حوزه آبخيز رودخانه بيرجند

فهرست مطالب :

فصل اول    14
1ـ1 طرح مسأله    15
2ـ1 فرضيه‌ها    16
3ـ1 ضرورت و اهداف تحقيق    17
4ـ1 روش تحقيق    17
الف: مطالعات نظري و كتابخانه‌اي (اسنادي)    18
ب: كارهاي ميداني    19
5ـ1 پيشينه تحقيق    19
6ـ1 موقعيت حوزه مورد مطالعه    21
فصل دوم زمين‌شناسي    23
مقدمه    24
2ـ2 زمين‌ساخت (تكتونيك)    26
3ـ2 چينه‌شناسي و سنگ‌شناسي:    28
چينه‌شناسي بلوك لوت در زمان كرتاسه:    28
چينه شناسي منطقه فليش در كرتاسه:    28
1ـ محدوده تحت پوشش افيوليت و مخلوط در هم رنگين:    29
جدول (1-2) واحدهاي سنگي محدوده آميزه افيوليتي در حوزه آبخيز بيرجند در نقشه 1:250000    32
2ـ محدوده تحت پوشش رسوبات فليش:    32
جدول (2-2) واحدهاي سنگي محدوده رسوبات نوع فليش در حوزه آبخيز بيرجند    33
3ـ محدوده تحت پوشش سنگهاي آذر آواري جوانتر از افيوليت:    34
جدول (3-2) واحدهاي سنگي محدود رسوبات جوانتر از افيوليت و آذرآواري در حوزه آبخيز بيرجند    35
3-2 زمين‌شناسي تاريخي    37
1ـ مزوزوئيك    37
اما كرتاسه    37
2ـ سنوزوئيك    38
1ـ2 ترشيري    38
1ـ1ـ2 پالئوژن:    38
2ـ1ـ2 نئوژن    38
2ـ2 كواترنر    39
جدول 4-2 ليتولوژي‌هاي موجود در برگه‌هاي 1:100000 بيرجند    40
4-2 فرسايش‌پذيري واحدهاي سنگي    41
جدول (5-2) فرسايش‌پذيري واحدهاي سنگي در حوزه آبخيز بيرجند    42
فصل سوم اقليم    43
1ـ3 ايستگاه‌هاي هواشناسي مورد مطالعه:    44
2ـ3 آب و هواي منطقه:    44
3ـ3 بارندگي:    45
1ـ3ـ3 توزيع ماهانه بارندگي:    47
2ـ3ـ3 توزيع فصلي بارندگي:    48
جدول 2-3 توزيع بارندگي فصلي ايستگاه بيرجند در دوره آماري 2003-1956    48
3ـ3ـ3 شدت بارندگي؛    48
جدول (3-3) عمليات آماري بر روي داده‌هاي بارندگي ايستگاه بيرجند در دوره آماري (2003-1956)    49
جدول 4-3 دوره‌هاي برگشت و مقدار بارندگي با استفاده از روش توزيع گامبل    50
جدول (5-3) پارامترهاي حرارتي ايستگاه بيرجند در دوره آماري (2003-1956)    51
5ـ3 رطوبت نسبي    51
جدول شماره (6-3) تغييرات ماهانه نم نسبي ايستگاه پسنوپتيك برحسب درصد (2003-1956)    52
6ـ3 باد    52
جدول (7-3) مقادير ماكزيمم لحظه‌اي سرعت باد در ايستگاه بيرجند (ارتفاع 2متري) مآخذ گزارش هواشناسي    54
7ـ3 يخبندان    54
جدول «8-3» ميانگين تعدد روزهاي يخبندان در ايستگاه بيرجند در دوره آماري (2003-1956)    54
8ـ3 ميانگين متحرك:    54
جدول (9-2) ميانگين متحرك بارندگي ايستگاه بيرجند در دوره آماري (2003-1956)    55
9ـ3 شاخص بارندگي:    57
Indexpi= شاخص بارندگي    58
جدول (10-3) شاخص بارندگي ايستگاه بيرجند    58
10ـ3 تبخير    60
11ـ3 ساعات آفتابي    61
جدول (11-3) ميانگين ماهانه ساعات آفتابي ايستگاه بيرجند    61
1ـ12ـ3 ضريب خشكي دمارتن    62
جدول (12-3) طبقه بندي آب و هوايي دمارتن    62
2ـ12ـ3 ضريب رطوبتي ايوانف    63
جدول (13-3) طبقه‌بندي اقليمي ايوانف    63
جدول (14-3) مقدار بارندگي و متوسط درجه حرارت و رطوبت نسبي حوزه آبخيز بيرجند    64
3ـ12ـ3 سيستم طبقه‌بندي كوپن:    64
