حوزه آبخیز رودخانه بیرجند

فهرست مطالب :

فصل اول    14
1ـ1 طرح مسأله    15
2ـ1 فرضیه‌ها    16
3ـ1 ضرورت و اهداف تحقیق    17
4ـ1 روش تحقیق    17
الف: مطالعات نظری و کتابخانه‌ای (اسنادی)    18
ب: کارهای میدانی    19
5ـ1 پیشینه تحقیق    19
6ـ1 موقعیت حوزه مورد مطالعه    21
فصل دوم زمین‌شناسی    23
مقدمه    24
2ـ2 زمین‌ساخت (تکتونیک)    26
3ـ2 چینه‌شناسی و سنگ‌شناسی:    28
چینه‌شناسی بلوک لوت در زمان کرتاسه:    28
چینه شناسی منطقه فلیش در کرتاسه:    28
1ـ محدوده تحت پوشش افیولیت و مخلوط در هم رنگین:    29
جدول (1-2) واحدهای سنگی محدوده آمیزه افیولیتی در حوزه آبخیز بیرجند در نقشه 1:250000    32
2ـ محدوده تحت پوشش رسوبات فلیش:    32
جدول (2-2) واحدهای سنگی محدوده رسوبات نوع فلیش در حوزه آبخیز بیرجند    33
3ـ محدوده تحت پوشش سنگهای آذر آواری جوانتر از افیولیت:    34
جدول (3-2) واحدهای سنگی محدود رسوبات جوانتر از افیولیت و آذرآواری در حوزه آبخیز بیرجند    35
3-2 زمین‌شناسی تاریخی    37
1ـ مزوزوئیک    37
اما کرتاسه    37
2ـ سنوزوئیک    38
1ـ2 ترشیری    38
1ـ1ـ2 پالئوژن:    38
2ـ1ـ2 نئوژن    38
2ـ2 کواترنر    39
جدول 4-2 لیتولوژی‌های موجود در برگه‌های 1:100000 بیرجند    40
4-2 فرسایش‌پذیری واحدهای سنگی    41
جدول (5-2) فرسایش‌پذیری واحدهای سنگی در حوزه آبخیز بیرجند    42
فصل سوم اقلیم    43
1ـ3 ایستگاه‌های هواشناسی مورد مطالعه:    44
2ـ3 آب و هوای منطقه:    44
3ـ3 بارندگی:    45
1ـ3ـ3 توزیع ماهانه بارندگی:    47
2ـ3ـ3 توزیع فصلی بارندگی:    48
جدول 2-3 توزیع بارندگی فصلی ایستگاه بیرجند در دوره آماری 2003-1956    48
3ـ3ـ3 شدت بارندگی؛    48
جدول (3-3) عملیات آماری بر روی داده‌های بارندگی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (2003-1956)    49
جدول 4-3 دوره‌های برگشت و مقدار بارندگی با استفاده از روش توزیع گامبل    50
جدول (5-3) پارامترهای حرارتی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (2003-1956)    51
5ـ3 رطوبت نسبی    51
جدول شماره (6-3) تغییرات ماهانه نم نسبی ایستگاه پسنوپتیک برحسب درصد (2003-1956)    52
6ـ3 باد    52
جدول (7-3) مقادیر ماکزیمم لحظه‌ای سرعت باد در ایستگاه بیرجند (ارتفاع 2متری) مآخذ گزارش هواشناسی    54
7ـ3 یخبندان    54
جدول «8-3» میانگین تعدد روزهای یخبندان در ایستگاه بیرجند در دوره آماری (2003-1956)    54
8ـ3 میانگین متحرک:    54
جدول (9-2) میانگین متحرک بارندگی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (2003-1956)    55
9ـ3 شاخص بارندگی:    57
Indexpi= شاخص بارندگی    58
جدول (10-3) شاخص بارندگی ایستگاه بیرجند    58
10ـ3 تبخیر    60
11ـ3 ساعات آفتابی    61
