فرسایش خاک

یکی ازعواملی که درکشاورزی بسیارمورد توجه قرارمی گیرد وعامل اصلی نابودی بسیاری اززمین های خاصلخیزکشاورزی وتبدیل آن به مکان های غیرقابل کشت می باشد پدیده فرسایش خاح است.

متاسفانه درکشورما به دلیل توجه بیشتر مسئولان کشوری به بخش صنعت وعدم توجه آنان به بخش کشاورزی ونادیده گرفتن مشکلات آن،باعث شده که این،مسیر قهقرایی،سرعت بیشتری بگیرد.

فرسایش خاک ازجمله نگرانی های عمده زیست محیطی قرن حاضراست. برپایه برآوردهای انجام شده براثرفرسایش خاک سالیانه چندین میلیون هکتارازاراضی کشاورزی جهان به کام نابودی کشیده می شود. برپایه همین برآوردپیش بینی می شودکه تاسال 2010 میلادی یک سوم تا یک پنجم اراضی کشاورزی براثرفرسایش خاک عقیم وغیراستفاده شوند.

فعل وانفعالات فرسایش خاک وجایگزینی تپه های شنی به جای بسترهای حاصلخیزخاک تاسف انگیزاست واین فرآیند باعث مهاجرت هزاران نفرازروستائیان به سمت شهرها می گردد.

یکی ازاساسی ترین مسائلی که باعث فرسایش خاک در ایران وجهان شده است مسئله سیلاب هاست.

جنگل هاطی قرنن های طولانی موجب پایداری خاک وذخیره سازی آب ورونق فعالیت های گوناگون کشاورزی بوده اند،ولی به مروروبا ازمیان رفتن تدریجی جنگل ها وپوشش های گیاهی دراین بهشت سرسبزخداوندی ،جاری شدن سیلاب متداول شده است .

هنگامیکه پوشش جنگلی براثرقطع بی رویه حالت مناسب وتراکمی خودرا ازدست می دهد .خاک آن منطقه به علت کمبود شاخ وبرگ وفاصله ایجاد شده بین آنها دربرابربارانهای شدید ورگبارهای تند بی دفاع مانده ومقاومت خودرا ازدست می دهد وبا کمترین بارش تند،مرگبارترین سیلابها را بوجود می آورد.

با ازبین رفتن پوشش گیاهی ،باران هایی که برسطح خاک می بارد علاوه برشستن خاک وتبدیل شدن به روان آب توانایی نفوذ به داخل زمین را ازدست می دهد .

پیامد بوجود آمدن روان آب وعدم نفوذ آب درخاک،پائین رفتن سفره های آب زیرزمینی است که اصلی ترین منبع آبیاری گیاهان درمناطق خشک است. به مرروزمان آنقدرآب وخاک وجود نخواهدداشت که یک کشاورز بتواند مایحتاج روزانه خودرا به دست آورد. ازاین روپدیده مهاجرت به شهرها شدت بیشتری خواهد گرفت که پیامدهای خاص خودرا به دنبال خواهدداشت.

متاسفانه درکشورما پدیده تخریب جنگل ها روند سریعی را درپیش گرفته است.عریانی بیش ازحد دامنه شمالی کوههای البرزکه درروزگاری نه چندان دورپوشیده ازجنگل وبیشه بوده است اکنون به خاطربی توجهی ما انسان ها درمعرض نابودی کامل قرارگرفته وفرسایش خاک،تراکم حرارتی ناشی ازتغییرات جوی ،کاهش رطوبت وازهمه مهمترتقلیل ونابودی پوشش گیاهی (به علت قطع بی رویه وعدم کاشت همزمان درخت ) ازپیامدهای نامطلوب این بی رحمی انسان نسبت به طبیعت اطراف خود است .

شرایط اقلیمی ووضع کنونی زمین شناسی به گونه ای است که آن را به صورت یک کشورمستعد به فرسایش خاک درآورده است . ولی حقیقت آن است که میزان فرسایش خاک درایران بیش ازمقدارمورد نظرمی باشد.آمارنشان می دهد که تلفات خاک دراثرفرسایش درمملکت ما چندین برابربیش ازمیانگین آن درکشورهای آفریقایی واروپایی است.