جدول (15-3) طبقه‌بندي اقليمي براساس كوپن    65
13ـ3 نمودارهاي اقليمي:    66
1ـ13ـ3 نمودار اقليمي آمبروترميك:    66
2ـ13ـ3 نمودار كليماگراف:    66
3ـ13ـ3 اقليم نماي آمبرژه:    67
P= ميانگين بارندگي سالانه (ميلي‌متر)    67
14ـ3 نتيجه‌گيري:    68
فصل چهارم هيدرولوژي    70
1ـ4 تخمين آبدهي سالانه:    71
1ـ1ـ4 روش كتاين:    71
2ـ4 زمان تمركز:    72
1ـ2ـ4 روش كاليفرنيا:    72
3ـ4ـ تحليل وقوع بارندگي 24 ساعته در حوزه رودخانه بيرجند:    73
1ـ3ـ4 روش تجربي گامبل:    73
جدول شماره (1-4) احتمال تجربي گامبل در حداكثر بارندگي 24 ساعته ايستگاه بيرجند در دوره آماري 2003-1956    74
2ـ3ـ4 روش تئوري گامبل:    76
جدول (2-4) احتمال تئوري گامبل در حداكثر بارندگي 24 ساعته براي ايستگاه بيرجند در دوره آماري (2003-1956)    77
4ـ4 توزيع آماري گاما:    78
ب ـ روش تئوري گاما:    78
جدول 4-4 جدول تئوري گاما براي حوزه آبخيز بيرجند    79
5ـ4 بارندگي 6 ساعته با دوره برگشت 2 ساله:    80
6ـ4 كمبود آب ماهانه:    81
7ـ4 منابع آب  حوزه:    83
2ـ7ـ4 منابع آب زيرزميني:    84
جدول 6-4 تعداد چاه‌ها و ميزان بهره‌برداري آب از دشت بيرجند    84
فصل پنجم خاك پوشش گياهي تيپ و كاربري اراضي    86
خاك:    87
1ـ5 مقدمه    87
2ـ5 طبقه‌بندي خاكها    88
الف: Gypsiorthids    89
ب: calciorthids    89
2ـ2ـ5 خاكهاي رده انتي سول Entiosols    89
الف ـ زير رده psamments    90
ب ـ زير رده orthents    90
3ـ5 پوشش گياهي    91
1ـ3ـ5 پوشش گياهي بياباني و كويري    91
2ـ3ـ5 پوشش گياهي كوهپايه‌اي    91
3ـ3ـ5 پوشش گياهي كوهستاني    92
ساير گونه‌هاي گياهي مشاهده شده در حوزه به شرح زير مي‌باشد.    92
4ـ4 تيپ اراضي    95
1ـ4ـ5 كوهها:    95
ـ واحد 1ـ1    95
2ـ4ـ5 تپه‌ها:    98
3ـ4ـ5 فلاتها و تراسهاي فوقاني:    100
4ـ4ـ5 دشتهاي دامنه‌اي:    101
6ـ4ـ5 واريزه‌هاي بادبزني شكل سنگ‌ريزه‌دار    102
7ـ4ـ5 آبرفتهاي بادبزني شكل سنگ‌ريزه‌دار:    103
8ـ4ـ5 اراضي مخلوط:    103
فصل ششم ژئومورفولوژي    105
ژئومرفولوژي    106
1ـ6 مقدمه:    106
2ـ6 بررسي علل تغييرات ژئومورفيك در حوزه:    107
3ـ6 توپوگرافي    108
4ـ6 ژئومورفولوژي ساختماني    110
1ـ4ـ6 اثرات نيروهاي تكتونيكي بر مورفولوژي منطقه:    110
2ـ4ـ6 گسله‌ها و درزها    112
4ـ6 زمين لرزه:    114
5ـ6 ژئومورفولوژي ديناميك بيروني يا اقليمي    116
1ـ5ـ6 واحدهاي ژئومورفولوژيكي    117
1ـ1ـ5ـ6 واحد كوهستان    117
2ـ رخساره گيلوئي يا پرتگاه    119
رخساره سنگريزه و واريزه    120
4ـ رخساره دامنه منظم    120
5ـ رخساره دامنه نامنظم    120
6ـ ناو معلق    121
7ـ كواستا    121
8ـ تافوني    121
2ـ1ـ5ـ6 واحد كوهپايه    122
1ـ رخساره پادگانه‌هاي آبرفتي كهن    122
2ـ رخساره پادگانه‌هاي جوان و مخروط افكنه‌ها    122
3ـ رخساره فرسايش آبراهه‌اي    123
4ـ رخساره بدلند    123
5ـ فرسايش خندقي    124
3ـ1ـ5ـ6 واحد دشت    124
1ـ رخساره دشت سر    124
2ـ رخساره فرسايش سيلابي    125
3ـ رخساره تراسهاي آبرفتي    125