جدول (11-3) میانگین ماهانه ساعات آفتابی ایستگاه بیرجند    61
1ـ12ـ3 ضریب خشکی دمارتن    62
جدول (12-3) طبقه بندی آب و هوایی دمارتن    62
2ـ12ـ3 ضریب رطوبتی ایوانف    63
جدول (13-3) طبقه‌بندی اقلیمی ایوانف    63
جدول (14-3) مقدار بارندگی و متوسط درجه حرارت و رطوبت نسبی حوزه آبخیز بیرجند    64
3ـ12ـ3 سیستم طبقه‌بندی کوپن:    64
جدول (15-3) طبقه‌بندی اقلیمی براساس کوپن    65
13ـ3 نمودارهای اقلیمی:    66
1ـ13ـ3 نمودار اقلیمی آمبروترمیک:    66
2ـ13ـ3 نمودار کلیماگراف:    66
3ـ13ـ3 اقلیم نمای آمبرژه:    67
P= میانگین بارندگی سالانه (میلی‌متر)    67
14ـ3 نتیجه‌گیری:    68
فصل چهارم هیدرولوژی    70
1ـ4 تخمین آبدهی سالانه:    71
1ـ1ـ4 روش کتاین:    71
2ـ4 زمان تمرکز:    72
1ـ2ـ4 روش کالیفرنیا:    72
3ـ4ـ تحلیل وقوع بارندگی 24 ساعته در حوزه رودخانه بیرجند:    73
1ـ3ـ4 روش تجربی گامبل:    73
جدول شماره (1-4) احتمال تجربی گامبل در حداکثر بارندگی 24 ساعته ایستگاه بیرجند در دوره آماری 2003-1956    74
2ـ3ـ4 روش تئوری گامبل:    76
جدول (2-4) احتمال تئوری گامبل در حداکثر بارندگی 24 ساعته برای ایستگاه بیرجند در دوره آماری (2003-1956)    77
4ـ4 توزیع آماری گاما:    78
ب ـ روش تئوری گاما:    78
جدول 4-4 جدول تئوری گاما برای حوزه آبخیز بیرجند    79
5ـ4 بارندگی 6 ساعته با دوره برگشت 2 ساله:    80
6ـ4 کمبود آب ماهانه:    81
7ـ4 منابع آب  حوزه:    83
2ـ7ـ4 منابع آب زیرزمینی:    84
جدول 6-4 تعداد چاه‌ها و میزان بهره‌برداری آب از دشت بیرجند    84
فصل پنجم خاک پوشش گیاهی تیپ و کاربری اراضی    86
خاک:    87
1ـ5 مقدمه    87
2ـ5 طبقه‌بندی خاکها    88
الف: Gypsiorthids    89
ب: calciorthids    89
2ـ2ـ5 خاکهای رده انتی سول Entiosols    89
الف ـ زیر رده psamments    90
ب ـ زیر رده orthents    90
3ـ5 پوشش گیاهی    91
1ـ3ـ5 پوشش گیاهی بیابانی و کویری    91
2ـ3ـ5 پوشش گیاهی کوهپایه‌ای    91
3ـ3ـ5 پوشش گیاهی کوهستانی    92
سایر گونه‌های گیاهی مشاهده شده در حوزه به شرح زیر می‌باشد.    92
4ـ4 تیپ اراضی    95
1ـ4ـ5 کوهها:    95
ـ واحد 1ـ1    95
2ـ4ـ5 تپه‌ها:    98
3ـ4ـ5 فلاتها و تراسهای فوقانی:    100
4ـ4ـ5 دشتهای دامنه‌ای:    101
6ـ4ـ5 واریزه‌های بادبزنی شکل سنگ‌ریزه‌دار    102
7ـ4ـ5 آبرفتهای بادبزنی شکل سنگ‌ریزه‌دار:    103
8ـ4ـ5 اراضی مخلوط:    103
فصل ششم ژئومورفولوژی    105
ژئومرفولوژی    106
1ـ6 مقدمه:    106
2ـ6 بررسی علل تغییرات ژئومورفیک در حوزه:    107
3ـ6 توپوگرافی    108
4ـ6 ژئومورفولوژی ساختمانی    110
1ـ4ـ6 اثرات نیروهای تکتونیکی بر مورفولوژی منطقه:    110
2ـ4ـ6 گسله‌ها و درزها    112
4ـ6 زمین لرزه:    114
5ـ6 ژئومورفولوژی دینامیک بیرونی یا اقلیمی    116
1ـ5ـ6 واحدهای ژئومورفولوژیکی    117
