ارزیابی اثربخشی پروژه های آبخیزداری بر دبی اوج سیلاب ( مطالعه موردی : آبخیز حسین آباد جیرفت)

مقدمه به طورکلی نقش و اهمیت عملیات آبخیزداری در بهبود وضعیت مراتع، کنترل فرسایش، جلوگیری از رسوب و نهایتا حفاظت از آب وخاک بر کسی پوشیده نیست. اجرای فنی و اصولی پروژه های آبخیزداری باعث ذخیره و نفوذ نزولات آسمانی، افزایش پوشش گیاهی، تثبیت مقدار فرسایش و رسوب، افزایش طول عمر مفید سدها، تعدیل شیب آبراهه­ها و کاهش سرعت و قدرت تخریب آب  است. بر اساس بررسی های انجام شده به دلیل تنوع شرایط زیستی، دستیابی به یک الگوی مشخص و یا ارائه دستورالعمل معین با کاربردی یکسان در تمامی حوزه های آبخیز میسر نیست. به همین دلیل افزون بر شناخت حوزه و مسائل آن، اولویت بندی عملیات آبخیزداری متناسب با پتانسیل های موجود اجتناب ناپذیر است. بررسی نتایج پژوهش های انجام شده نشان می دهد که اجرای عملیات آبخیزداری در حوزه های آبخیز نقش مهمی در کنترل رواناب های سطحی داشته است. ارزیابی پروژه های آبخیزداری بر میزان سیل خیزی نتایج نشان داده است که سیلاب در دوره بازگشت های مختلف کاهش یافته است؛ با این حال با افزایش دوره بازگشت، تاثیر اقدامات آبخیزداری بر سیلاب کاهش می یابد. در این تحقیق به منظور ارزیابی نقش پروژه های آبخیزداری در کاهش دبی اوج سیلاب از مدل  بارش – رواناب HEC-HMS استفاده شد و میزان دبی قبل از اجرای فعالیت های آبخیزداری و بعد از اجرایی فعالیت های آبخیزداری محاسبه شد و میزان اثرگذاری این پروژه ها بر روی دبی اوج سیلاب تعیین شد. مواد و روش ها حوضه آبخیز حسین آباد جیرفت بین "۵۸ ' ۳۴ °۵۷ تا  "۵۱ '۴۳ °۵۷ طول شرقی و "۱۳ '۱۹ °۲۸  تا "۳۴ '۲۶ °۲۸  عرض شمالی واقع شده است. وسعت حوضه آبخیز ۶۸/۱۱۲۵۸  هکتار است. همچنین شیب متوسط وزنی حوضه برابر ۸۳/۱۷ درصد به دست آمده است. بیش از ۶۰ درصد کاربری منطقه را مرتع تشکیل می دهد که گونه کنار تیپ غالب آن است. در این مطالعه از مدل HEC-HMS نسخه ۳.۱.۰ برای شبیهسازی بارش- رواناب استفاده شده است. هم چنین از داده های ۲۰ ایستگاه کلیماتولوژی با دوری آماری مشترک۳۰ (۱۳۹۵-۱۳۶۶) ساله استفاده شد. به منظور محاسبه میزان تلفات از روش انجمن حفاظت خاک آمریکا (SCS) در مدل HEC-HMS استفاده شده است. میزان رواناب(Q) به بارندگی(P) و حجم نگهداشت آب در داخل خاک بستگی دارد. در منطقه مورد مطالعه، در تمام سیلاب ها همواره رواناب (Q) کم تر یا مساوی بارندگی (P) است. به طور مشابه پس از وقوع رواناب، مقدار واقعی نگهداشت آب (Fa) کمتر یا مساوی حداکثر ظرفیت نگهداشت (S) است. از طرفی CN از ترکیب ۲ عامل گروه هیدرولوژیکی و کاربری اراضی در هر نقطه از حوضه برآورد میشود و CN کل حوضه از میانگینگیری وزنی محاسبه میشود. در این مطالعه برای تهیه نقشه شماره منحنی (CN) منطقه ابتدا نقشه گروه های هیدرولوژیک خاک در چهار گروه A ،B ،C  وD از طریق ترکیب نقشه شیب، نقشه واحدهای هیدرولوژیکی تهیه شده است. نتایج و بحث با توجه به روش محاسبه تشریح شده در قسمت قبل، CN در زیر حوضه ها محاسبه شد. نتایج نشان می دهد بیشترین