مد‌ل‌سازی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز جعفرآباد، استان گلستان)

سابقه و هدف: کاربری اراضی و پوشش زمین یکی از عوامل اصلی در مطالعات منابع آب و فرسایش و رسوب حوزه آبخیز می‌باشند (32)شبیه‌سازی کامپیوتری اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی فرآیند‌های حوزه آبخیز در نیم قرن اخیر مورد مطالعه و توجه قرار گرفته است (2، 13، 16، 24، 25). در دهه‌های اخیر مدلسازی اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی سیلاب‌ها بارها مورد مطالعه قرار گرفته است (2). بهره‌مند (2006) با استفاده از مدل توزیعی WetSpa به بررسی اثر جنگل‌کاری بر روی ویژگی‌های هیدروگراف سیل در یکی از حوزه‌های اسلوکی پرداخت. نتایج نشان داد که افزایش 51 درصدی جنگل باعث کاهش 12 درصدی دبی پیک، و افزایش 9 ساعتی زمان تا اوج هیدروگراف می‌شود (2). باناسیک و فام (2010) به بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل در یکی از حوزه‌های هلند با استفاده از روش شماره منحنی و مدل ناش پرداختند. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی در دوره 2007 تا 2009 باعث افزایش دبی پیک از 1/1 مترمکعب بر ثانیه به 92/8 مترمکعب بر ثانیه شده است (3) لذا با توجه به اهمیت و نقش تغییرات کاربری اراضی و با توجه به اینکه هیدروگراف سیل پاسخ هیدرولوژیکی آبخیر به تغییرات کاربری اراضی می‌باشد، در این مطالعه به بررسی و ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه آبخیز جعفرآباد در استان گلستان با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی GFHM (21) پرداخته شده است مواد و روشها: در این مطالعه اثر تغییر کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل حوزه جعفرآباد با استفاده از مدل GFHM مورد بررسی قرار گرفت. مدل GFHM (21) یک مدل هیدرولوژیکی توزیعی مکانی و زمانی می‌باشد. نقشه‌های DEM، کاربری اراضی، تیپ خاک و همچنین داده‌های بارش حوزه آبخیز، داده‌های اصلی مورد نیاز مدل می‌باشند. این مدل جهت محاسبه بارش مازاد از روش شماره منحنی سازمان حفاظت منابع ملی (NRCS) و جهت روند‌یابی از روش موج سینماتیکی استفاده می‌نماید. با توجه به شرایط حوزه مورد مطالعه چهار سناریوی مدیریتی با رویکرد اثرات تخریب و احیای کاربری اراضی بر هیدروگراف سیل تدوین گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش 2/4 درصدی جنگل (سناریو4)، باعث کاهش 55/0 درصدی دبی اوج سیل و 6/2 درصدی حجم سیل می‌شود. تبدیل 9/3 درصد از اراضی جنگل به اراضی دیم (سناریو2) باعث افزایش 85/0 درصدی دبی اوج سیل و 83/1 درصدی حجم سیل می‌شود. همچنین تبدیل 8/17 درصد از اراضی جنگلی نیمه متراکم به اراضی دیم (سناریو1) باعث افزایش 84/7 درصدی دبی اوج و افزایش 08/6 درصدی حجم سیل می‌شود. نتایج همچنین نشان داد که تغییر کاربری اراضی در رگبارهایی با دبی‌های کم، اثرات بیشتری بر روی دبی اوج و حجم سیل می‌گذارد.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که برای مدیریت و کاهش سیلاب در منطقه از طریق روش غیر سازه‌ای مدیریت اراضی می‌توان دبی اوج و حجم سیل را کاهش داد. بنابراین طرح اصلاح کاربری اراضی حوزه در قالب احیاء جنگل ها و تغییر کاربری اراضی کشاورزی به