کاربرد ژئومورفولوژی در مکان گزینی شهرها و پیامدهای آن
اصولاً استقرار و پیدایش یک شهر بیش از هر چیز تابع شرایط محیطی و موقعیت جغرافیایی است. زیرا عوارض و پدیده های طبیعی در مکان گزینی، پراکندگی، حوزه نفوذ، توسعه فیزیکی، مورفولوژی شهری و امثال آن اثر قاطعی دارند و گاه به عنوان یک عامل مثبت و زمانی به صورت یک عامل منفی و بازدارنده عمل می کنند. در هنگام احداث شهرها باید به دینامیسم محیط طبیعی مثل سیل، زلزله، باد، گسل و … توجه کافی مبذول داشت و گرنه شهر در آینده دچار مشکل خواهد شد. لذا شایسته است قبل از وقوع حوادث تلخ، دردناک و پرهزینه، مسوولان در هنگام احداث شهرها نسبت به پیش بینی وقوع وقایع اتفاقیه دغدغه لازم را داشته باشند و احساس مسئولیت کنند و علاوه بر اهمیت دادن به مطالعات ژئومورفولوژی، کار را به متخصصان امر بسپارند.
البته ناگفته نماند که علاوه بر مطالعات ژئومورفولوژی، سایر مطالعات جغرافیایی نیز در مکان گزینی شهرها و برنامه ریزی شهری اهمیت فوق العاده ای دارند و بی توجهی به آن ها خسارات جبران ناپذیری را در آینده به وجود خواهد آورد.
در این تحقیق سعی بر این خواهد بود که پدیده ها و فرآیندهای ژئومورفیکی که برمکان گزینی شهرها مؤثرند، به طور مختصر تحلیل و پیامدهای عدم توجه به آن ها به برنامه ریزان شهری یادآوری شود
بنام خدا
برآورد پتانسیل فرسایش بادی در محدوده اراضی کشاورزی و غیرکشاورزی
بروش تجربی اریفر (IRIFR )
1- روش تجربی اریفر1 (IRIFR1 )، برآورد پتانسیل فرسایش بادی در محدوده اراضی غیرکشاورزی( اختصاصی- احمدی،1372)
به رغم ویژگی های مثبت مدلهای جعبه سفید ویا خاکستری، با توجه به اینکه این مدلها به اطلاعات پایه ویا اندازه گیرهای مستمرنیاز دارد. تا زمانی که امکانات کافی از این نوع و آن هم با تکرار مناسب در دسترس نباشد،چاره ای جز بکار گیری مدلهای تجربی و بعضاً برآوردی، در تخمین تلفات خاک نخواهد بود( مورگان 1986).
بر این اساس و به منظور برآورده کردن نیاز طرحهای مطالعاتی در کشور، سعی شد تا روشی ، مشابه روش پسیاک (PSIAC) در فرسایش آبی، برای برآورد فرسایش بادی تدوین گردد. در این مدل که از نوع تجربی شاخصی است، 9 عامل مؤثر دربرآورد فرسایش بادی مورد بررسی قرار گرفته و نهایتاً با جمع امتیازهای 9 گانه در هر رخساره از اراضی، کلاس فرسایش و پتانسیل رسوبدهی بادی اراضی در طول سال برآورد میشود.
از آنجا که غالب پژوهشهای مرتبط با این روش با همکاری مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع ایران انجام شده است، با نام اختصاری اریفر ،( IRIFR.[1]) معرفی گردید. به منظور کاربری روش مذکور، ابتدا به کمک نقشههای پایه مطالعاتی، از جمله نقشههای زمین شناسی، شیب، خاکشناسی، تراکم پوشش گیاهی و … کوچکترین واحدهای هم پتانسیل فرسایشی (رخسارههای ژئومرفولوژی) در منطقه یا حوزه آبخیز را تفکیک نموده و سپس ضمن مراجعه به محل و تکمیل فرمهای امتیازدهی به تعداد حداقل 3 نمونه ( تکرار ) در هر رخساره، ضمن برآورد کلاس رسوبدهی، نسبت به تهیه و تدوین نقشه شدت رسوبدهی اراضی اقدام میشود. عوامل مورد بررسی و نحوه امتیازدهی آنها در جداول (3- 5) و (3-6 ) خلاصه شده است. این مدل تجربی بر اساس اندازه گیریهای متعدد فرسایش بادی در ایران به کمک تلههای رسوبگیر، نصب شاخص و همچنین کاربرد سایر مدلهای فرسایش بادی در عرصههای تحت فرسایش بادی در کشور تهیه و تدوین گردیده است، اهداف مدل اریفر 1، که برای اراضی غیر زراعی تدوین شده است به شرح زیر میباشد.
1- غالب مدلهای موجود در زمینه برآورد رسوب فرسایش بادی دارای ضرایبی هستند که دستیابی به آنها مستلزم یک سری تحقیقات جدید و یا واسنجی مدل با توجه به شرایط منطقه ای است.
2- کاربرد پارهای از مدلها مستلزم در دسترس بودن اطلاعات پایه، دادههای آماری و یا اندازه گیریهای مستمر است، که بعضاً دستیابی به آنها را در کوتاه مدت مشکل و یا غیر ممکن می سازد.
3- غالب مدلهای معرفی شده در جهان، جهت کاربرد در اراضی زراعی تدوین شده است، لذا در عرصههای غیر زراعی پاسخ مناسبی ارائه نمی دهند.
4- مدل معرفی شده امکان برآورد نسبتاً سریع و آسان فرسایش بادی و هدر رفت خاک را در عرصههای غیر زراعی فراهم می آورد، بطوریکه میتوان به کمک نتایج حاصل، ضمن برآورد کمی پتانسیل فرسایش و رسوبدهی اراضی، امکان اولویت بندی نسبی اراضی به فرسایش را نیز فراهم نمود.
معیار ها وشاخص های مورد بررسی و دامنه امتیاز آنها به شرح زیر میباشد.