مقدار CN در زیر حوضه های H۱۲-۱-۱-۲ با CN ۳/۷۸ و زیر حوضه H۱۱int با CN ۹/۷۶ برآورد شده است با توجه به مقدار بالای شماره منحنی در این دو زیر حوزه انتظار وقوع سیلاب های آنی در این دو منطقه بسیار زیاد است و به طورکلی میانگین شماره منحنی حوزه بالای ۷۰ است. پس از تکمیل داده های ورودی به مدل بارش رواناب HEC-HMS،  مدل برای دوره بازگشت های مختلف اجرا  و دبی پیک محاسبه شده استخراج شده است. در کل حوضه حسین آباد بلوک  درمجموع ۶۷۴۷۲ مترمکعب سازه در این حوضه اجراشده است که ۳ سازه سنگی ملاتی به مساحت ۱۱۳۹ مترمکعب و ۱۰ سد خاکی به مساحت ۶۶۳۳۹ مترمکعب بوده است.  ۱۳ سازه ی ایجادشده مجموعا دارای حجم مخزنی برابر ۱/۲۲۲۵۹۸ مترمکعب بوده اند. به علت اثرات فعالیت های آبخیزداری زمان تمرکز حوضه تغییر کرده و عموما افزایش داشته است. این تغییر از طریق دو عامل شیب آبراهه اصلی و تغییر وضعیت پوشش(CN) قابل برآورد است. اطلاعات فوق در رابطه کرپیچ اصلاح شده زمان تمرکز و زمان تاخیر هر یک از زیر حوضه های حسین آباد، بعد از عملیات آبخیزداری نیز محاسبه شده است. در اینجا تغییرات شامل زمان تمرکز، CN و معادل سازی برخی عوامل با سطح موثر بوده است. با اعمال تاثیرات متناظر با انجام عملیات آبخیزداری در مدل بارش رواناب، مدل برای دوره بازگشت های مختلف اجرا و دبی پیک سیلاب بعد از عملیات آبخیزداری محاسبه شده است. نتیجه گیری امروزه به منظور اجرای پروژه های آبخیزداری هزینه های بسیار زیادی دراین ارتباط انجام می شود.  اما شاید کمتر به اثربخشی این پروژه ها پرداخته شود. درواقع بدون پایش و ارزیابی این پروژه ها شاید اقناع کردن مدیران سیاست گذار جهت تخصیص اعتبارات و عوام مردم به منظور مشارکت داوطلبانه در اجرا و پشتیبانی  پروژه های آبخیزداری امکان پذیر نباشد. فعالیت های آبخیزداری به عنوان مهم ترین پروژه های کاهش ریسک سیل مطرح هستند. در این تحقیق نظر به اینکه اجرای پروژه آبخیزداری منطقه حسین آباد جیرفت بسیار هزینه بر بوده و از مناطق مهم سیل خیزی منطقه است از مدل هیدرولوژیکی بارش – رواناب  HEC-HMS به منظور شبیه سازی دبی اوج سیلاب قبل و بعد اجرای فعالیت های آبخیزداری برای ارزیابی اثربخشی این پروژه ها به منظور کاهش دبی اوج سیلاب استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که فعالیت های آبخیزداری در منطقه حسین آباد جیرفت نقش اساسی در کاهش دبی پیک سیلاب دارند این کاهش در بعضی از زیر حوضه ها بیش از ۹۵ درصد است که نشان دهنده تاثیرگذاری پروژه های آبخیزداری و میزان اثربخشی آن ها بر روی دبی اوج سیلاب است. بنابراین می توان نتیجه گرفت مدل HEC-HMS مدلی مناسب جهت پیش بینی واقعه بارش رواناب است. با توجه به کارایی خوب مدل HEC-HMS می توان از این مدل جهت برآورد سیلاب در حوضه های بدون آمار با واسنجی مناسب استفاده کرد و نتایج قابل قبولی به دست آورد.

کلیدواژه ها:

flood ، executive activities ، HEC-HMS ، Peak Discharge ، Hossein Abad watershed ، سیلاب ، فعالیت های اجرایی ، HEC-HMS ، دبی پیک ، حوزه آبخیز حسین آباد