فرسایش خاک درایران یک مسیرصعودی داشته وبراساس اطلاعات منتشرشده متوسط سالانه تلفات خاک ناشی ازفرسایش درایران رشد قابل توجهی داشته است.به عقیده عموم کارشناسان مهمترین علت فرسایش خاک عوامل انسانی است.افزایش رشد جمعیت دراین دوران با نرخ سرسام آورآن نیازهای اقتصادی زیادی به دنبال داشته است ودرنتیجه جمعیت نیازبه مکانی برای زندگی دارند وافراد سودجوازاین مورد استفاده کرده وبه تخریبت جنگلها می پردازند.متاسفانه ناتوانی مراکز ترویجی دراشاعه فرهنگ استفاده صحیح ازجنگل ها ومراتع براساس اصول علمی وفقدان مدارس آموزش منابع طبیعی کافی برای روستائیان وعشایرازعلل دیگرروند فوق بوده است.

اثر فرسایش بر حاصلخیزی خاک

« مقدمه »

     تفاوت زراعی و تنوع نتیکی از دیر باز به عنوان ارکان سیستمهای تولید کشاورزی سنّتی و موفق به شمار می آمده اند. در نیمه اول قرن بیستم، تفاوت زراعی مورد توجه بسیار قرار داشت و تا چند دهه پیش نیز پژوهشهای مربوط به تناوب همچنان ادامه داشت با پایان گرفتن جنگ جهانی دوم، کودها ازته نسبتاً ارزان قیمت به بازار معرفی شدند و بدین ترتیب جاذبه ای اقتصادی موجب جای گزینی کودها با تناوب زراعی گردید و تحقیقات و ترویج نیز بر همین مبنا متمرکز شدند. این امر تا بدین جا پیش رفت که امروزه بسیاری از زراعین، حاصلخیزی خاک را با میزان مصرف کود برابر می دانند.

     قبل از معرفی کودهای شیمیایی ، استفاده از بقولات در تناوب برای بهبود حاصلخیزی خاک به عنوان یک شیوه مهم و رایج مدیریتی به شمار می آمد. به منظور افزآیش ازت و در نتیجه بهبود حاصلخیزی خاک، از دو نوع بقولات استفاده می شد. در بقولات یکساله دانه ای و بقولات علوفه ای چند ساله به عنوان کود سبز.

     آنچه که اجرای تناوب زراعی را در حال حاضر پیچیده می سازد وجود برخی عوامل اقتصادی است که مزایای بیولوژیک این شیوه مدیریتی را تحت الشعاع قرار می دهند، یقیناً هیچ کشاورزی راضی به جای گزین کردن محصولات پر بازده خود مثل غلات با دیگر گیاهان به نسبت کم بازده نیست. البته در نظام هایی که تناوب اجرا می شود در مقایسه با نظام های تک کش تی حتّی اگر کود ازت در آن ها به اندازه کافی مصرف شده باشد. عملکرد محصولات غالباً 10 تا 40 درصد بیشتر است

فرسایش خاک

تعریف فرسایش خاک : واژه (اروژن) Erosion

در زبان انگلیسی یا اروزیون در زبان فرانسه به معنی فرسایش می‌باشد و دارای منشأ لاتین و معنی تحت الفظی آن به معنی ساییدگی و خوردگی است .

فرسایش ، کاهش ضخامت لایه سطحی خاک به وسیله رواناب یا باد است . فرسایش فرآیندی است که در آن ذرات خاک توسط عوامل فرساینده از بستر اصلی خود جدا شده و توسط یکی از عوامل انتقال دهنده به مکان دیگری حمل می‌شود . چنانچه عامل جدا کننده ذرات باد و یخچال باشد به ترتیب فرسایش بادی و یخچالی گویند . فرسایش آبی به دلیل مدیریت نامناسب زمین ، تخریب پوشش گیاهی ، عدم کنترل جریان آب ، صورت می‌گیرد و منجر به رواناب سطحی و انتقال خاک می‌شود ، که از اثرات خارجی این پدیده می‌توان رسوب در سرها و آبراهه‌ها ، سیل و آلودگی آب را نام برد .