عامل سنگ شناسی، خاصه بافت و ساخت سنگ و یا متصل و منفصل بودن عناصر تشکیل دهنده آن و نوع سیمان بین آنها، نقش مؤثری در فرسایش پذیری و یا میزان مقاومت سنگ و یا رسوب در مقابل باد بردگی دارد. بطور کلی نهشتههای با بافت منفصل و ریز دانه حساس ترین واحدهای سنگی را در مقابل باد بردگی و یا باد سائیدگی تشکیل می دهند. دامنه امتیاز این عامل بین 10-0 امتیاز در نظر گرفته شده که در 4 کلاس طبقه بندی شده است.
4-1-2- شکل اراضی و میزان ناهمواری
مورفولوژی اراضی و میزان پستی و بلندی به صور مختلف از جمله افزایش زبری و یا هدایت باد در کانالهای طبیعی ( کریدورهای توپوگرافی ) میتواند در تشدید و یا تقلیل سرعت باد مؤثر باشد، اراضی صاف و هموار و یا راهروهای طبیعی و یا مصنوعی میتوانند در تشدید سرعت باد و نهایتاً افزایش پتانسیل بادبردگی مؤثر باشند. این عامل نیز در دامنه صفر تا 10 امتیاز مورد بررسی قرار می گیرد.
باد به عنوان عامل اصلی تخریب و فرسایش در مناطق خشک و بیابانی محسوب میگردد. سرعت، تداوم و جهت باد میتواند در مقدار باد بردگی و یا بادسائیدگی خاک، رسوب و یا سنگ مؤثر باشد، بطوریکه با افزایش سرعت باد فرسایش خاک به صورت توانی افزایش مییابد. از آنجا که در غالب مناطق اطلاعات بادسنجی محدود بوده و عموماً به صورت لحظهای ثبت شده اند، در این مدل سعی شده است تا بر اساس دادههای ایستگاههای کلیماتولوژی نقش باد در برآورد فرسایش و رسوبدهی مورد بررسی قرار گیرد. در این مدل سه جنبه، سرعت، تداوم و جهت باد در دامنه صفر تا20 امتیاز مورد بررسی قرار گرفته است.
4-1-4- عامل خاک و پوشش غیر زنده سطح آن
بافت و وضعیت پوشش غیر زنده موجود در سطح خاک از عوامل مؤثر در میزان پایداری و یا حساسیت آن به فرسایش میباشد. در بسیاری از مدلهای فرسایش بادی فراوانی عناصر درشتتر از یک میلیمتر در خاک سطحی (عمق کمتر از 5 سانتیمتر) به عنوان شاخص فرسایش پذیری خاک قلمداد میگردد. در مدل حاضر نیز فراوانی عناصر بزرگتر از ماسه و همچنین بافت خاک سطحی در دامنه 5- تا 15مورد امتیازدهی قرار می گیرد، فراوانی این ذرات در خاک نه تنها از پتانسیل فرسایش پذیری بادی خاک میکاهد، بلکه میتواند تا حدی موجب به دام افتادن ذرات ریز دانه وکاهش رسوبدهی نیز گردد.
فراوانی تاج پوشش گیاهی و بقایای آن، هر دو در کاهش فرسایش پذیری خاک مؤثر میباشند. معمولاً در مناطق بیابانی با کاهش پوشش گیاهی کمتر از 20 در صد فرسایش تشدید میگردد، و با فراوانی پوشش گیاهی از بار رسوبدهی یا بده رسوب کاسته میشود، و بخشی از رسوبات در لابلای گیاهان به دام می افتد، لذا امتیاز مربوط به عامل پوشش گیاهی بین5- تا 15طبقه بندی شده است.
4-1-6- اشکال ( رخسارههای ) فرسایش بادی
یکی از شواهد خوب و مطمئن در مورد وقوع فرسایش در منطقه یا اراضی مورد بررسی تعیین نوع رخساره فرسایشی و ابعاد آن میباشد. برآورد عمق باد بردگی سالیانه خاک توسط باد، میتواند در تخمین پتانسیل بادبردگی خاک بسیار مؤثر باشد. دامنه امتیاز مربوط به این عامل از صفر تا20متغیر میباشد.
کاهش رطوبت در سطح خاک در تشدید فرساش بادی و بر عکس افزایش آن در کاهش پتانسیل بادبردگی خاک مؤثر میباشد، در پارهای از موارد رطوبت بیش از حد خاک (اشباع) و حتی هوای مجاور خاک میتواند در افزایش وزن و نیروی چسبندگی خاک تأثیر گذاشته و موجب کاهش توان فرسایش پذیری خاک و یا شار رسوب گردد. بر این اساس دامنه امتیاز دهی عامل خاک 5- تا 15در نظر گرفته شده است.
4-1-8- نوع و پراکنش نهشتههای بادی
تراکم و نوع نهشتههای بادی در عرصه مورد بررسی و شکل آنها نه تنها در شدت و ضعف فرسایش بادی مؤثر میباشد، بلکه میتواند تا حدی گویای فرآیندهای فرسایشی و رسوبگذاری نیز باشد. لذا این عامل با دامنه صفر تا 10 امتیاز در مدل دخالت داده شده است.
4-1-9- مدیریت اراضی و استفاده از زمین
وجود مراتع و یا جنگلهای نسبتاً متراکم در محدوده و یا امتداد عرصههای مورد بررسی، وجود بادشکنهای زنده و یا غیر زنده، اعمال مدیریت صحیح بر عرصه وکنترل تردد وسائط نقلیه، دام و انسان در سطح منطقه به خاطر کاهش آشفتگی خاک، همگی میتوانند در کاهش فرسایش بادی مؤثر باشند، در غیر این صورت موجب تشدید فرسایش می گردند. با توجه به نقش مهم این عامل در حفاظت خاک دامنه امتیاز 5- تا 15 برای آن منظور شده است.