4ـ رخساره دشت ريگي    126
5ـ چاله    126
6ـ اينسلبرگ    127
7ـ ارگ بازالتي    127
6ـ6 ويژگي‌ها و خصوصيات مورفومتري حوزه    128
1ـ6ـ6 ويژگي‌هاي ناهمواري حوزه:    128
2ـ1ـ6ـ6 ضريب ناهمواري حوزه:    130
2ـ6ـ6 ارتفاعات حوزه و توزيع ارتفاعات    130
1-2-6-6 منحني‌هاي هيپسومتري:    131
جدول شماره 3-6 جدول هيپسومتري حوزه آبخيز رودخانه بيرجند    132
2ـ2ـ6ـ6 منحني سيكل فرسايش و ضريب انتگرال هيپسومتريك:    132
جدول 4-6 جدول فراواني توزيع مساحت برحسب انتگرال هيپسومتريك    133
3ـ2ـ6ـ6 نمودار اكتي متري حوزه    133
3ـ6ـ6 شيب متوسط حوزه    134
1ـ3ـ6ـ6 شيب متوسط وزني حوزه آبخيز بيرجند:    135
جدول 5-6 جدول شيب توازني    135
4ـ6ـ6 ويژگيهاي خطي شبكه آبراهه‌هاي حوزه    136
1ـ4ـ6ـ6 رابطه بين رتبه و تعداد شاخه‌هاي رود:    136
جدول 6-6    137
2ـ4ـ6ـ6 نسبت انشعاب    137
3ـ4ـ6ـ6 رابطه بين رتبه و طول شاخه‌هاي رود    138
جدول 7-6 رابطه بين رتبه و طول شاخه‌ها    139
4ـ4ـ6ـ6 تراكم شبكه رودخانه    140
5ـ4ـ6ـ6 طول و نيمرخ طولي آبراهه    141
6ـ4ـ6ـ6 ضريب ثابت پايداري آبراهه‌هاي حوزه    142
5ـ6ـ6 ويژگي‌هاي مسطحاتي حوزه:    142
1ـ5ـ6ـ6 مساحت حوزه:    142
5ـ6ـ6 محيط حوزه:    143
3ـ5ـ6ـ6 شكل حوزه:    143
الف: روش هورتن    144
ب: ضريب گراوبليوس    144
ج: روش هيلر    145
د: مستطيل معادل حوزه:    145
6ـ6ـ6 سيستم زهكشي غالب حوزه:    146
1ـ6ـ6ـ6 الگوي زهكشي موازي    146
2ـ6ـ6ـ6 الگوي زهشكي درختي:    147
3ـ6ـ6ـ6 الگوي زهكشي شعاعي:    147
7ـ6ـ6 نيمرخ دامنه‌هاي حوزه    148
1ـ7ـ6ـ6 دامنه منظم    148
2ـ7ـ6ـ6 دامنه‌هاي نامنظم    149
3ـ7ـ6ـ6 دامنه محدب    149
4ـ7ـ6ـ6 دامنه‌هاي مقعر    149
5ـ7ـ6ـ6 دامنه‌هاي مركب    150
فصل هفتم    151
1ـ7 مقدمه    152
2ـ7 فرسايش    153
3ـ7 بررسي سيكل فرسايش حوزه به روش ديويس    154
4ـ7 انواع فرسايش آبي در حوزه    155
1ـ4ـ7 فرسايش باراني    155
2ـ4ـ7 فرسايش شياري    156
3ـ4ـ7 فرسايش خندقي    156
4ـ4ـ7 فرسايش سيلابي    157
5ـ4ـ7 فرسايش كنار رودخانه‌اي    157
6ـ4ـ7 فرسايش انساني (انتروپيك)    157
5ـ7 مدل فرسايشي M.psiac    157
جدول 2-7 امتياز ارزيابي عوامل موثر در فرسايش در حوزه بند دره    158
1ـ5ـ7 نتايج حاصل از جمع‌بندي عوامل نه‌گانه روش پسياك در حوزه    159
6ـ7 مدل اي ـ پي ـ ام (E.P.M)    159
1ـ6ـ7 تعيين ضريب استفاده از زمين يا xa    160
جدول 3-7 مقادير ضريب استفاده از زمين (xa)    160
2ـ6ـ7 محاسبه شيب متوسط حوزه آبخيز    162
جدول 5-7 مقادير ضريب حساسيت سنگ و خاك به فرسايش(Y)    162
وضعيت فرايش به پورت كيفي در حوزه آبخيز را با استفاده از جدول 6-7 كه طبقه‌بندي شدت فرسايش نام دارد استفاده شده است.    164
فصل اول
1ـ1 طرح مسأله
حوزه آبخيز رودخانه بيرجند در استان خراسان جنوبي قرار گرفته است. اين رودخانه از ارتفاعات شرق بيرجند سرچشمه گرفته و بعد از عبور از شهر بيرجند به سمت غرب جريان مي‌يابند و بعد از پيوستن چندين رودخانه ديگر به آن با نام رود شور بيرجند سيلاب آنها به كوير لوت مي‌ريزد.
