آثار سوء پدیده فرسایش در کوتاه مدت ممکن است چندان چشمگیر و محسوس نباشد، ولی در بلند مدت محسوس خواهد بود. فرسایش و هدررفت خاک یکی از عوامل اصلی در کاهش حاصلخیزی خاک، کاهش محصول، رسوب مواد در آبراهه ها ، کانالهای آبیاری و رودخانه ها، کاهش ظرفیت مخازن سدها وکاهش عمر آنها ، وقوع سیل وآلودگی محیط زیست و مسدود شدن راهها میشود. تخمین مقدار رسوبدهی حوضه های آبخیز ،مقابله با خطرات ناشی از تجمع رسوب در سازه های آبی و مخازن سدها از اهداف اساسی در مدیریت منابع آب می باشد. این تحقیق با هدف برآورد فرسایش و رسوب حوزه آبخیز زیارت واقع در استان گلستان با مساحتی بالغ بر73/98 کیلومترمربع با استفاده ازتکنیک های RS, GIS ومدلMPSIACانجام گرفته است. مدل MPSIAC وضعیت فرسایش وتولید رسوب رادرهر واحد کاری بر حسب شدت و ضعف نقش 9 عامل محیطی مشتمل برزمین شناسی، خاکشناسی ، اقلیم، رواناب ، توپوگرافی، پوشش زمین، کاربری اراضی، فرسایش سطحی و فرسایش رودخانه ای بررسی می کند. در این تحقیق، لایه های مربوط به عوامل مدل در محیط GISتهیه شد و نهایتا با استفاده از تحلیلهای مکانی و همپوشانی لایه های اطلاعاتی مقدار رسوب 79/22043 تن در سال برآورد گردید. برای محاسبه فرسایش ویژه از ضریبSDR(نسبت تحویل رسوب )استفاده شد و میزان فرسایش برای حوزه مورد نظر 58/698 تن در سال بدست آمد. طبقه بندی کیفی حوزه بر اساس راهنمای مدل MPSIACنشان می دهدکه بخش اعظم حوزه در کلاس فرسایشی متوسط قرار می گیرد. مقدار رسوب ایستگاه هیدرومتری 23/18582 تن در سال بوده است. تقارب نتایج ضبط شده در ایستگاه هیدرومتری با نتایج حاصله از مدل مورد بررسی نشان می دهد که با استفاده ازبرخی مشاهدات صحرائی و تصاویرماهواره ای(به خصوص درصورت صعب العبوربودن منطقه) می توان مقدار رسوب را در حوزه مورد مطالعه با دقت بالائی برآورد نمود تا در راستای برنامه های مدیریتی و آبخیزداری مورد استفاده قرار گیرد. فرسایش و رسوبزایی یکی از مشکلات مهم در مدیریت حوزه های آبخیز کشور می باشد. فرسایش و پیامد های ناشی از آن، با تشدید بهره برداری انسان از طبیعت از اوائل قرن بیستم، اثرات منفی خود را براکوسیستم حیاتی وارد ساخته است.عامل اصلی آن افزایش جمعیت و استفاده بیش از حد از زمین است. به منظور اجرای برنامه های حفاظت و کنترل فرسایش خاک و کاهش رسوبدهی ضرورت دارد که حجم کل بار رسوبی و شدت فرسایش پذیری در یک حوزه آبخیز ارزیابی و برآورد گردد و عوامل مؤثردر فرسایش حوزه شناسایی گردند. بطوریکه شناسایی این عوامل ما را در انتخاب راهکار های مناسب جهت کنترل فرسایش و حفظ منابع طبیعی یاری نماید. لذا تحلیل و برآورد میزان فرسایش و رسوب ، تهیه نقشه شدت فرسایش ، بررسی عوامل خطر فرسایش و ارائه راهکار های مدیریتی با توجه به روند فزآینده فرسایش خاک و مساحت وسیع اراضی وگاهی صعب العبور بودن مناطق، با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور وسامانه اطلاعات جغرافیایی امری ضروری به نظر می رسد(جهان سیر،1380). در این راستا حوزه آبخیز زیارت نیز با سطح معادل 73/98کیلومترمربع واقع در استان گلستان به دلیل اهمیت ویژه اش در تامین آب شهری، دارا بودن ویژگیهای توریستی وگردشگری، از سوی دیگر به دلیل تبدیل کاربری اراضی جنگلی به کاربری های مسکونی وکشاورزی و شرایط بهره برداری نادرست از زمین های کشاورزی مانند ساختمان سازی، تاسیسات و جاده ها، وقوع سیلاب های شدیددر چند سال اخیر، بررسی وضعیت فرسایش و رسوبدهی را در آن را امری اجتناب ناپذیر ساخته است. از طرفی شیب دامنه ها در منطقه زیاد بوده و تاحدودی امکان انجام عملیات صحرایی را با مشکل روبرو می کند. مدیریت اصولی این مناطق به اطلاعات کمی، به هنگام و دقیق نیاز دارد. یکی از روشهای دسترسی به این اطلاعات و مکان یابی مناطق پر خطر فرسایشی،استفاده از داده های ماهواره ای است.