جدول 4-1- نحوه امتیازدهی معیار های مؤثر در فرسایش بادی به روش اریفر1 (اختصاصی– احمدی 1372 )
معیار مورد بررسی ودامنه امتیاز | چگونگی امتیاز دهی شاخص ها | دامنه امتیاز |
1- سنگ شناسی
10-0 |
– سنگهای آذرین سخت با بافت توده ای
– کوارتزیت ، آهک توده ای – ماسه سنگ با سیمان سخت |
3-0 |
– گرانیت آرنیزه شده
– ماسه سنگ ، گنگلو مرا با سیمان متوسط – آبرفت درشت دانه ( رگ درشت) |
5-3 | |
– سنگ با بافت دانه ای وسیمان سست – شیل، مارن ، ماسه سنگ سست
– آبرفت دانه متوسط تا ریز (رگ متوسط تا ریز) – اراضی رسی یادق – سطوح کویری سخت |
7-5 | |
– آبرفت ریز دانه ، ماسه ساحلی، ماسه بادی ، سطوح نمکی سست ( سبخا )یا شورهزار | 10-7 | |
2- شکل اراضی ومیزان پستی وبلندی
10-0 |
– منطقه کوهستانی وتخته سنگی با پستی و بلندی زیادو فاقد دالانهای هدایت باد | 2-0 |
– منطقه کوهستانی تا تپه ماهوری با درههای توپوگرافی ، غیر منطبق تا منطبق با جهت باد | 4-2 | |
– دشت سر فرسایشی یا پایکوهی با پستی وبلندی زیاد ، جهت باد منطبق تا مایل نسبت به کریدورهای توپوگرافی | 7-4 | |
– دشت سر پوشیده ، دشتهای هموار سیلابی با ناهمواری محدود، شیب زمین منطبق با جهت بادهای اصلی و بعضاً کانالی شده | 10-7 | |
3- سرعت ووضعیت باد
20-0 |
– سرعت متوسط باد در کلیه ماههای سال کمتر از 5متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری
– بادهای شدید فاقد گرد وخاک وغبار محلی – سرعت شدید ترین باد ها کمتر از 8متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری |
5-0 |
– سرعت متوسط باد در چند ماه از سال بیش از 5 متر بر ثانیه در ارتفاع 10متری
– بادهای شدید معمولا فاقد گرد وخاک ولی غبار زا – سرعت شدید ترین بادها بین 10-8 متر بر ثانیه در ارتفاع 10متری |
10-5 | |
– سرعت متوسط باد در یک ماه از سال بیش از 8 متر بر ثانیه
– وقوع حداقل یک طوفان گرد وخاک در سال – سرعت شدیدترین بادها بین 10-8 متر بر ثانیه |
15-10 | |
– سرعت باد لا اقل در یک ماه از بیش از 12 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری
– بادهای تند همواره به صورت طوفان گرد وخاک – سرعت شدید ترین باد ها بیش از 15 متر بر ثانیه |
20-15 | |
4- بافت خاک وپوشش غیر زنده سطح آن
15- (5-) |
– سطح خاک پوشیده از سنگریزه درشت با تراکم بیش از 70 در صد
– سطح خاک کاملا رسی( سله رسی) ویا سیمانی شده بهوسیلۀ نمکها( سله نمکی) |
0-(5-) |
– سطح خاک با پوشش سنگفرشی متوسط تا ریز با تراکم 70-40 درصد
– سطح خاک نسبتا سخت شده به وسیله سیمان رس ویا نمک |
5-0 | |
– سنگریزههای سطح خاک محدود با تراکم کمتر از 40 درصد
– بافت خاک سطحی شنی رسی ، رسی شنی با چسبندگی متوسط تاکم |
10-5 | |
– سطح خاک فاقد سنگریزه (کمتر از 20 درصد)، بافت خاک سطحی لومی تا ماسهای فاقد چسبندگی ، ساختمان پودری تا دانه ای | 15-10 | |
ادامه جدول 4-1 | ||
5- انبوهی پوشش گیاهی
15-5- |
– انبوهی تاج پوشش گیاه مؤثر سطح خاک بیش از 70 درصد با توزیع یکنواخت یا عمود بر جهت باد | 0-(5-) |
– انبوهی تا ج پوشش گیاهی مؤثر سطح خاک 70-25 درصد با توزیع یکنواخت تا ردیفی عمود ویا مایل نسبت به جهت باد | 5-0 | |
– انبوهی تاج پوشش گیاهی مؤثر 25-10 در صد با توزیع یکنواخت ویا نواری عمود ویا مایل در امتدادبادهای اصلی | 10-5 | |
– انبوهی تاج پوشش گیاهی کمتر از 10 درصد با توزیع یکنواخت ویا نواری در راستای باد ویا عمود بر آن | 15-10 | |
6- آثار فرسایش سطح خاک
20-0 |
– در سطح خاک هیچ گونه آثار فرسایش بادی دیده نمیشود | 5-0 |
– آثار باد کندگی در سطح خاک بسیار جزئی و بعضا افزایش سنگریزه ناشی از باد بردگی خاک دیده میشود | 10-5 | |
– آثار فرسایش باد ی در سطح خاک نسبتا گسترده ، شامل پوستههای شلجمی شکل تا شیاری، بیرون زدگی ریشه وطوقه دیده میشود. بعضا نبکای نیمه فعال | 15-10 | |
– رخسارههای فرسایش بادی شدید وکاملا مشخص ، آثار کلوت ویاردانگ به صورت گسترده دیده میشود.
– بیرون زدگی ریشه وطوقه گیاهان بسیار زیاد و نبکاهای فعال |
20-15 | |
7- رطوبت خاک
10-5- |
– خاک همیشه مرطوب وتحت تأثیر کامل سفره آبی
– اراضی کویر مرطوب تا ساحل دریا( جزایر سدی) |
0-(5-) |
– خاک سطحی در پارهای از اوقات سال تحت تأثیر رطوبت ،حاشیه کویر ها ، سیلابها | 4-0 | |
– خاک سطحی به طور موقتی تحت تأثیر رطوبت قرار گرفته وبه دلیل بافت سبک سریع خشک میشود ، بستر رود خانههای فصلی تا موقتی ( اوئد ها) | 7-4 | |
– خاکهای کاملا خشک با زهکشی سریع و فاقد چسبندگی ناشی از رطوبت | 10-7 | |
8- نوع وپراکنش نهشتههای بادی
10-0 |
– در داخل ومحدوده عرصه مورد بررسی آثار نهشتههای بادی به صورت تلماسه و یا تپه ماسهای دیده نمیشود. | 2-0 |
– آثار نبکا ، ربدو( تلماسه نباتی ) نیمه فعال تا کم فعال در عرصه دیده میشود. | 4-2 | |
– علاوه بر تلماسههای نباتی، آثار تپههای ماسه کم فعال تا نیمه فعال در عرصه دیده میشود.