1ـ1ـ5ـ6 واحد کوهستان    117
2ـ رخساره گیلوئی یا پرتگاه    119
رخساره سنگریزه و واریزه    120
4ـ رخساره دامنه منظم    120
5ـ رخساره دامنه نامنظم    120
6ـ ناو معلق    121
7ـ کواستا    121
8ـ تافونی    121
2ـ1ـ5ـ6 واحد کوهپایه    122
1ـ رخساره پادگانه‌های آبرفتی کهن    122
2ـ رخساره پادگانه‌های جوان و مخروط افکنه‌ها    122
3ـ رخساره فرسایش آبراهه‌ای    123
4ـ رخساره بدلند    123
5ـ فرسایش خندقی    124
3ـ1ـ5ـ6 واحد دشت    124
1ـ رخساره دشت سر    124
2ـ رخساره فرسایش سیلابی    125
3ـ رخساره تراسهای آبرفتی    125
4ـ رخساره دشت ریگی    126
5ـ چاله    126
6ـ اینسلبرگ    127
7ـ ارگ بازالتی    127
6ـ6 ویژگی‌ها و خصوصیات مورفومتری حوزه    128
1ـ6ـ6 ویژگی‌های ناهمواری حوزه:    128
2ـ1ـ6ـ6 ضریب ناهمواری حوزه:    130
2ـ6ـ6 ارتفاعات حوزه و توزیع ارتفاعات    130
1-2-6-6 منحنی‌های هیپسومتری:    131
جدول شماره 3-6 جدول هیپسومتری حوزه آبخیز رودخانه بیرجند    132
2ـ2ـ6ـ6 منحنی سیکل فرسایش و ضریب انتگرال هیپسومتریک:    132
جدول 4-6 جدول فراوانی توزیع مساحت برحسب انتگرال هیپسومتریک    133
3ـ2ـ6ـ6 نمودار اکتی متری حوزه    133
3ـ6ـ6 شیب متوسط حوزه    134
1ـ3ـ6ـ6 شیب متوسط وزنی حوزه آبخیز بیرجند:    135
جدول 5-6 جدول شیب توازنی    135
4ـ6ـ6 ویژگیهای خطی شبکه آبراهه‌های حوزه    136
1ـ4ـ6ـ6 رابطه بین رتبه و تعداد شاخه‌های رود:    136
جدول 6-6    137
2ـ4ـ6ـ6 نسبت انشعاب    137
3ـ4ـ6ـ6 رابطه بین رتبه و طول شاخه‌های رود    138
جدول 7-6 رابطه بین رتبه و طول شاخه‌ها    139
4ـ4ـ6ـ6 تراکم شبکه رودخانه    140
5ـ4ـ6ـ6 طول و نیمرخ طولی آبراهه    141
6ـ4ـ6ـ6 ضریب ثابت پایداری آبراهه‌های حوزه    142
5ـ6ـ6 ویژگی‌های مسطحاتی حوزه:    142
1ـ5ـ6ـ6 مساحت حوزه:    142
5ـ6ـ6 محیط حوزه:    143
3ـ5ـ6ـ6 شکل حوزه:    143
الف: روش هورتن    144
ب: ضریب گراوبلیوس    144
ج: روش هیلر    145
د: مستطیل معادل حوزه:    145
6ـ6ـ6 سیستم زهکشی غالب حوزه:    146
1ـ6ـ6ـ6 الگوی زهکشی موازی    146
2ـ6ـ6ـ6 الگوی زهشکی درختی:    147
3ـ6ـ6ـ6 الگوی زهکشی شعاعی:    147
7ـ6ـ6 نیمرخ دامنه‌های حوزه    148
1ـ7ـ6ـ6 دامنه منظم    148
2ـ7ـ6ـ6 دامنه‌های نامنظم    149
3ـ7ـ6ـ6 دامنه محدب    149
4ـ7ـ6ـ6 دامنه‌های مقعر    149
5ـ7ـ6ـ6 دامنه‌های مرکب    150
فصل هفتم    151
1ـ7 مقدمه    152
2ـ7 فرسایش    153
3ـ7 بررسی سیکل فرسایش حوزه به روش دیویس    154
4ـ7 انواع فرسایش آبی در حوزه    155
1ـ4ـ7 فرسایش بارانی    155
2ـ4ـ7 فرسایش شیاری    156
3ـ4ـ7 فرسایش خندقی    156
4ـ4ـ7 فرسایش سیلابی    157
5ـ4ـ7 فرسایش کنار رودخانه‌ای    157
6ـ4ـ7 فرسایش انسانی (انتروپیک)    157
5ـ7 مدل فرسایشی M.psiac    157