تعیین شار فرسایش و انتشار ذرات خاک با استفاده از خصوصیات خاک و شبیه سازی سرعت و جهت باد

مقدمه

پدیده فرسایش بادی یا به عبارت دیگر حساسیت اراضی نسبت به باد مانند بسیاری از پدیده های طبیعت مورد توجه دانشمندان جهان قرار گرفته ، و تاکنون مخصوصاٌ در دهه های اخیر سعی و تلاش زیادی در زمین ه کمی کردن معیارهای شناسایی این پدیده بعمل آمده است . توانائی پیش بینی دقیق فرسایش خاک برای بسیاری منظورها ، از جمله برنامه های حفاظتی ، منابع طبیعی و کاهش آلودگی هوایی ناشی از طوفان ضروری است ( 6) چپیل (4) با استفاده از تونل باد نشان داد کهفرسایش پذیری خاک کاملاٌ تحت تأثیر توزیع اندازه خاکدانه های خشک قرار می گیرد . هاگن (5) چگونگی فرسایش بادی و سآیش خاکدانه را در تونلهای باد مورد مطالعه قرارداده واظهار داشت که سآیش و انتشار به عنوان منابع حرکت خاک عمل می کنند . اسکیدمور و لیتون (9) تأثیر پایداری خاکدانه ها در حالت خشک را بر میزان فرسایش بادی در ده خاک ایالت کانزاس آمریکا مورد ارریابی قرار داده ، و مدلی را جهت پیش بینی پایداری خاکدانه ها  با استفاده از خصوصیات خاک در شرایطفرسایش است . وی اظهار میدارد که فقط از طریق پیش بینی پایداری خاکدانه و سله ها میتوان به پیشرفتهای خوبی در زمین ه معادلات شار سائیدگی دست یآفت . از طرف دیگر پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد ، با استفاده از شبیه سازی و مدلهای استوکاستیک ویبل (2) با تخمین بسیار عالی ( باد بعنوان عامل اصلی فرساینده ) در ترکیب با عامل خاک ( فرسایش پذیر ) بعنوان پیش بینیفرسایش در منطقه بسیار مهم میباشد . لذا در این تحقیق شار سآیش و شار انتشار ذرات خاک درخاکها ی گوناگون در منطقه یزد ، که به نوعی پیش ینی فرسایش بادی با استفاده از آمار باد تاریخی و شبیه سازی شده این منطقه نیز میباشد ، محاسبه گردید .

مواد و روشها

نمونه برداری از محدوده اراضی واقع در تپه های شنی واقع در شمال شهرس تان یزد و همچنین اراضی کشاورزی در نقاطی با کیفیت مناسب خاک انجام گرفت ( 2) . خصوصیات فیزیکوشیمیایی اینخاکها نظیر توزیع اندازه خاکدانه ها ، درصد ماده آلی ، کربنات کلسیم معادل ، بآفت خاک  ، حداکثر ارتفاع پستی و بلندی خاک یا (Z _max )   در هر کدام از اراضی و میزان شکستگی اولیه خاکدانه در هر یک از خاکها اندازه گیری شد ( 2 ) .  چنانچه شرایط فرسایش بادی فراهم باشد و سرعت باد نیز از 8 متر بر ثانیه بیشتر شود ، ذرات خاک شروع به حرکت می کنند ( 7 ) در این مرحله با توجه به نتایج بدست آمده از پیش بینی سرعت و جهت باد با استفاده از مدل ویبل و شبیه سازی استوکاستیک ( که با استفاده از آمار سی ساله ایستگاه سینوپنتیک یزد انجام دادیم ) و با در نظر گرفتن سرعتهای بیشتر از 8 متر بر ثانیه ( بادهای فرساینده ) (1) میزان شارانتشار (G_em) و شارسایش(G_an  ) محاسبه و مجموع آنها تعیین گردید.( 1 )