– تپههای ماسهای در فاصله بیش از 20 کیلومتر پراکنش دارند |
7-4 | |
– انواع نهشتههای ماسه بادی فعال ، از جمله تپههای ماسهای در عرصه و یا در فاصلهای کمتر از 20 کیلومتر مشاهده میشود. | 10-7 | |
|
||
ادامه جدول 4-1 | ||
9- مدیریت و استفاده از زمین
15-5- |
– اراضی مرتعی یا جنگلی متراکم با مدیریت مناسب بهره برداری
– تردد وسائط نقلیه . دام وانسان که منجر به آشفتگی خاک شود ، بسیار محدود میباشد. – اراضی کشاورزی ( زراعی ) موجود در محدوده ، بدون آیش و دارای باد شکن مناسب |
0-(5-) |
– اراضی مرتعی ویا جنگلی تنک با بهره برداری بیش از ظرفیت
– تردد وسایط نقلیه ، دام و انسان نسبتا زیاد – اراضی زراعی محدوده دارای آیش کمتر از 3ماه ویا باد شکنهای پراکنده |
5-0 | |
– اراضی مرتعی مخروبه با چرای بیش از ظرفیت
– آشفتگی خاک ناشی از تردد زیاد – اراضی زراعی موجود در محدوده دارای آیش بلند مدت وفاقد باد شکن |
10-5 | |
– اراضی لخت ویا بایر بدون پوشش گیاهی ویا بسیار تنک ،آشفتگی خاک ناشی از تردد بسیار زیاد | 15-10 |
جدول 4-2- برآورد پتانسیل رسوبدهی اراضی نسبت به فرسایش بادی به روش تجربی اریفر1 (IRIFR1)
علامت کلاس فرسایشی | مقدار کیفی فرسایش | کل امتیاز | برآورد پتانسیل رسوبدهی
تن در کیلومتر مربع در سال(ton/km2/yr) |
I | خیلی کم | کمتر از 25 | کمتراز 250 |
II | کم | 50- 25 | 500- 250 |
III | متوسط | 75- 50 | 1500-500 |
IV | زیاد | 100- 75 | 6000-1500 |
V | خیلی زیاد | بزرگتراز 100 | بیشتر از 6000 |
2- روش تجربی اریفر2 (IRIFR2 )، برآورد پتانسیل فرسایش بادی در محدوده اراضی کشاورزی ( اختصاصی ،1379)
هرچند تا کنون روشهای کامپیوتری و نسبتاً دقیق از جمله مدلهای WECSو WEPS در مجامع علمی دنیا عرضه شده است،که میتوانند در برآورد و یا پیش گویی فرسایش بادی، خاصه در اراضی زراعی از نتایج دقیقی برخوردار باشند، ولی با توجه به بررسیهای مقدماتی در ایران امکان به کارگیری این مدلها مستلزم اطلاعات نسبتاً وسیع و دقیق محلی است، که بعضاً به دلیل عدم دستیابی به پارهای از آنها، کار آمدی مدلهای مذکور را کاهش میدهد. از سویی کاربرد عملی و گسترده مدلهای مذکور مستلزم هماهنگ نمودن (کالیبراسیون) آنها با شرایط منطقهای و یا محلی است که زمان و دقت خاص خود را طلب میکند. براین اساس مدل تجربی زیر برای شرایط ایران تهیه و ارائه گردید تا کاربران بتوانند به کمک آنها در زمان کوتاهتر به نتایج تقریباً قابل قبولی دست یابند.
در این روش که تحت عنوان اریفر2 معرفی شده است، نیز9 پارامتر مؤثر در فرسایش بادی، در سطح مزرعه (اراضی زراعی وباغی) مورد بررسی و امتیاز دهی قرار گرفته و مجموع امتیازات حاصل ،برای هر قطعه از زمین تحت امر کشاورزی با مقایسه جدول تبدیل امتیاز به مقدار کمی پتانسیل فرسایش پذیری بادی خاک تبدیل میگردد. این مدل ،کاربر را قادر می سازد تا با توجه به رؤیت آثار و علائم موجود در سطح خاک و مزرعه پتانسیل فرسایش پذیری بادی مزرعه را در لحظه مراجعه برآورد نماید. از آنجا که در اراضی تحت امر کشاورزی به دلیل عملیات مختلف خاک ورزی، کاشت و برداشت و آیش، در طول سال پتانسیل رسوبدهی تغییر میکند، لازم است تا امتیازدهی عوامل در طی چند تکرار در مراحل مختلف مدیریت مزرعه انجام شده و نهایتاً با توجه به مدت زمان هر کدام از حالات در طول سال میانگین رسوب دهی بهدست آید. به عبارت دیگر، پتانسیل رسوبدهی در حالات مختلف مدیریت مزرعه تعیین شود. از ویژگیهای روش مذکور سادگی، سرعت عمل در برآورد وضعیت فرسایش بادی مزرعه، امکان مقایسه اراضی مورد بررسی در دورههای مختلف زمانی و مکانی جهت برنامه ریزی و اصلاح روشهای خاک ورزی و یا مدیریتی میباشد. علاوه بر این امکان مقایسه پتانسیل فرسایش بادی اراضی زراعی با اراضی غیر زراعی با کاربرد و مقایسه دو مدل اریفر 1و2 فراهم میگردد.
معیار ها وشاخص های مورد بررسی در روش برآورد پتانسیل فرسایش بادی اریفر2 به شرح زیر میباشد:
4-2-1- رسوبشناسی ) بافت خاک یا رسوب اراضی)
در این بخش ویژگیهای مربوط به بافت خاک و منشاء رسوبات مزرعه و نوع اراضی تشکیل دهنده منطقه مورد بررسی قرار می گیرد، عموماً در مناطق خشک و فرا خشک که در معرض فرسایش بادی قرار می گیرند تحول و تکامل خاکشناسی محدود و ضعیف میباشد، از سوی دیگر ساختار اولیه رسوبات میتواند در تحولات خاک مؤثر باشد. از آنجا که اراضی زراعی دائماً تا عمق 30 یا 40 سانتیمتری و یا بیشتر تحت تأثیر شخم به هم میخورد و امکان تشکیل رخساره فرسایشی خاصی وجود ندارد، توجه به مسئله بافت و ساخت اولیه رسوبات تشکیل دهنده اراضی مورد بررسی از اهمیت قابل توجهی برخوردار میباشد.