جدول 2-7 امتیاز ارزیابی عوامل موثر در فرسایش در حوزه بند دره    158
1ـ5ـ7 نتایج حاصل از جمع‌بندی عوامل نه‌گانه روش پسیاک در حوزه    159
6ـ7 مدل ای ـ پی ـ ام (E.P.M)    159
1ـ6ـ7 تعیین ضریب استفاده از زمین یا xa    160
جدول 3-7 مقادیر ضریب استفاده از زمین (xa)    160
2ـ6ـ7 محاسبه شیب متوسط حوزه آبخیز    162
جدول 5-7 مقادیر ضریب حساسیت سنگ و خاک به فرسایش(Y)    162
وضعیت فرایش به پورت کیفی در حوزه آبخیز را با استفاده از جدول 6-7 که طبقه‌بندی شدت فرسایش نام دارد استفاده شده است.    164
فصل اول
1ـ1 طرح مسأله
حوزه آبخیز رودخانه بیرجند در استان خراسان جنوبی قرار گرفته است. این رودخانه از ارتفاعات شرق بیرجند سرچشمه گرفته و بعد از عبور از شهر بیرجند به سمت غرب جریان می‌یابند و بعد از پیوستن چندین رودخانه دیگر به آن با نام رود شور بیرجند سیلاب آنها به کویر لوت می‌ریزد.
رودخانه بیرجند خشکرودی فصلی است و دبی آن در محل خروج از دشت حدود 300 لیتر در ثانیه گزارش شده است و با توجه به آمار هواشناسی (2003-1956) متوسط دمای سالانه آن 4/16 درجه و متوسط بارندگی سالانه آن 91/170 میلیمتر برآورد شده است.
قدیمی‌ترین سازندهای حوزه متعلق به دوران دوم زمین‌شناسی، از آمیزه‌های رنگین، آهک و پریدونیت تشکیل شده و بیشتر در ارتفاعات جنوبی رخنمون دارند. سازندهای دوران سوم از توف آندزیت، آهکهای فومولیتی، مارن و کنگلومرا تشکیل شده و در ارتفاعات شمال و شرق حوزه دیده می‌شوند.
فرسایش و کاهش حاصلخیزی خاک از جمله مسائلی است که دست‌یابی به توسعه کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست را با مشکل روبرو می‌سازد. شناخت و بررسی ساز و کار فرسایش در حوزه‌های آبخیز و جلوگیری از به هدر رفتن یکی از غنی‌ترین و با ارزش‌ترین منابع طبیعی کشور یعنی خاک و مبارزه با این فرایند اهمیت زیادی دارد. عملکرد وسیع فرایندهای هوازدگی و فرسایش سیلابهای فصلی که به علت عدم پوشش گیاهی مناسب در طی زمان ایجاد می‌شود سبب تغییرات وسیعی در ساختمان ژئومورفولوژی این حوزه گردیده است علاوه بر عوامل اقلیمی و محیطی استفاده منطقی انسان از طبیعت و مسائل سنتی کشاورزی و چرای بی‌رویه باعث تسریع فرسایش و تغییرات ژئومورفولوژیکی حوزه شده است. فرسایش خاک و سپس کاهش بیش از اندازه منابع طبیعی در آینده باعث بروز بحران در حوزه‌های آبخیز خواهد شد. دورنمای کاهش بحران هنگامی می‌تواند به چشم آید که انسان امروز به پیشگیری بپردازد و آن استفاده‌ای را از طبیعت به عمل آورد که ویژگیهای طبیعی سرزمین دیکته می‌نماید و بعد این ویژگیها را با نیازهای اقتصادی و اجتماعی خود وفق دهد برای برنامه‌ریزی جهت توسعه پایدار و جلوگیری از فرسایش باید نقش هر کدام از عوامل طبیعی و انسانی مشخص گردد و با توجه به آن عوامل اقدامات آبخیزداری در حوزه‌ها انجام پذیرد.