نتایج و بحث

ضرایب همبستگی بین شارهای محاسبه شده با استفاده از آمار داده های شبیه سازی شده سالهای 1980 -1966  و همچنین با داده های تاریخی سالهای 1981 تا 1995 در ماههای پر باد و در کل سال ، نشان دهنده همبستگی خوبی بین آنها میباشد . خاک Sandy Loam   مساعدترین خاک از نظرفرسایش پذیری در میان خاکها ی مورد آزمآیش در این تحقیق بود. از نر مقایسه میان خواص مختلفخاکها ی مورد آزمآیش ، تغییرات بآفت خاک و از همه مهمتر درصد رس در این زمین ه نقش تعیین کننده دارد . بنابراین می بینیم خاک Sandy Loam از جهات دو خصوصیت ذکر شده ، وضعیت نامناسبی را نسبت به خاکها ی دیگر دارد . بیشتر بودن مقدار (G_en) نسبت به

(G_an  ) در خاک Loamy sand  به این دلیل است که درصد ذرات آزاد کوچکتر از 1/0 میلیمتر این خاکبیشتر و میزان خاکدانه کمتر است ( تپه های شنی ) این محاسبات و نظایر آن در ماههای پربادتر نتایج بهتری را نسبت به ماههای کم باد ، برای داده های شبیه سازی شده و تاریخی نشان میدهد ، با توجه به ضرایب همبستگی تعیین شده و با وجود اینکه ماه آگوست ، یکی از ماههای کم باد به حساب می آید ، همبستگی نشان داده شده بین این داده ها متوسط است ولی در ماههای پرباد و در کل سال ضرایب همبستگی نشان دهنده همبستگی خوبی بین داده های ذکر شده هستند و نشان دهنده اعتبار مدل شبیه سازی باد و محاسبه فرسایش میباشند . بین سرعت و جهت باد تاریخی و شبیه سازی شده اختلاف کوچکی وجود دارد ولی داده های ذکر شده تطابق خوبی را نشان می دهند . در ماههای کم بادی همچون آگوست تطابق داده های سرعت و جهت باد تاریخی و شبیه سازی شده نسبت به ماههای پرباد کمتر است که با توجه به اینکه فرسایش بادی با توان سوم سرعت باد متناسب است ، بنابراین تفاوت های کوچک در سرعتهای باد ، در محاسبه شار فرسایش بادی ، به اختلاف بزرگی تبدیل شده و موجب میشوند همبستگی نشان داده شده بین این داده ها ، در محاسبه شار فرسایش بادی ، به اختلاف بزرگی تبدیل شده و موجب میشوند همبستگی نشان داده شده بین این داده ها ، در ماههای کم بادی همچون آگوست نسبت به ماههای پر باد کمتر باشد . بنابراین با توجه به نتایج حاصل از ترکیب این دو مدل ، میتوان به نتایج ارزشمندی در پیش بینی فرسایش بادی منطقه دست یآفت .