بافت خاک سطحی و در معرض فرسایش بادی یکی از عوامل مؤثر در پایداری و یا عدم پایداری خاک در مقابل باد بردگی میباشد. به عنوان مثال غالب محققین فرسایش بادی ازجمله شپیل و محققین بعد از وی، فراوانی دانه ها و یا کلوخههای بزرگتر از 84/0 میلیمتر را به عنوان عامل مؤثر در پایداری خاک مطرح نموده اند. نوع دشت یا اراضی که زمینهای زراعی درآن واقع شده است نیز در میزان و مقدار فرسایش بادی مؤثر میباشد. در این زیر مدل وضعیت رسوبشناسی اراضی در 4 گروه طبقه بندی و در دامنه امتیازدهی10-0 مورد بررسی قرار میگیرد.
4-2-2- توپوگرافی و موقعیت اراضی مورد بررسی
میزان ناهمواری و پستی و بلندی اراضی منطقه مورد بررسی و همچنین موقعیت اراضی نسبت به جهت بادهای منطقه از اهمیت خاصی در میزان فرسایش بادی برخوردار میباشند. هرچه اراضی تحت امر کشاورزی در جبهه رو به باد قرار داشته باشد، و طول اراضی زیادتر باشد میزان باد بردگی خاک و انتقال آن از سطح اراضی مورد بررسی زیادتر خواهد بود. تقویت سرعت باد در اراضی کشاورزی واقع در گودیهای توپوگرافی و در امتداد باد، زمینههای فرسایش بادی را نیز مساعدتر میکند، این وضعیت به ویژه در مواقعی که جهت بادهای اصلی یا فرساینده با امتداد اراضی منطبق باشد، بیشتر خواهد شد. در این زیر مدل شاخصهای مورد بررسی در4 طبقه مورد بررسی قرار گرفته و بین10- 0 امتیاز به آنها تعلق میگیرد.
4-2-3- سرعت و تداوم بادهای شدید یا فرساینده
باد به عنوان عامل اصلی فرسایش بادی از اهمیت خاصی در مناطق خشک برخوردار است. هرچند که همبستگی مشخصی بین اقلیم و سرعت باد گزارش نشده است، ولی افزایش سرعت باد و تکرار آن را میتوان در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله عرضهای جغرافیایی منطبق با ایران بیشتر مشاهده نمود، مضافاً اینکه موقعیت مناطق سرد وکوهستانی در مجاورت اراضی پست وگرم میتواند در تشدید سرعت و تکرار بادهای شدید در این مناطق مؤثر باشد، به عنوان مثال بادهای 120 روزه در سیستان، بادهای فصلی در منجیل، و بادهای نسبتاً دائمی و شدید در بخشهای وسیعی از ایران مرکزی را میتوان نام برد. به منظور بررسی بادهای منطقه، اطلاعات موجود ایستگاههای هواشناسی ازجمله، تعداد روزهای شن باد و یا دارای گرد و غبار، سرعت متوسط ماهانه و سرعتهای بیش از 8 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری که بطور معمول به عنوان سرعت آستانه فرسایش بادی شناخته میشود در قالب 4 طبقه و در دامنه 20 –0 امتیاز مورد بررسی قرار میگیرند.
4-2-4- زبری و یا میزان ناهمواری سطح خاک
زبری سطح خاک یا به عبارت دیگر میزان کلوخه ای بودن آن میتواند در کاهش سرعت باد در سطح خاک نقش مؤثری ایفا نماید، میزان کلوخه ای بودن خاک به عوامل مختلف از جمله، بافت خاک، نوع عملیات خاک ورزی و غیره بستگی دارد. خاکهای کلوخهای یا دانهای در مقابل بادبردگی مقاومت بیشتری نشان می دهند، در صورتیکه خاکهای بدون ساختمان و یا پودری به دلیل زبری کمتر از فرسایش پذیری بیشتری برخوردار میباشند. نوع آرایش زمین جهت کاشت و حتی بعد از برداشت محصول نیز میتواند در زبری سطح خاک وکاهش فرسایش بادی مؤثر باشد. بطوریکه کشتهای نواری یا جوی و پشته ای از ناهمواری یا زبری بیشتری برخوردار بوده و موجب کاهش فرسایش بادی و رسوب انتقالی میشوند. زبری سطح خاک نیز در 4 کلاس مختلف و در دامنه 5- تا 15 مورد بررسی قرار می گیرد. علت امتیاز منفی در این زیر مدل نقش کاهنده زبری سطح خاک در فرسایش بادی است.
4-2-5- تأثیر سله، مقاومت فشاری وآشفتگی خاک
عوامل مختلف از جمله میزان رس، نوع رس، مواد آلی و بقایای گیاهی، نوع املاح، حرکت ماشین آلات و یا دام میتوانند در تشکیل و یا عدم تشکیل سله[2] و همچنین مقاومت فشاری خاک نقش داشته باشد. قطعاً هر چه شرایط برای تشکیل سله و افزایش مقاومت فشاری خاک مساعدتر باشد، خاک در مقابل باد بردگی پایدارتر خواهد ماند. در پارهای از موارد این پایداری موقتی بوده و میتواند تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله صعود و یا شستشوی املاح، تغییر رطوبت در خاک، واقع شده و خشکیدگی و واکشیدگی لبه سلهها موجب آشفتگی در خاک سطحی و تشدید باد بردگی گردد. عوامل دیگر از جمله تردد دام، وسایط نقلیه و غیره میتواند باعث شکستگی سله ها و افزایش آشفتگی خاک سطحی گردد، که این عارضه نیز افزایش باد بردگی را به دنبال خواهد داشت.
مقاومت فشاری خاک را میتوان با کمک ابزارهای اندازه گیری مقاومت فشاری خاک و یا تست دستی محاسبه نمود. شاخصهای مورد بررسی در این زیر مدل در 4 گروه مختلف و در دامنه 5- تا 15 امتیاز بندی میشوند. امتیاز منفی به خاطر نقش سله در افزایش مقاومت فشاری و کاهش فرسایش پذیری بادی خاک منظور شده است.
