برآورد ضریب رواناب با تلفیقی از ابزار Arc CN – Runoff، SCS – CN و رابطۀ تجربی ICAR (مطالعۀ موردی: محدودۀ مطالعاتی سلسله‌– استان لرستان)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 دکتری، شرکت سهامی آب منطقه‌ای لرستان، خرم‌آباد، ایران

3 دانشیارگروه مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

4 دکتری، شرکت سهامی آب منطقه‌ای لرستان، خرم‌آباد، ایران

doi
10.48308/gisj.2023.228883.1120
چکیده

سابقه و هدف: تعیین مقدار ضریب رواناب یکی از بزرگ‌ترین مشکلات و منبع اصلی فقدان اطمینان در بسیاری از پروژه‌های منابع آب است. در بیشتر پژوهش‌هایی که در زمینۀ منابع آب انجام می‌شود، مقادیر ضریب رواناب از جدول‌های مقادیر با توجه به ‌شرایط منطقۀ مورد مطالعه برداشته می‌شود. نگرانی اصلی، در این روش، انتخاب مقادیری است که به‌صورت ذهنی طبق روشی مبهم انتخاب می‌شوند و قضاوتی شخصی را دربارۀ داده‌های مفید منعکس می‌کنند؛ ازاین‌رو برای تعیین ضریب رواناب باید روشی مناسب انتخاب شود.مواد و روش‌ها: به‌منظور اجرای این پژوهش، از داده‌هایی شامل اطلاعات مدل رقومی ارتفاعی، کلاس‌های کاربری اراضی، بافت خاک و آمار هواشناسی و هیدرولوژیکی (بارش و رواناب) مرتبط با منطقۀ مورد پژوهش، طی دورۀ آماری بیست‌ساله‌ای (1380-1400)، استفاده شد. با استفاده از نقشۀ کاربری اخذ شده اراضی، نقشۀ کاربری اراضی محدوده در نُه کاربری طبقه‌بندی شد. همچنین برای تهیۀ نقشۀ گروه‌های هیدرولوژیکی خاک، نقشۀ بافت خاک در عمق 200سانتی‌متری محدودۀ مطالعاتی سلسله به کار رفت و با توجه به نوع بافت خاک، گروه هیدرولوژیکی خاک مختص هر محدوده استخراج شد. در نهایت، گروه هیدرولوژیک خاک در سه دسته (A,B,C) قرار گرفت. نقشۀ لایۀ کاربری اراضی و گروه‌های هیدرولوژیکی خاک وارد محیط ابزار Arc CN – Runoff شد و در نهایت، عملیات تلفیق روی دو لایه اعمال و لایۀ کاربری اراضی‌– گروه هیدرولوژیکی (Land Soil) تهیه شد؛ این لایۀ جدید فقط سطح پوشیده‌شده با دو لایه را نشان می‌دهد و نقشۀ شمارۀ منحنی رواناب، نگهداشت سطحی خاک، حجم، ارتفاع و ضریب رواناب براساس این لایه تهیه می‌شود. در نهایت، مقدار ضریب رواناب در سه حالت وضعیت رطوبتی خشک، متوسط و مرطوب برآورد شد و مقایسه‌ای صورت گرفت.نتایج: نتایج پژوهش نشان داد، در محدودۀ مطالعاتی سلسله، میزان ضریب رواناب (CR) در سه حالت وضعیت رطوبتی خشک، متوسط و تر، به‌ترتیب برابر با 26/0، 53/0 و 77/0 است. بنابراین حالت رطوبتی خشک، در قیاس با متوسط، 68% کاهش و حالت رطوبتی تر، در مقایسه با متوسط، 37% افزایش داشته است. بررسی همبستگی بین ضریب رواناب و مشخصات محدودۀ مطالعاتی نشان داد که در محدودۀ مطالعاتی سلسله، ضریب رواناب تحت تأثیر شش ویژگی فیزیوگرافی محدودۀ مطالعاتی مساحت، شیب، طول آبراهه و ضریب گراولیوس، حداکثر ارتفاع و تراکم آبراهه‌ای است. مقدار شمارۀ منحنی رواناب (CN) در حالت رطوبتی خشک، متوسط و تر برای کل محدوده، به‌ترتیب برابر با 65، 81 و 92 برآورد شد. میزان نگهداشت سطحی خاک (S) در حالت رطوبتی خشک، متوسط و تر، درمورد کل محدوده، به‌ترتیب برابر با 74/138، 60/59 و 42/23 میلی‌متر به دست آمد. میزان ارتفاع رواناب (Q) در حالت رطوبتی خشک، متوسط و تر، درمورد کل محدوده، به‌ترتیب 78/27، 73/55 و 31/79 میلی‌متر برآورد شد. میزان حجم رواناب (V) در حالت رطوبتی خشک و متوسط و تر، درمورد کل محدوده، به‌ترتیب 64/3710، 03/7164 و 46/10070هزار مترمکعب حاصل شد.نتیجه‌گیری: این شرایط نیازمند اجرای اقدامات اساسی به‌منظور افزایش پوشش گیاهی، شامل عملیات چاله‌کندن و جویچۀ تراز همراه با طرح‌های افزایش پوشش گیاهی، اغلب به‌صورت بوته‌کاری و بذرپاشی گیاهان مرتعی در محدوده است و بارش منطقه می‌تواند رطوبت کافی را برای موفقیت آنها فراهم کند. استقرار سامانۀ جمع‌آوری آب باران نیز، با توجه به نفوذپذیری کم خاک منطقه، می‌تواند مؤثر باشد و از آن در افزایش پوشش گیاهی و دیگر مصارف استفاده شود.