شرستا و همکاران(1996) با انجام یک مطالعه موردی در منطقه یوتا در تایلند میزان نرخ فرسایش خاک را با استفاده از مدلUSLE و با استفاده از سیستم های GISوRS مورد بررسی قرار دادند که میزان نرخ فرسایش را از 0 تا 32/279 برآورد نمودند. در تحقیقی که توسط گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه آنکارا در سال1996بر روی مقدار کمی فرسایش بااستفاده از RSو GISدر حوزه کوبوک آنکارا انجام شد، مقدار خاک هدررفته، 08/12 تن در هکتار در سال بر آورد گردید.
دانیل و همکاران (1998)اقدام به تهیه نقشه پهنه بندی خطر فرسایش درایالت پسیفیک واشنگتن نمودند واز محیط GIS(نرم افزار (ERDASدر تهیه نقشه تفکیکی مناطقی با خطر فرسایش و از داده های رقومی تصاویرسنجنده TMاستفاده کردند.
کوخ وشرستا(2001)با استفاده از تصاویر ماهواره ای اقدام به پهنه بندی فرسایش و کاربری اراضی در حوزه خولا کشور نپال نمودند و درنهایت مقدار فرسایش خاک را به میزان 01/0تا4/0 تن درهکتاردرسال در اراضی با کاربری کشاورزی و آبی ودر نهایت میزان فرسایش خاک را 6/12تن درهکتاربرآوردکردند.
حمیدی فر و همکاران (1384) ضمن تهیه نقشه کاربری و فرسایش در دو مقطع زمانی سالهای 81-67 با استفاده ازتصاویررقومیTMوETM+ و مقایسه آن با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رودخانه در ایستگاههای مختلف، امکان بررسی وضعیت حوزه آبخیز کرخه را مهیا کردند. رحمانی و همکاران(1384) از داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از مدل MPSIAC در حوزه آبخیز شرفخانه- شبستر استفاده کردند ووجود همبستگی بالای این مدل با رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه هیدرومتری(تقریبا89%) را نشان دادند. راستگوو همکاران(1385) مقدار فرسایش و رسوب حوزه آبخیز تنگ کنشت با مدل های MPSIAC و EPM را به کمک GIS برآورد کردند ونتیجه گرفتند که مدلMPSIAC نتایج بهتری را نسبت به مدل EPM برای حوزه موردنظر ارائه داده است.
هدف از این تحقیق بر آورد فرسایش و رسوب با داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از مدل MPSIACدر حوزه آبخیز مورد نظر و بررسی میزان همخوانی رسوب برآورد شده از طریق مدل تجربی MPSIACبا رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه رسوب سنجی نهارخوران، شناسایی و اولویت بندی عوامل خطر به ترتیب اهمیت آنها بوده است.
مواد وروشها
موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز زیارت با مساحت9873 هکتار ، یکی از زیر حوزه های رودخانه قره سو می باشد که در جنوب شهرگرگان واقع شده است (شکل1). این حوزه در محدوده جغرافیایی55 '23 ˚54 تا 10 '31 ˚54 طول شرقی و
58 '36 ˚36 تا 11 '46 ˚36 عرض شمالی قرار گرفته است. متوسط نزولات منطقه 575 میلیمتر و متوسط دما5/7درجه سانتیگراد است. پایین ترین نقطه آن 550 مترو بالاترین نقطه آن2950 متر ارتفاع دارد. براساس مطالعات فیزیوگرافی حوزه آبخیز زیارت به6 زیرحوزه فرعی سوته رود، آبشار، سفیدآب، ناتکه، خالودره و میدان تقسیم شده است. شیب متوسط حوزه 18/48 است که میزان بالای آن در رسوبدهی و ایجاد انواع فرسایش و حرکات توده ای نقش زیادی دارد. سازندهای سنگی حوزه زیارت شامل سازند خوش ییلاق، سازند لار، دونین- کربونیفر، سازندمبارک، سازند شمشک و شیست گرگان می باشد. محدوده مورد نظرتماما از بخش کوهستانی و ارتفاعات تشکیل شده است. گونه های مرتعی چون بروموس – آچیلا و جانی پروس سابین گونه های جنگلی مانند توسکا، ممرز، بلوط، راش، انجیلی و نمداررا رویشگاه حوزه راتشکیل داده است وسطح حوزه آبخیز از کاربری های جنگل، مرتع، اراضی کشاورزی، باغات ودیمزارهای رها شده و مناطق مسکونی پوشیده شده است(مهندسین مشاور گلستان،1375).