مطالعه حساسیت خاک سطحی  اراضی منطقه رودشت اصفهان به فرسایش بادی

مقدمه

بخش وسیعی از کش ور ایران را مناطق خشک و نیمه خشک فرا گرفته است . فرسایش بادی  از مهمترین عوامل تخریب و هدر رفت خاک در این مناطق به شمار میرود ، لذا یافتن راههایی که بتواند این فرآیند را کنترل و یا به حداقل ممکن کاهش دهد ، امری جدی محسوب میگردد . تعیین فرسایش پذیری اراضی و شناخت عوامل مؤثر بر آن ( براساس اطلاعات واقعی و دقیق در مورد شدت و مقدار فرسایشفعلی منطقه ) می تواند اساس برنامه جامع حفاظت خاک و اولویت بندی مراحل اجرایی آن قرار گیرد . در حال حاضر روشهای تجربی متنوعی جهت برآورد فرسایش پذیری اراظی ارائه گردیدهاند ( 1 و 4 ) که علیرغم اینکه از نظر کاربردی راحت و ساده اند ، در مناطقی با خاکها ی فرسایش یافته و یا اراضی کویری به دلیل نقش حفاظتی سنگ ریزه ها وسله های نمکی از کاربری مناسبی برخوردار نمی باشند ( 1 ) . نتایج حاصل از تونل باد قابل حمل در صحرا ، دقیق و مطمئن تربوده و تا حد امکان تأثیر کلیه پارامترها و اثرات متقابل آنها به ویژه اثرات بآفت و ساختمان به خوبی دخالت داده میشود ( 1 ) .فرسایش پذیری خاک سطحی ، مهمترین فاکتور مؤثر در کلیه مدلهای برآورد فرسایش بادی میباشد که متأثر از مرفولوژی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی مانند بآفت و ساختمان ( 2 ) ، مقدار و انرژی ذرات ساینده ( 5 ) ، دانسیته و پایداری مکانیکی سله سطحی ( 2 و 5 ) ، پوشش سطحیخاک با عوامل غیر قابل فرسایش ( سنگ ریزه ، کلوخه و بقایای گیاهی ) و زبری سطح ( 3 ) ، رطوبتخاک سطحی ( 2 ) و اثرات متقابل آنها میباشد . این تحقیق به منظور مطالعه سرعت آستانه فرسایشو فرسایش پذیری نسبی اراضی منطقه رودشت اصفهان و تأثیر مرفولوژی و خصوصیات خاک سطحی بر آن و نیز مطالعه تأثیر دستکاری نمودن خاک سطحی اراضی منطقه بر تشدید فرسایش پذیری آن و در نهایت ارائه راهکارهای مناسب و کاربردی جهت کاهش تخریب و هدر رفت خاک منطقه انجام گرفت .

کمی نمودن رسوبات فریاشی یافته بادی در منطقه شرق اصفهان

فرسایش خاک به وسیله باد اساساٌ یک فرآیند جریان و سیر مواد میباشد که در طی این فرآیند خاک از سطح قابل فرسایش برداشت و به حالتهای گوناگون ( تعلیق ، جهش و خزش سطحی ) در پاسخ به تنش برشی باد و بمباران ذرات خاکی که قبلاً در جریان باد وارد شده اند حمل میشوند و به دنبال آن ته نشینی مجدد رسوبات حمل شده توسط باد صورت میگیرد ( 3) . مقادیر مواد حمل شده به وسیله روشهای حمل به سرعت باد ، چگالی ذره و بآفت سطحی خاک بستگی دارد . برای مطالعه فرسایش بادی منطقه و طرح و ارریابی فن آوریهای کنترل فرسایش بادی به مشاهده های جزیی تر حمل رسوبات ناشی از وزش باد د آن منطقه نیاز است . حمل ذرات ناشی از وزش باد در منطقه معمولاٌ به وسیله تله های رسوب گیر نمونه برداری میشوند . ( 2 و 4 ) .

اگر چه تله های رسوب گیری تشریح شده در منابع از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند ، ولی عموماً شامل یک آزآیش عمودی از تله های رسوب گیر میباشند . هر تله در طول مدت یک واقعه فرسایش بادی مواد در حال حرکت در ارتفاع معینی را جمع آوری می کند . از وزن مواد به دام افتاده و مدت وزش طوفان ، دبی جرم ذرات به صورت افقی اندازه گیری میشوند . نرخ حمل ذرات در نقطه مورد مشاهده به وسیله جمع کردن نیمرخ دبی جرم ذرات افقی در طول ارتفاع بدست می آید . هدف از این مطالعه کمی کردن حمل ذرات ناشی از وزش باد در طول دوره های معین در منطقه شرق اصفهان و کاربرد چندین مدل جهت محاسبه نرخ حمل ذرات میباشد . علاوه براین ارتباط بین توزیع عمودی رسوبات فرسایش یافته بادی و ارتفاع رسوب به وسیله نمونه بردار BSNE    تعیین گردید .

