SUPERVISOR
Reza Modarres,Samsolall Ayubi,HamidReza Karimzadeh
رضا مدرس (استاد راهنما) شمس اله ایوبی (استاد مشاور) حمیدرضا کریم زاده (استاد راهنما)
STUDENT
Mehdi Ramdan
مهدی رمدان
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
TITLE
Assessing the impact of vegetation, land use and biological operations on soil erosion, Ghorghan watershed, Golpayegan
Regarding to the consequences and damages caused by degradation and erosion in watersheds, identification of erosion areas is of major importance in the development of a land and water resources management plan for sustainable development. In order to properly manage the erosion reduction and damage caused by it strategy, the effects of various natural factors and biological operations on the reduction of erosion must be measured. Various methods are used to measure soil erosion and deposition, which is the measurement of soil erosion using a rainfall simulator, one of the most practicable of these methods. Therefore, the present study, has been evaluated the impact of vegetation, land use and biological operations on soil erosion by a rainfall simulator, By considering the physical and chemical properties of the soil in the Golpayegan Ghorghan watershed. For this purpose, firstly after generalization of the mean rainfall of the stations around the watershed, the intensity-duration-frequency curves of the stations was examined to determine the severity of the short-term rainfall in the area. Then, were identified homogeneous work units by preparing topographic maps such as gradient and direction of slop, land use map and communities of pasture plants and geological formations maps. With the establishment of rain simulator in each of these homogeneous units, were measured sediment and artificial runoff with three replications. At the same time, were sampled from the soil and lump of each plot at depths of 10-10 and 30-30 cm to determine the physical and chemical properties of each area (including sediment weight, soil specific gravity, soil acidity, soil electrical conductivity, Aggregate stability, soil texture, organic matter percentage and soil lime). After analyzing the normality of the data with Andson Darling test, using ANOVA, was studied the effect of some surface and depth factors on runoff and sediment production individually and then groupwise. Also, to study the soil conditions and runoff / sediment production, by using clustering of some soil characteristics and principal components analysis (PCA), the relationship between the main and effective characteristics of soil on runoff and sediment, the variation (variance) and their correlation with Runoff and sediment were monitored for each landuse. The results show that the changes in the formations or the slope have a significant difference in runoff / sediment production; however, in the same landuse and in the same gradient and direction of slop with changes in the formations, especially Gray to green greywacke sandstone With layers inside of Sheila formation, there is a significant difference in production Runoff / sediment, However, the variations in the landuse in the study do not differ significantly in runoff and sediment production. In agricultural use due to low slope, soil physical variables play a major role in runoff and sediment production, while in rangeland applications, most of the topographic features such as the slope class play this role. It was also determined that the variables PH, EC and CaCo3 have inverse relationship with runoff production, but in the case of sedimentation, PH,% O.M and MWD variables decrease and the EC variable increases the sediment yield.
با توجه به پیامدها و اثرات سوء ناشی از تخریب و فرسایش در حوضههای آبخیز، شناسایی مناطق فرسایشی از اهمیت بسزایی در تدوین برنامه مدیریتی منابع خاک و آب در راستای توسعه پایدار برخوردار است. برای مدیریت صحیح با استراتژی کاهش فرسایش و خسارتهای ناشی از آن در درجه اول باید تأثیر عوامل مختلف طبیعی و عملیات بیولوژیکی بر کاهش فرسایش اندازهگیری گردد. برای اندازهگیری فرسایش و رسوب خاک، روشهای گوناگونی اعمال میگردد که ازجمله کاربردیترین این روشها، اندازهگیری فرسایش خاک با استفاده از دستگاه شبیهساز باران است. ازاینرو در این مطالعه در حوضهی آبخیز قرغن گلپایگان بهوسیله دستگاه شبیهساز باران به ارزیابی تأثیر پوشش گیاهی، کاربری اراضی و عملیات بیولوژیک بر میزان فرسایش خاک با در نظر گرفتن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک پرداختهشده است. بدین منظور ابتدا پس از تعمیم اطلاعات میانگین بارندگی ایستگاههای اطراف حوضه، نمودار شدت-مدت- فراوانی ایستگاهها جهت مشخص نمودن شدت بارندگیهای کوتاهمدت منطقه موردبررسی قرار گرفت. سپس با تهیه نقشههای توپوگرافی مانند درجه و جهت شیب، نقشه کاربری اراضی و جوامع گیاهان مرتعی و نقشههای سازندهای زمینشناسی واحدهای کاری همگن مشخص گردید. با استقرار دستگاه بارانساز در هر یک از این واحدهای همگن اقدام به برداشت رسوب و رواناب مصنوعی با سه تکرار گردید و همزمان از خاکها و کلوخه هر یک از پلاتها در عمقهای 0-10 و 10-30 سانتیمتر به منظور تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک هر منطقه ( از جمله وزن رسوب، وزن مخصوص خاک، اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی خاک، پایداری خاکدانهها، بافت خاک، درصد ماده آلی و آهک خاک) نمونه برداری گردید. پس از بررسی نرمال بودن دادهها با آزمون اندرسون دارلینگ با استفاده از تجزیه واریانس (ANOVA) اثر برخی از عوامل سطحی و عمقی بر روی تولید رواناب و رسوب بهصورت منفرد و پسازآن بهصورت گروهی موردبررسی قرار گرفت. همچنین بهمنظور بررسی شرایط خاک و تولید رواناب/ رسوب، با استفاده از کلاستر کردن برخی از خصوصیات خاک و تجزیه به مؤلفههای اصلی (PCA) ارتباط بین خصوصیات اصلی و مؤثر خاک بر روی رواناب و رسوب، میزان تغییرات (واریانس) و همبستگی آنها با رواناب و رسوب در هر کاربری موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصله مشخص نمود تغییرات جنس سازند یا شیب بهصورت قابلتوجهی موجب اختلاف معنیدار در تولید رواناب/ رسوب میشود؛ بهنحویکه در کاربریهای یکسان و شیب و جهت مشابه با تغییر جنس سازندها بهویژه سازند ماسهسنگ گریوکی خاکستری تا سبز با درون لایههایی از شیل اختلاف معنیدار زیادی ازنظر تولید رواناب / رسوب وجود دارد، اما تغییرات کاربری منطقه موردمطالعه تفاوت چندانی بر روی تولید رواناب و رسوب ندارد. در کاربریهای کشاورزی به علت شیب کم متغیرهای فیزیکی خاک نقش اساسی در تولید رواناب و رسوب دارند درحالیکه در کاربریهای مرتع بیشتر خصوصیات توپوگرافی مانند کلاس شیب این نقش را بر عهده دارد. همچنین مشخص گردید متغیرهای PH، EC و CaCo3 رابطه معکوس با تولید رواناب دارند ولی در مورد رسوب متغیرهای PH، %O.M و MWD باعث کاهش و متغیر EC باعث افزایش رسوب میشوند.