4-2-6- رطوبت خاک و شرایط آبیاری
افزایش رطوبت خاک موجب افزایش چسبندگی ذرات خاک بخصوص ذرات کوچک ازجمله سیلت و رس میگردد. مدت زمان ماندگاری رطوبت در خاک نیز به عوامل مختلف از جمله بافت خاک، درصد مواد آلی، دمای هوا، سرعت و تداوم باد بستگی دارد. بنابراین کلیه عواملی که بتوانند در فاصله 2 زمان آبیاری، خاک را مرطوب نگه دارند درکاهش فرسایشپذیری خاک مؤثر میباشند . فواصل آبیاری، مدت زمان آیش و دیگر شرایطی که منجر به تشدید خشکی در سطح خاک گردد نیز میتواند در افزایش فرسایش پذیری خاک مؤثر باشد. در این زیر مدل شاخصهای مؤثر در شرایط رطوبت خاک و آبیاری در دامنه امتیاز 5- تا 15 مورد بررسی قرار می گیرند.
4-2-7- میزان املاح و نوع نمکهای موجود در خاک و آب آبیاری
یکی از عوامل مؤثر در ساختمان خاک، پراکنده شدن ذرات خاک و یا دانه ای شدن آنها، میزان و نوع نمکهای غالب در خاک میباشد. خاکهایی که حاوی نمکهای قلیایی یا نمکهای دارای کاتیون سدیم میباشند معمولاً بیش از سایر نمکها از جمله نمکهای حاوی یونهای کلسیم و منیزیم در پراکندگی ذرات خاک مؤثر میباشند. از سوی دیگر افزایش بلورهای پاره ای از نمکها در خاک، موجب تشدید بادبردگی و افزایش بلورهای پارهای دیگر موجب ایجاد سله نمکی (کراست ) در سطح خاک میگردد، که با کاهش باد بردگی خاک همراه است. لذا بررسی شاخصهایی از جمله در صد سدیم تبادلی در خاک (ESP)، میزان شوری (EC)، و تیپ نمکهای غالب در خاک میتواند در تعیین فرسایش پذیری خاک بسیار مؤثر باشد. در این زیر مدل نقش شاخصهای مورد بحث در4 کلاس و در دامنه 10-0 امتیاز مورد بررسی قرار می گیرند.
4-2-8– تراکم پوشش گیاهی وکاه وکلش باقیمانده در سطح مزرعه
پوشش گیاهی و بقایای آن میتواند به عنوان عامل مؤثر در افزایش زبری سطح خاک وکاهش سرعت باد مؤثر باشد، هر چه که میزان تراکم پوشش گیاهی زیادتر و مدت تداوم آن بر سطح خاک بیشتر باشد، نقش آن در حفظ و پایداری خاک بیشتر میباشد، از آنجا که در اراضی زراعی بخش اعظمی از محصول برداشت میگردد، باقی گذاشتن بقایای گیاهی تا زمان شخم و کاشت محصول دیگر، میتواند تا حد چشمگیری از فرسایش خاک بکاهد و مانع بادبردگی خاک شود، بخصوص اگر این وضعیت با زمان وقوع بادهای اصلی یا شدید نیز تقارن داشته باشد. شاخصهای این زیر مدل در 4 طبقه و در دامنه امتیاز 5- تا 15 مورد ارزیابی قرار می گیرند. امتیاز منفی به خاطر نقش بازدارندگی پوشش گیاهی در باد بردگی ذرات خاک و کاهش باد بردگی خاک میباشد.
4-2-9- مدیریت مزرعه ( الگوهای کاشت، وجود بادشکن در اطراف مزرعه، تناوب زراعی )
مدیریت صحیح اراضی کشاورزی با شیوههای مختلف از جمله انتخاب الگوهای مناسب کشت در اراضی حساس به فرسایش بادی، شامل گونههای درختی و یا بوتهای مقاوم و پایا، احداث بادشکنهای زنده و یا غیر زنده در اطراف مزارع، کاربرد روشهای تلفیقی زراعت و جنگلکاری[3]، کاهش زمان شخم وآیش گذاری زمین و دهها اقدام دیگر در قالب برنامههای مدیریت مزرعه میتواند در کاهش فرسایش بادی و رسوبدهی آن مؤثر و مفید باشد. در زیرمدل مورد بحث تعدادی از شاخصهای قابل دسترس در 4 کلاس و در دامنه امتیاز 5- تا 10 مورد بررسی قرار می گیرند. امتیاز منفی به خاطر نقش بازدارندگی حرکت رسوب و کاهش فرسایش بادی بادشکن ها و یا گونههای درختی و درختچه ای و بوتهای در سطح خاک میباشد.
در جدول (4-3 ) عوامل ( زیر مدلهای ) مؤثر در برآورد رسوبدهی در فرسایش بادی و نحوه امتیاز دهی آنها خلاصه شده است.
جدول 4-3 – نحوه امتیازدهی معیار ها وشاخص های مورد بررسی درمدل برآورد پتانسیل رسوبدهی فرسایش بادی در اراضی کشاورزی به روش اریفر2 – IRIFR2اختصاصی،1378
معیار های مورد بررسی
و دامنه امتیاز آنها |
شاخصها و نحوه امتیاز دهی | دامنه امتیاز |
1-رسوبشناسی بافت رسوب یا خاک سطحی و نوع اراضی
10-0 امتیاز |
– رسوبات آبرفتی وکوهرفتی درشت دانه ،جور شدگی ضعیف ، ذرات ویا کلوخههای بزرکتر از 84/0 میلیمتر بیش از 80 درصد، دشت سر لخت، مخروط افکنههای کوچک، اراضی پایکوهی- بافت خاک شنی
– رسوبات آبرفتی متوسط دانه، جور شدگی ضعیف ، فراوانی ذرات بزرگتر از 84/0 میلیمتر خاک سطحی بین 80-40 درصد، دشت سر اپانداژ، دشت دامنه ای، بافت خاک شنی – لومی، شنی- رسی – رسوبات آبرفتی ریز دانه ، جور شدگی متوسط،دشت سیلابی، با منشاء رسی ومارنی ریز دانه ذرات بزرگتر از 84/0 میلیمتر کمتر از20 در صد، بافت خاک رسی، رسی لومی – رسوبات آبرفتی دانه متوسط ، آرنی، جورشدگی خوب، ذرات بزرگتر از 84/0 میلیمتر بین 40-20 درصد ، رسوبات با منشاء مارنی ،لس، رسوبات ساحلی ویا ماسه ای |
2-0
5-2
7-5
10-7
|
2- توپوگرافی وموقعیت اراضی
10-0 امتیاز |
– اراضی تحت امر کشاورزی واقع در مناطق ناهموار کوهستانی ، تپه ماهوری، خاصه بر در پناه دامنههای پشت به باد، اراضی در مسیر کانال باد نمیباشند، شیب عمومی اراضی خلاف جهت باد میباشد.
