برآورد حجم فرسايش آبكندي با استفاده از ويژگي‌هاي مورفومتريك و خاك در آبكندهاي استان گلستان

Estimation of the volume of gully erosion using morphometric and soil characteristics in the gullies of Golestan province

فرسايش آبكندي، به‌دليل توليد رسوب فراوان‌تر از فرسايش‌هاي پاشماني و سطحي و معدود بودن تحقيقات درباره آن، از اهميت بيش‌تري برخوردار است. برآورد حجم فرسايش آبكندي نياز به شاخص‌هايي دارد كه بتوانند به‌سهولت اندازه‌گيري شوند. اين تحقيق در نظر دارد با ارايه مدل‌هاي ساده، فرسايش آبكندي را با حداقل هزينه برآورد نمايد. در اين تحقيق، پس از تشخيص و تعيين مناطق فرسايش آبكندي با استفاده از مدارك روايتي، تاريخي و انجام عمليات ميداني در استان گلستان، دو منطقه آبكندي در هر اقليم با استفاده از روش دومارتن اصلاح شده تعيين و انتخاب گرديد؛ سپس در هر منطقه، سه آبكند معرف، انتخاب و ويژگي‌هاي مورفومتريك آنان نظير طول، عمق، عرض فوقاني و تحتاني و ويژگي‌هاي خاك، نظير رس، سيلت و شن، سديم، پتاسيم، كلسيم و منيزيم در پيشاني و مقاطع 25، 50 و 75 درصد طول آبكند از پيشاني نمونه‌برداري و اندازه‌گيري شد؛ همچنين حجم فرسايش آبكندي از مجموع احجام جزيي در مقاطع ذكر شده، محاسبه گرديد و حجم جزيي از ضرب طول بين دو مقطع عرضي در مساحت مقطع عرضي به‌دست آمد؛ سپس رابطه بين حجم فرسايش آبكندي به‌عنوان متغير وابسته، با متغيرهاي اندازه گيري شده به‌عنوان متغيرهاي مستقل با استفاده از روش تجزيه و تحليل همبستگي از طريق ايجاد روابط رگرسيون تعيين شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه آبكندهاي استان گلستان، عمدتا در دو اقليم خشك و نيمه خشك و بر روي رسوبات لسي با چسبندگي ناچيز، داراي گسترش زيادي مي باشند. آبكندها از نظر عرضي، گسترش بيش‌تري از عمق داشته و ذرات سيلت نقش مهمي در آن ايفا مي‌كنند. بررسي متغيرهاي اندازه گيري شده بيان‌گر اين واقعيت است كه توليد رسوب در آبكندهاي استان گلستان، بيش‌تر از كناره‌هاي آن‌ها است؛ از اين‌رو، بايستي اولويت اقدامات كنترلي به كناره‌هاي آبكندها داده شود. تحليل آماري نتايج به‌دست آمده نشان داد كه رابطه خطي با ضريب تبيين 0.86 بر رابطه تواني با ضريب تبيين 0.54، از ارجحيت بيش‌تري براي برآورد حجم فرسايش آبكندي برخوردار است. همين نتايج بيان مي-كند كه حجم آبكندهاي اين استان با متغيرهاي طول، عمق و عرض فوقاني آبكند، داراي يك رابطه خطي معني‌داري در سطح يك درصد است. در رابطه خطي، طول آبكند با تفسير 86 درصدي از تغييرات حجم آبكند و ضريب استاندارد (0.871) بيش‌ترين تاثير را در بين سه متغير بيان شده، نسبت به عمق (0.227) و عرض‌فوقاني (0.159)، در برآورد حجم فرسايش آبكندي در استان گلستان دارد. اين نتايج تاييدكننده توصيه‌هاي ارايه شده در منابع، در استفاده از طول آبكند در برآورد رسوب ناشي از فرسايش آبكندي در مدل EGEM و كاربرد آن در اين قسمت از ايران است.

Gully erosion is more important than both rain splash and sheet erosions due to both higher sediment productions. Estimation of the volume of gully erosion requires some indices that could be measured easily in the field. This research aims to present simple models to estimate the volume of gully erosion with minimum cost. After determining influenced regions, using anecdotal, historical and field surveying, two regions in each modified Dumartin climate zone and region, three representative gullies were selected. Then, morphometric and edaphic characteristics such as length, depth, top and bottom width, clay, silt, sand, Ca, Na and Mg percentages of the gullies were measured both in their heads and cross sections in 25, 50 and 75% of their length from the headcut. The volume of gully erosion was calculated by the sum of partial volumes in each gully. The results revealed that gullies were initiated and developed in two arid and semi-arid climates on the loess sediment with little cohesion. Gully widening is higher than deepening and silt has an important role in it. Statistical analysis indicated that linear relationship with R2 of 0.86 is more suitable than power relationship with R2 of 0.54 for estimation of the volume of gully erosion. Results indicated that the volume of the gullies had a significant linear relationship with gully length, depth and top width in 0.01 level. Results also, revealed that gully length with 86% interpretation of changes in gullies volume and had the most impact among the variables. These results prove that suggested comments in literature using gully length to sediment yield estimation in EGEM is applicable in the northeast of Iran.