یکی از زیر حوزه‌های رودخانه بیرجند حوزه آبخیز بند دره است که در جنوب و در ارتفاعات باختران قرار دارد در این حوزه بندی قدیمی به همین نام وجود دارد که براثر فرسایش و رسوبات سطح دریاچه آن پیر شده و عملاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. از آنجا این بند یکی از میراثهای تاریخی است و همچنین جنبه تفرجگاهی دارد لذا در وهله اول نیازمند انجام اقدامات آبخیزداری برای جلوگیری از فرسایش و ایجاد رسوب و سپس خارج کردن رسوبات از آن ضروری به نظر می‌رسد. و در این تحقیق به بررسی وضعیت فرسایش به روش پسیاک در این حوزه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

2ـ1 فرضیه‌ها
1ـ همزمان با فعالیت نیروهای تکتونیکی (دینامیک درونی) شرایط اقلیمی (دینامیک بیرونی) بیشترین نقش را در شکل‌گیری اشکال ژئومورفولوژی داشته است.
2ـ عدم کنترل آبهای جاری و دخالتهای انسانی سبب بوجود آمدن انواعی از فرسایش‌های تشدیدی و از بین رفتن حاصلخیزی خاک شده است.

3ـ1 ضرورت و اهداف تحقیق
آب و خاک از مهمترین منابع طبیعی و سرمایه ملی هر کشور به شمار می‌روند امروزه حفاظت و بهره‌برداری منطقی و مدیریت عالمانه این منابع طبیعی، محور مطالعات و رئوس برنامه‌های عمرانی کشورهای مختلف را تشکیل می‌دهند.
از آنجایی که هر تحقیق و پژوهشی هدف یا اهدافی را دنبال می‌کند، تحقیق حاضر نیز از این قاعده مستثنا نیست. اهدافی که در این تحقیق مورد نظر قرار گرفته‌اند عبارتند از:
ـ شناسایی و طبقه‌بندی اشکال ژئومورفیک حوزه و فرایندهای حاکم بر آنها
ـ شناسایی اشکال و میزان فرسایش و ارائه راه حلهای مناسب جهت پیشگیری از فرسایش خاک در این حوزه، چرا که با اندک بارندگی سیل ایجاد شده و باعث خارج شدن هزاران تن خاک از منطقه می‌گردد و این امر خسارات جبران‌ناذپیری بر منابع طبیعی بوجود می‌آورد.

4ـ1 روش تحقیق
روش شناسی بررسی‌های ژئومورفولوژیکی تا چند دهه قبل براساس روش استقرار و تبیین زمانی پدیده‌ها استوار بود (از جمله مدل چرخه فرسایشی دیویس) اما پیشرفتهای اخیر در علم ژئومورفولوژی باعث شد تا این دانش روش علمی قیاسی را به عنوان روش شناسی پژوهش اختیار کند لذا بررسی و مطالعه فرسایش نیز از این قاعده مستثنا نمی‌باشد.
در روش علمی قیاسی براساس تجربیات ادراکی و بررسی‌های اولیه تصویری از ساختار و ساز و کار پدیده فرسایش در این حوزه ارائه می‌شود براساس این تصویر مدلی ارائه می‌شود که این مدل براساس فرضیاتی استوار است که برای اثبات یا رد آنها تعاریف، طبقه‌بندی‌ها و اندازه‌گیری‌ها و بررسی‌هایی در مورد فاکتورهای موثر در مدل و طرح اولیه صورت می‌گیرد و در مرحله بعدی اطلاعات و داده‌ها باید گردآوری شود و در مدل مورد نظر بکار گرفته شود. با توجه به روش‌شناسی پژوهش، ابزار و مواد مورد استفاده در این تحقیق به قرار زیر هستند.
الف: مطالعات نظری و کتابخانه‌ای (اسنادی)
مطالعات نظری و اسنادی به عنوان اولین گام، در پژوهش حاضر در نظر گرفته شده است بدین جهت در مرحله اول نسبت به جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات زیر از سازمانهای ذیربط اقدام گردیده است.
1ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس 1:50000 برای کل حوزه
2ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس 1:25000 برای حوزه بند دره
3ـ نقشه زمین‌شناسی به مقیاس 1:100000 و 1:250000 بیرجند
در جریان مطالعات، نقشه‌های جدیدی همچون نقشه شیب، طبقه‌بندی ارتفاعی و جهت دامنه‌ها نقشه ژئومورفولوژی، پوشش گیاهی، نیز تهیه و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
4ـ تهیه داده‌ها و آمار هواشناسی مربوط به ایستگاه‌های موجود در حوزه و اطراف آن
5ـ تهیه تصاویر ماهواره‌ای منطقه Tm از سازمان جغرافیایی  . . .