2- مدل ICONA
مدل ICONA، مدلي است که توسط موسسه‌ي حفاظت طبيعي اسپانيا پيشنهاد و تکامل يافته است. اين مدل، مدلي است براي تخمين درجه‌ي ريسک فرسايش در حوزه‌هاي آبخيز و بر اساس آن مي‌توان درجه‌ي ريسک فرسايش را در مقياس‌هاي بزرگ برآورد کرد (بايرامين و همکاران، 2003). مدل ICONA، مدلي است که بر اساس اطلاعات پايهي مربوط به حوزه‌ي آبخيز استوار مي‌باشد و با تلفيق و ادغام اين نقشه‌ها، مناطق يا پهنه‌هاي همفرسا مشخص مي‌گردد. با استفاده از نتايج به دست آمده از روش ICONA، مي‌توان برنامه ريزي صحيح و دقيقي براي مبارزه با فرسايش و کنترل آن،‌ در گستره‌ي حوزه‌ي آبخيز ارايه داد. هم‌چنين استفاده از فن‌آوري‌هايي که در سرعت بخشيدن و کاهش هزينههاي فرآيند ارزيابي و يا استفاده از ابزارهايي که تحليلهاي مکاني پيچيده را در کم‌ترين زمان امکانپذير سازند، ضروري مي‌نمايد. نياز به آزمودن مدل هاي جديد فرسايش در مناطق مختلف کشور، در رسيدن به نتايج دقيقتر و مطلوبتر، و هم‌چنين سادگي و سريع بودن مدل ICONA نيز از ديگر موارد اهميت بهکارگيري اين مدل در اين مطالعه بوده است. شايان ذکر است، اين مدل براي مناطقي با اقليم مديترانه‌اي طراحي گرديده و تنها قابليت پياده شدن در اين گونه مناطق را دارد.
1-1-3- سامانه‌ي اطلاعات جغرافيايي و سنجش از دور
امروزه با پيشرفت علوم، استفاده از فن‌آوري‌هاي جديد مانند دريافت و پردازش داده‌ها (از طريق ماهواره)، استفاده از نرم‌افزارها و سيستم‌هاي پردازش اطلاعات، نقش مهمي در مديريت منابع محدود آب و خاک دارد (سايت تخصصي GIS، 1392). استفاده از اطلاعات سيستم سنجش از دور ماهواره‌اي با توجه به ويژگي‌هاي منحصر به فرد آن از قبيل ديد وسيع و يکپارچه، استفاده از قسمتهاي مختلف طيف الکترومغناطيسي براي ثبت خصوصيت پديدهها، پوششهاي تکراري و سرعت انتقال و تنوع اشکال داده‌ها، امکان بکارگيري سختافزارها و نرم‌افزارهاي ويژهي رايانهاي، در سطح دنيا با استقبال زيادي روبرو شده است، و به عنوان ابزاري مناسب در ارزيابي و نظارت، کنترل و مديريت منابع آب و خاک، جنگل، مرتع، کشاورزي و محيط زيست به کار گرفته شده و به مرور بر دامنهي وسعت کاربري آن افزوده گرديده است (سايت تخصصي GIS، 1392). در يکي دو دههي اخير، افزايش حجم اطلاعات قابل دسترس و لزوم ترکيب اين اطلاعات باعث شکلگيري فن ديگري به نام سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي شده است. پيچيدگي، تنوع وحجم انبوه اطلاعات جغرافيايي از يکسو و توانايي‌هاي رايانه در عرصه اطلاعات از سوي ديگر، فلسفه‌ي وجودي سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي (GIS) را تبيين مي‌کند (صديقي، 1383). سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي، نرم‌افزارهايي هستند که زمينه‌ي ورود داده‌ها، مديريت و تحليل آن‌ها و تهيه‌ي محصول خروجي را فراهم مي‌کند. از آنجا که بخش عمده‌ي اطلاعات علوم زمين موجود در پايگاه‌هاي مرکز اطلاعات و مدارک علمي ايران، شامل اطلاعات مکاني و تشريحي است، مناسب ورود به سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي مي‌باشد و مي‌توان اين اطلاعات را آمادهي استفاده در اين سيستم‌ها نمود (سايت تخصصي GIS، 1392)؛ استفاده از فن آوري‌هايي که در سرعت بخشيدن و کاهش هزينههاي فرآيند ارزيابي و يا استفاده از ابزارهايي که تحليلهاي مکاني پيچيده را در کم‌ترين زمان امکانپذير سازد، موجب صرفهجويي در وقت و هزينهها و در نتيجه موفقيت در برنامه‌ريزي بهينهي آبخيزها مي‌گردد.
1-2- کليات
1-2-1- فرسايش آبي
باران، تگرگ،‌ برف، يخبندان، دما و باد مي‌توانند از عوامل اقليمي موثر در ظهور فرسايش آبي در خاک باشند. در اين ميان عامل باران از اهميت و اثرگذاري بيشتري برخوردار است. نقش باران شامل دو پديدهي کاملا متفاوت است. در مرحله‌ي اول،‌ ذرات خاک سطحي بر اثر برخورد قطرات باران به سطح خاک متلاشي مي‌شوند و در مرحله‌ي دوم، رواناب سطحي حاصل از باران، اين ذرات متلاشي شده را با خود حمل مي‌کند. فرسايش حاصل از تگرگ به دليل جرم زياد و بزرگي دانه‌ها و در نتيجه سرعت بالاي سقوط قطرات به ‌مراتب بيشتر از قطرات باران مي‌باشد. تگرگ علاوه بر تخريب خاک باعث از بين رفتن پوشش گياهي موجود بر روي زمين نيز مي‌گردد. نقش برف در فرسايش خاک بر اثر فرسايندگي آب ناشي از ذوب برف به دليل تخريب خاکدانه‌ها در اثر يخبندان و هم‌چنين کاهش نفوذپذيري به علت يخزدن لايه‌هاي زيرين مي‌باشد. فرسايش بر اثر برف، در صورتي شديد خواهد بود که مقدار زيادي برف بر روي زمين متراکم شده، به طور ناگهاني ذوب شود. نقش يخبندان در فرسايش آبي را مي‌توان به سه حالت خلاصه نمود: اول يخزدگي و انبساط آب‌هاي وارد شده به درز و شکافهاي خاک، دوم کاهش نفوذپذيري خاک بر اثر يخبندان و افزايش رواناب و بالارفتن ميزان فرسايش و هم‌چنين کاهش پوشش گياهي و سوم حرکت تودهي خاکي در شيب‌ها بر اثر آب شدن سطح روي خاک و باقي ماندن حالت يخ زدگي در قسمتهاي پايينتر. نقش حرار

این نوشته در No category ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *