اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها با استفاده از آنالیز مورفومتری و GIS به‌منظور اقدامات آبخیزداری (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز مراوه‌تپه، استان گلستان)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران، دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 کارشناسی ارشد آبخیزداری دانشگاه اردکان، یزد

3 کارشناسی ارشد بیابان‌زدایی دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

4 دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

چکیده

اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها از مهم‌ترین راهکارهای مدیریت جامع حوضۀ آبخیز و پایداری توسعه است. حفاظت از منابع طبیعی موجود از طریق علامت­گذاری زون‌های پتانسیل تخریب در سطوح کوچک برای توسعۀ پایدار، نیازی بنیادین محسوب می‌شود. طرح زون‌های پتانسیل تخریب برای اجرای اقدامات حفاظتی آبخیز، بدون برنامه­ریزی، اقتصادی نیست؛ در نتیجه این پیش‌نیازی برای پذیرش اولویت‌بندی زیرحوضه‌هاست. آنالیز مورفومتری به‌عنوان روشی کم­هزینه و سریع در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. هدف این تحقیق، اولویت‌بندی زیرحوضه‌های حوضۀ آبخیز مراوه‌تپه در استان گلستان با آنالیز مورفومتری و استفاده از GIS است. در آنالیز مورفومتری پارامترهای ضریب فشردگی، ضریب گردی، ضریب شکل، ضریب کشیدگی، فراوانی آبراهه، تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، بافت زهکشی، شکل حوضه، طول جریان و طول جریان روی زمینی از طریق ARCGIS و Arc Hydro محاسبه شده­اند که این پارامترها به دو دستۀ پارامترهای خطی (رابطۀ مستقیم با فرسایش) و پارامترهای شکلی (رابطۀ عکس با فرسایش) تقسیم شدند. در نهایت اولویت هر یک از زیرحوضه‌ها با توجه به میانگین کل پارامترهای مورفومتری تعیین شد که از این نظر زیرحوضۀ C3 دچار وضعیت بحرانی، و زیرحوضۀ Cint1 دارای وضعیت مناسب نسبت به دیگر زیرحوضه‌ها بود. مطالعات میدانی نتایج کار را به‌خوبی نشان می‌دهد، چراکه زیرحوضۀ C3 دارای بیشترین حد فرسایش و خاک ضعیف (گروه­ هیدرولوژیکی C) است. ازاین‌رو می‌توان از این نوع تحقیقات که هم کم‌هزینه و هم سریع‌اند بهره گرفت و آبخیزها را به‌منظور اقدامات آبخیزداری اولویت‌بندی کرد

کلیدواژه‌ها


[1].   Adinarayana, J., N. Rama Krishna, and K. Gopal Rao.  1995. An Integrated Approach for Prioritization of Watersheds. Journal of Environmental Management. 44(4): 375-384.
[2].   Aher, P.D, Adinarayana, J, and Gorantivar, S.D. 2013. Prioritization of Watersheds using multi-criteria evaluation through fuzzy analytical hierarchy process. Agricultural Engineering Int: CIGR Journal, 15(1): 11- 18.
[3].   Aher, P.D, Singh, K.K, and Sharma, H.C. 2010.  Morphometric characterization of Gagar Watershed for management planning. In Twenty Third National Convention of Agricultural Engineers and National Seminar. Rahuri, India: Mahatma Phule Agril. University 6-7 February.
[4].   Birkowski, T. 2007. https://www. utdallas.edu/~brikowi/Teaching/Applied_Modeling /SurfaceWater/ LectureNotes/Watershed Dynamics /Basin_Shape_Factor.html.
[5].   Biswas, S, Sudhakar, S, and Desai, V.R. 1999. Prioritisation of Subwatersheds Based on Morphometric Analysis of Drainage Basin: A Remote  Sensing  and GIS Approach. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, Vol. 27, No. 3, pp. 155-166.
[6].   Chandniha, S.K and Kansal, M.L. 2014. Prioritization of sub-watersheds based on morphometric analysis using geospatial technique in Piperiya watershed, India. Applied Water Science (Springer), this article is published with open access at Springerlink.com.
[7].   Chopra, R, Dhiman, R.D, and Sharma, P.K. 2005. Morphometric Analysis of Sub-Watershed in Gurdaspur District, Punjab using Remote Sensing and GIS Techniques. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, Vol. 33, No. 4, pp. 531-539.
[8].   Gajbhiye, S, Sharma, S.K, and Meshram, C. 2014. Prioritization of Watershed through Sediment Yield Index Using RS and GIS Approach. International Journal of u- and e- Service, Science and Technology, Vol. 7, No. 6, pp. 47-60. http://dx.doi.org/10.14257/ ijunesst. 2014.7.6.05.
[9].   Grohmann, C.H.  2004.  Morphometric analysis in Geographic Information Systems: applications of free software GRASS and R star.   Computers and Geosciences. 30(10): 1055-1067.
[10].                        Hlaing, K., Haruyama, S. and Maung, A.  2008.  Using GIS-based distributed soil loss modeling and morphometric analysis to prioritize Watershed for soil conservation in Bago river basin of Lower Myanmar.   Frontiers of Earth Science in China. 2(4): 465-478.
[11].                        Horton, R.E. 1932. Drainage basin characteristics. Trans. Am. Geophysc. Union 13: 350-361.
[12].                        Horton, R.E. 1945. Erosional development of streams and their drainage basins: Hydrophysical approach to quantitative morphology. Geol. Am. Bull. 56:275-370.
[13].                        Jamali, A., J. Ghodusi and M. Farah Bakhsh. 2011. Spatial multi criteria analysis techniques in order to watershed prioritizing for gabion check dams building. Journal Research and development, No 90. 10 pp.
[14].                        Javed, A, Khanday, M.Y, and Ahmed, R. 2009. Prioritization of Sub-watersheds based on morphometric and Land use analysis using Remote Sensing and GIS Techniques. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 37, pp. 261-274.
[15].                        Kalin, L. and Hantush, M.  2009.  An auxiliary method to reduce potential adverse impacts of projected land developments: Sub-Watershed prioritization. Environmental Management. 43(2): 311-325.
[16].                        Khan, M.A, Gupta, V.P, and Moharana, P.C, 2001. Watershed prioritization using RS and GIS: a case study from Guhiya, India. Journal of Arid Environment, 49, pp.465-475.
[17].                        Kumar jain, M. and D. Debjyoti. 2010. Estimation of SYI and areas of Soil erosion and deposition for watershed prioritization using GIS and RS. Water Resource Manage 24: 2091-2112.
[18].                        Mahdavi, M, 2007. Applied Hydrology, Vol. 2, University Tehran Press, 441p.
[19].                        Manjunath, H, and Suresh, T.S, 2014. Morphometric and Land use/ Land Cover Based Sub- Watershed Prioritiziation of Torehalla using Remote Sensing and GIS. International Journal of Applied and Natural Sciences (IJANS), Vol. 3, Issue 1, pp. 41-48.
[20].                        Martin, D. and S.K. Saha. 2007. Integrated approach of using RS and GIS to study watershed prioritization and productivity. Journal of the Indian society of Remote Sensing, 35(1): 10 pp.
[21].                        Miller, V.C, 1953. A quantitative geomorphic study of drainage basin characteristics in the clinch mountain area, virginia and Tennessee, Proj. NR 389-402, Tech Rep 3, Columbia University, Department of Geology, ONR, New York.
[22].                        Mishra, A., Kar,S. and Singh, V.P.  2007. Prioritizing structural management by quantifying the effect of land use and land cover on Watershed runoff and sediment yield. Water Resources Management. 21(11): 1899-1913.
[23].                        Niraula, R., Kalin, L., Wang,R. and Srivastava,P.  2011. Determining Nutrient and Sediment Critical Source Areas with SWAT: Effect of Lumped Calibration.   Transactions of the ASABE. 55(1): 137-147.
[24].                        Pai, N., Saraswat,D. and Daniels,M. 2011.  Identifying priority sub-Watersheds in the Illinois river drainage area in Arkansas Watershed using a distributed modeling approach. Transactions of the ASABE. 54(6): 2181-2196.
[25].                        Pandey, A, Chawdary, V.M. and Mal, B.C, 2007. Identification of critical erosion prone areas in the small agricultural watershed using USLE, GIS and RS. Journal of Water Resource Management, 21, pp. 729-746.
[26].                        Pandey, A., Chowdary,V.M., Mal,B.C.  and Billib,M.  2009. Application of the WEPP model for prioritization and evaluation of best management practices in an Indian Watershed Hydrological Processes. 23(21): 2997-3005.
[27].                        Paul, J. M. and Inayathulla, M.  2012.  Morphometric analysis and prioritization of Hebbal Valley in Bangalore.   Journal of Mechanical and Civil Engineering. 2(6): 31-37.
[28].                        Rao, L.A.K., Rehman,A.Z.  and Alia, Y. 2011.  Morphometric analysis of drainage basin using remote sensing and GIS techniques: a case study of Etmadpur Tehsil, Agra District, U.P.  International Journal of Research in Chemistry and Environment. 1(2): 36-45.
[29].                        Ratnam, N.K., Srivastava,Y. K., Rao,V.V., Amminedu,E. and Murthy, K.S.R. 2005.  Check dam positioning by prioritization micro-Watersheds using SYI model and morphometric analysis – remote sensing and GIS perspective. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 33(1): 25-38.
[30].                        Schumm, S.A, 1956. Evolution of drainage systems and slopes in badland, at Perth Amboy, New Jersey. Geol. Soc. Am. Bull. 67: 597-646.
[31].                        Singh, N. 1994. Remote sensing in the evaluation of morphohydrological characteristics of the drainage basin of Jojri catchment.   Annals of Arid Zone. 33(4): 273-278.
[32].                        Smith, K.G, 1950. Standards for grading textures of erosional topography. Am. Journal. Science. 248: 655-668.
[33].                        Sreedevi, P. D., Owais,S., Khan,H.H.  and Ahmed.S.  2009. Morphometric analysis of a Watershed of South India using SRTM data and GIS.   Journal Geological Society of India. 73(4): 543-552.
[34].                        Strahler, A.N, 1964. Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks, In: VT Chow (ed), Handbook of Applied Hydrology. McGraw Hill Book Company, New York, Section 4-11.
[35].                        Suresh, M, Sudhakar, S, Tiwari, K.N, and Chawdary, V.M, 2005. Prioritization of watershed using morphometric parameters and assessment of surface water potential using RS. Journal of the Indian society of Remote Sensing, 32: 11 pp.
[36].                        Thakkar, A.K, and Dhiman, S.D, 2007.  Morphometric analysis and prioritization of mini-Watersheds in a Mohr Watershed, Gujarat using remote sensing and GIS techniques.  Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 35(4): 313-321.
[37].                        Vittala, S.S, Govindaiah, S, and Gowda, H.H, 2004. Morphometric Analysis of Sub-Watershed in the Pavagada area of Tumkur District, South India Using Remote Sensing and GIS Techniques. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, Vol. 32, No. 4, pp. 351-362.
دوره 2، شماره 1 - شماره پیاپی 1
فروردین 1394
صفحه 90-103
  • تاریخ دریافت: 18 فروردین 1394
  • تاریخ بازنگری: 01 شهریور 1394
  • تاریخ پذیرش: 15 خرداد 1394
  • تاریخ اولین انتشار: 15 خرداد 1394
  • تاریخ انتشار: 01 فروردین 1394