رودخانه بيرجند خشكرودي فصلي است و دبي آن در محل خروج از دشت حدود 300 ليتر در ثانيه گزارش شده است و با توجه به آمار هواشناسي (2003-1956) متوسط دماي سالانه آن 4/16 درجه و متوسط بارندگي سالانه آن 91/170 ميليمتر برآورد شده است.
قديمي‌ترين سازندهاي حوزه متعلق به دوران دوم زمين‌شناسي، از آميزه‌هاي رنگين، آهك و پريدونيت تشكيل شده و بيشتر در ارتفاعات جنوبي رخنمون دارند. سازندهاي دوران سوم از توف آندزيت، آهكهاي فوموليتي، مارن و كنگلومرا تشكيل شده و در ارتفاعات شمال و شرق حوزه ديده مي‌شوند.
فرسايش و كاهش حاصلخيزي خاك از جمله مسائلي است كه دست‌يابي به توسعه كشاورزي پايدار و حفظ محيط زيست را با مشكل روبرو مي‌سازد. شناخت و بررسي ساز و كار فرسايش در حوزه‌هاي آبخيز و جلوگيري از به هدر رفتن يكي از غني‌ترين و با ارزش‌ترين منابع طبيعي كشور يعني خاك و مبارزه با اين فرايند اهميت زيادي دارد. عملكرد وسيع فرايندهاي هوازدگي و فرسايش سيلابهاي فصلي كه به علت عدم پوشش گياهي مناسب در طي زمان ايجاد مي‌شود سبب تغييرات وسيعي در ساختمان ژئومورفولوژي اين حوزه گرديده است علاوه بر عوامل اقليمي و محيطي استفاده منطقي انسان از طبيعت و مسائل سنتي كشاورزي و چراي بي‌رويه باعث تسريع فرسايش و تغييرات ژئومورفولوژيكي حوزه شده است. فرسايش خاك و سپس كاهش بيش از اندازه منابع طبيعي در آينده باعث بروز بحران در حوزه‌هاي آبخيز خواهد شد. دورنماي كاهش بحران هنگامي مي‌تواند به چشم آيد كه انسان امروز به پيشگيري بپردازد و آن استفاده‌اي را از طبيعت به عمل آورد كه ويژگيهاي طبيعي سرزمين ديكته مي‌نمايد و بعد اين ويژگيها را با نيازهاي اقتصادي و اجتماعي خود وفق دهد براي برنامه‌ريزي جهت توسعه پايدار و جلوگيري از فرسايش بايد نقش هر كدام از عوامل طبيعي و انساني مشخص گردد و با توجه به آن عوامل اقدامات آبخيزداري در حوزه‌ها انجام پذيرد.