– منطقه تپه ماهوری کم ارتفاع، اراضی زراعی در روی بلندیها( درمعرض تشدید سرعت باد) ویا دامنههای پشت به باد ، ویا در امتداد کانال باد – دشتهای پایکوهی ، دامنه ای ویا تراسهای آبرفتی با پستی و بلندی بیش از 2متر، شیب عمومی اراضی منطبق تا خلاف جهت بادهای اصلی – دشتهای نسبتا وسیع وهموار با پستی وبلندی کمتر از 1متر ، شیب عمومی زمین منطبق با جهت بادهای اصلی ، اراضی زراعی در کریدورهای اصلی باد واقع میباشند |
2-0
5-2
7- 5
10- 7
|
3-سرعت وتداوم بادهای شدید یا فرساینده
20- 0 امتیاز |
– سرعت متوسط باد درکلیه ماههای سال کمتر از 5/4 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری، بادهای شدید فاقد گرد و غبار محلی، تعداد روزهای باد با سرعت بیش از 8 متر بر ثانیه کمتر از 5 روز درسال، آثار خمیدگی تنه درختان مشاهده نمیشود.
– سرعت متوسط باد در بیش از 6 ماه از سال بین 5- 5/4 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری ، تعداد روزهای شن باد و با سرعت بیش از 8 متر برثانیه در ارتفاع 10 متر 30-10 روز در سال ، آثار خمیدگی تنه نهالها ودرختان تا حدی قابل تشخیص است. – سرعت متوسط باد حداقل در یک ماه از سال بیش از 5 متر بر ثانیه در ارتفاع 10 متری ، روزهای شن باد یا روزهای باد با سرعت بیش از 8 متر بر ثانیه 60-30 روز در سال، آثار خمیدگی بوته ها ، نهالها ودرختان در مزرعه مشهود است. – سرعت متوسط باد حداقل در یک ماه از سال بیش از 5/5 متر بر ثانیه ، تعداد روزهای شن باد بیش از 60 روز در سال . بادهای تند همواره به صورت طوفان وگرد غبار است، آثار خمیدگی بوته ها وحتی گراسها ونهالهای جوان در سطح مزرعه کاملا مشخص است. |
5-0
10- 5
15-10
20-15
|
ادامه جدول 4-3 | ||
4-زبری یا میزان ناهمواری سطح خاک 15 – (5-) امتیاز |
– نا همواری سطح خاک زیاد، کلوخههای موجود در سطح خاک درشت و میزان ناهمواری بیش از 10 سانتیمتر، نوع کاشت جوی وپشته وعمود بر جهت باد، زبری دینامیکی بزرگتر از 5 سانتیمتر
– ناهمواری سطح خاک متوسط، کلوخههای موجود در سطح خاک متوسط و میزان ناهمواری 10- 5 سانتیمتر، نوع کاشت فارو و ردیفی و ارتفاع پشته ها حدود 10- 5 سانتیمتر، زبری دینامیکی 5-2 سانتیمتر – ناهمواری سطح خاک کم، کلوخههای سطح خاک کوچک یا دیسک خورده 5-2 سانتیمتر، نوع کاشت کرتی، زبری دینامیکی 2-2/0 سانتیمتر – ناهمواری سطح خاک بسیار کم، اراضی آبیاری شده وفاقد کلوخه یا ماله کشیده شده، کلوخه ها کوچکتر از 2 سانتیمتر ، زبری دینامیکی کمتر از 2/0 سانتیمتر |
0 – 5-
5 – 0
10 – 5
15 –10 |
5- ایجاد سله، مقاومت فشاری و میزان آشفتگی سطح خاک
20- 0 امتیاز |
– سله رسی یا نمکی کاملا سخت درسطح خاک وجود دارد، رد پا و یا اثر فشار انگشت در سطح خاک باقی نمی ماند، امکان برداشت مشتی از خاک با دست غیر ممکن میباشد، خاک در تمام طول سال از مقاومت فشاری بالا ( بیش از2 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) برخوردار است. آثار آشفتگی در سطح خاک دیده نمیشود
– سله رسی یا نمکی نسبتا سخت در سطح خاک وجود دارد، رد پا ویا اثر فشار انگشت در سطح خاک تا حدی محسوس است ،امکان برداشت خاک با دست به سختی امکان پذیر است، مقاومت فشاری خاک در تمام طول سال 2-1 کیلو گرم بر سانتیمتر مربع، آثار آشفتگی موضعی ناشی از حرکت دام و غیره در سطح خاک دیده میشود. – سله رسی یا نمکی ضعیف وپراکنده در سطح خاک یا مزرعه دیده میشود ، رد پا و اثر فشار انگشت در سطح خاک قابل مشاهده است، امکان برداشت خاک با دست وجود دارد، مقاومت فشاری خاک در تمام طول سال 1- 5/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، آثار آشفتگی و بادکندکی سطح خاک به دلیل حرکت دام و یا ماشین آلات نسبتاً زیاد است. – سله رسی ویا نمکی بسیار ضعیف ویا پراکنده در سطح مزرعه دیده میشود، رد پا ویا فشار انگشت به راحتی قابل مشاهده است، برداشت مشتی از خاک به کمک دست به راحتی امکان پذیر است، مقاومت فشاری خاک بسیار کم ( کمتر از 5/0 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) ، آثار آشفتگی وباد کندگی در سطح خاک زیاد به چشم می خورد. |
0- 5-
5 – 0
10- 5
15 – 10
|
|
||
ادامه جدول 4-3 | ||
6- رطوبت خاک وشرایط آبیاری
15- (5-) امتیاز |
– خاک سطحی در فاصله دو آبیاری ویا تمام اوقات سال دارای رطوبت کافی برای چسبندگی ذرات خاک، زهکشی خاک ضعیف ، تغییر رنگ ناشی از رطوبت در غالب اوقات قابل مشاهده است.
– خاک سطحی در بیش از نصف فاصله زمانی دو آبیاری ویا در مدت زمان آیش مرطوب وچسبندگی ذرات خاک در حد لازم وجود دارد، زهکشی خاک نسبتا ضعیف. – خاک سطحی در بیش از نصف فاصله زمانی دو آبیاری خشک و یا مدت زمان آیش فاقد رطوبت کافی جهت چسبندگی ذرات خاک، زهکشی خاک زیاد. – خاک سطحی در فاصله زمانهای آبیاری ویا شرایط آیش کاملاً خشک وفاقد رطوبت کافی جهت چسبندگی ذرات |
0 – 5-
5 – 0
10- 5
15-10
|
7- میزان املاح ونوع نمکهای موجود در خاک وآب آبیاری
10 – 0 امتیاز |
– خاک و آب مزرعه فاقد محدودیتهای املاح نمکی
– خاک مزرعه و آب آبیاری شور تا کمی شور ولی غیر قلیا، شوری آب آبیاری کمتر از10 میلی موس، شوری خاک سطحی 15- 5 میلی موس و درصد سدیم تبادلی( ESP) کمتر از 15-5 در صد، تیپ نمک آب و خاک غیر قلیا و از نوع کربناته و کلسیمی میباشد. – خاک مزرعه و آب آبیاری نسبتاً شور و قلیا، شوری آب آبیاری بیش از 5 میلیموس و شوری عصاره اشباع خاک سطحی بین 30- 15 میلی موس و ESP خاک بین30- 15 درصد. آثار پف کردگی خاک ناشی از قلیاییت خاک کمی مشهود، نمکهای قلیایی در حال افزایش است. – خاک مزرعه و آب آبیاری بسیار شور و قلیا، شوری(Ec) آب آبیاری بیش از 10 میلیموس و شوری عصار ه اشباع خاک سطحی بیش از 30 میلی موس، نسبت سدیم تبادلی ( (ESPخاک بیش از 30 درصد. آثار پف کردگی خاک ناشی از قلیاییت خاک کاملاً مشهود است، تیپ نمک غالب در آب و خاک کلروره و سدیمی میباشد. |
2-0
5 –2
7- 5
10- 7
|
8- تراکم پوشش گیاهی و کاه کلش بجامانده در سطح خاک مزرعه
15- ( 5-) امتیاز |
– تراکم پوشش گیاهی و یا کاه وکلش عمودی ( ایستا) با ارتفاع بیش از 10 سانتیمتر در تمام طول سال بخصوص در ماههای با باد شدید بیش از50 درصد.
– تراکم پوشش گیاهی و یا کاه و کلش عمودی ( ایستا) با ارتفاع بیش از 10 سانتیمتر در تمام طول سال بخصوص در ماههای با باد شدید بین 20 تا 50 درصد. – تراکم پوشش گیاهی و یا کاه و کلش عمودی کمتر از20- 10 درصد و یا دارای 6-3 ماه آیش در زمان منطبق با بادهای شدید و فرساینده. – تراکم پوشش گیاهی و یا کاه وکلش عمودی کمتر از10درصد و یا دارای آیش بلند مدت بیش از 6 ماه و منطبق با بادهای شدید و فرساینده. |
0- (5-)
5-0
10 – 5
15 -10
|
|
||
ادامه جدول 4-3 | ||
9- مدیریت مزرعه :
( الگوهای کاشت ، باد شکن اطراف مزرعه، تناوب زراعی) 15 – ( 5-) امتیاز |
– مزرعه دارای گونههای درختی و یا بوتهای پایا، نوع کشت عمود بر بادهای غالب و فاصله ردیف ها کمتر از 5 برابر ارتفاع نهالها، و یا مزرعه دارای بادشکن متراکم درکلیه جوانب و یا عمود بر بادهای اصلی و با فاصله حداکثر10 برابر ارتفاع بادشکن.
– مزرعه دارای گونههای درختی و یا بوتهای پایا، نوع کشت عمود بر بادهای غالب و فاصله ردیف ها بیش از 5 برابر ارتفاع نهالها، و یا مزرعه دارای بادشکن نیمهمتراکم درکلیه جوانب و یا عمود بر بادهای اصلی و با فاصله حدود 10 برابر ارتفاع بادشکن – مزرعه دارای گونههای درختی و یا بوتهای پراکنده و یا الگوهای کشت بوتهای ونیمه بوتهای بخصوص در ماههای منطبق با وزش بادهای اصلی، و یا دارای بادشکن نیمه متراکم تا باز و با فاصله بیش از 10 برابر ارتفاع بادشکن. – مزرعه فاقد الگوهای کاشت گو نههای پایا و یا علفی و بوتهای بخصوص در ماههای منطبق با بادهای اصلی، و یا فاقد هر نوع بادشکن زنده و غیر زنده در اطراف مزرعه. |
0-(5-)
5-0
10 – 5
15 -10
|
جدول 4-4- تعیین کلاس پتانسیل فرسایش بادی در محدوده اراضی تحت کشاورزی به روش تجربی اریفر2IRIFR2) )
علامت کلاس فرسایشی | مقدار کیفی فرسایش | کل امتیاز | برآورد پتانسیل رسوبدهی
(تن در کیلومتر مربع در سال) |
I | خیلی کم | کمتر از 25 | کمتراز 250 |
II | کم | 50- 25 | 500- 250 |
III | متوسط | 75- 50 | 1500-500 |
IV | زیاد | 100- 75 | 6000-1500 |
V | خیلی زیاد | بزرگتراز 100 | بیشتر از 6000 |
[1] -IRAN Research Institute of Forest and Ranglands(IRIFR)
[3] -Agroforestry