يكي از زير حوزه‌هاي رودخانه بيرجند حوزه آبخيز بند دره است كه در جنوب و در ارتفاعات باختران قرار دارد در اين حوزه بندي قديمي به همين نام وجود دارد كه براثر فرسايش و رسوبات سطح درياچه آن پير شده و عملاً مورد استفاده قرار نمي‌گيرد. از آنجا اين بند يكي از ميراثهاي تاريخي است و همچنين جنبه تفرجگاهي دارد لذا در وهله اول نيازمند انجام اقدامات آبخيزداري براي جلوگيري از فرسايش و ايجاد رسوب و سپس خارج كردن رسوبات از آن ضروري به نظر مي‌رسد. و در اين تحقيق به بررسي وضعيت فرسايش به روش پسياك در اين حوزه مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

2ـ1 فرضيه‌ها
1ـ همزمان با فعاليت نيروهاي تكتونيكي (ديناميك دروني) شرايط اقليمي (ديناميك بيروني) بيشترين نقش را در شكل‌گيري اشكال ژئومورفولوژي داشته است.
2ـ عدم كنترل آبهاي جاري و دخالتهاي انساني سبب بوجود آمدن انواعي از فرسايش‌هاي تشديدي و از بين رفتن حاصلخيزي خاك شده است.

3ـ1 ضرورت و اهداف تحقيق
آب و خاك از مهمترين منابع طبيعي و سرمايه ملي هر كشور به شمار مي‌روند امروزه حفاظت و بهره‌برداري منطقي و مديريت عالمانه اين منابع طبيعي، محور مطالعات و رئوس برنامه‌هاي عمراني كشورهاي مختلف را تشكيل مي‌دهند.
از آنجايي كه هر تحقيق و پژوهشي هدف يا اهدافي را دنبال مي‌كند، تحقيق حاضر نيز از اين قاعده مستثنا نيست. اهدافي كه در اين تحقيق مورد نظر قرار گرفته‌اند عبارتند از:
ـ شناسايي و طبقه‌بندي اشكال ژئومورفيك حوزه و فرايندهاي حاكم بر آنها
ـ شناسايي اشكال و ميزان فرسايش و ارائه راه حلهاي مناسب جهت پيشگيري از فرسايش خاك در اين حوزه، چرا كه با اندك بارندگي سيل ايجاد شده و باعث خارج شدن هزاران تن خاك از منطقه مي‌گردد و اين امر خسارات جبران‌ناذپيري بر منابع طبيعي بوجود مي‌آورد.

4ـ1 روش تحقيق
روش شناسي بررسي‌هاي ژئومورفولوژيكي تا چند دهه قبل براساس روش استقرار و تبيين زماني پديده‌ها استوار بود (از جمله مدل چرخه فرسايشي ديويس) اما پيشرفتهاي اخير در علم ژئومورفولوژي باعث شد تا اين دانش روش علمي قياسي را به عنوان روش شناسي پژوهش اختيار كند لذا بررسي و مطالعه فرسايش نيز از اين قاعده مستثنا نمي‌باشد.
در روش علمي قياسي براساس تجربيات ادراكي و بررسي‌هاي اوليه تصويري از ساختار و ساز و كار پديده فرسايش در اين حوزه ارائه مي‌شود براساس اين تصوير مدلي ارائه مي‌شود كه اين مدل براساس فرضياتي استوار است كه براي اثبات يا رد آنها تعاريف، طبقه‌بندي‌ها و اندازه‌گيري‌ها و بررسي‌هايي در مورد فاكتورهاي موثر در مدل و طرح اوليه صورت مي‌گيرد و در مرحله بعدي اطلاعات و داده‌ها بايد گردآوري شود و در مدل مورد نظر بكار گرفته شود. با توجه به روش‌شناسي پژوهش، ابزار و مواد مورد استفاده در اين تحقيق به قرار زير هستند.
الف: مطالعات نظري و كتابخانه‌اي (اسنادي)
مطالعات نظري و اسنادي به عنوان اولين گام، در پژوهش حاضر در نظر گرفته شده است بدين جهت در مرحله اول نسبت به جمع‌آوري داده‌ها و اطلاعات زير از سازمانهاي ذيربط اقدام گرديده است.
1ـ نقشه توپوگرافي به مقياس 1:50000 براي كل حوزه
2ـ نقشه توپوگرافي به مقياس 1:25000 براي حوزه بند دره
3ـ نقشه زمين‌شناسي به مقياس 1:100000 و 1:250000 بيرجند
در جريان مطالعات، نقشه‌هاي جديدي همچون نقشه شيب، طبقه‌بندي ارتفاعي و جهت دامنه‌ها نقشه ژئومورفولوژي، پوشش گياهي، نيز تهيه و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
4ـ تهيه داده‌ها و آمار هواشناسي مربوط به ايستگاه‌هاي موجود در حوزه و اطراف آن
5ـ تهيه تصاوير ماهواره‌اي منطقه Tm از سازمان جغرافيايي  . . .