مواد و روشها

مطالعه تحت  شرایط منطقه و آزمایشگاه انجام گردید . مجموعه ای از نمونه بردارهای از نوع BSNE¹  در اواسط اسفند ماه 1377 در قسمت شرقی پایگاه شهید بابایی اصفهان در منطقه ای هموار ، پوشیده از رسوبات بادی به ضخامت 5 تا 30 سانتیمتر و تقریباٌ عاری از پوشش گیاهی نصب گردید که به دور از موانع جهت مزاحمت از وزش باد میباشد . نمونه های مواد خاکی از خاک فرسایش یافته در طی 10 دوره نمونه برداری از 17/12/1377 تا 3/5/1379 در ارتفاعات 24/0 ، 6/0 ، 08/1 ، 60/1 ، 2،3 و 4  متر از سطح زمین با استفاده از نمونه بردار BSNE جمع آوری گردید . خاکها ی منطقه عموماً در فامیل فاین – لومی ، جیپسک هاپلو سالیدز ، با 31 درصد شن ، 41 درصد لای ، 28 درصد رس ، 5/16 درصد کربنات کلسیم و 1/33 درصد گچ قرار می گیرند . قبل از استفاده از نمونه بردار BSNE در صحرا با استفاده از یک تونل بادی مدار باز راندمان تله اندازی ( p    )  آن تعیین و نمونه بردار واسنجی گردید از رسوبات منطقه مورد مطالعه جهت آزمآیش واسنجی استفاده گردید . متوسط راندمان تله اندازی  نمونه بردار با بادهایی با سرعت 2/5 تا /7 متر بر ثانیه 51/0 بدست آمد ( 1) . ارتباط بین مقدار مواد انتقال یافته به وسیله باد و ارتفاع نمونه بردار با استفاده از مدلهای مختلف ( توانی ، معکوس ، لگاریتمی و نمایی و .... ) به وسیله برنامه spss مورد آزمون قرار گرفت . مقدار کل مواد انتقال یافته به وسیله باد ( عرض Q,g/cm)  به ازای یک سانتیمتر عرض دهانه نمونه بردار در ارتفاع 24/0 تا 4  متر ی از سطح زمین جمع آوری میگردد به وسیله انتگرال گیری معادلات رگرسیون برازش شده در محدوده ارتفاع 24/0 تا 4 متر محاسبه گردید . جهت محاسبه  مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض Qt.) محدوده ارتفاع 24/0 تا 4 متر محاسبه گردید . جهت محاسبه مقدار نقل و انتقال کل جرم ذرات ( عرض Qt.g/cm ) در نقطه نمونه برداری بایستی مقدار Q   محاسبه شده به وسیله راندمان تله اندازی نمونه بردار تصحیح گردد . (n=Q/Qt)  نرخ  نقل و انتقال کل جرم ذرات ( روز و عرض mt,g/cm )  به وسیله تقسیم مقدار Qt به تعداد روز نمونه برداری بدست می آید . این مقدار بیانگر جرم کل رسوبات ناشی از وزش باد در ارتفاع 4 متری است که از نواری با پهنای یک سانتیمتر به طور عمودی در متوسط جهت باد به ازای ک روز عبور می کند . البته فرض براین است که قدار سهم رسوبی که در ارتفاع بالاتر از 4 متر منتقل میشود نسبت به جرم کل حمل شده می تواند در نظر گرفته نشود .

روشهای اندازه گیری زبری سطح خاک (Soil surface roughness )  و کاربرد آن در فرسایشبادی

مقدمه

ناهمواریهایی که در اثر وجود کلوخه ها در سطح زمین ، یا جوی و پشته هایی که توسط شخم ایجا میشود را زبری سطح خاک گویند . زبری سطح خاک تأثیرات معنی داری بر روی فرسایش آبی و بادی دارد ( 9 ) اثراث زبری سطح خاک بر روی فرسایش بادی به خوبی مشخص شده است ( 4 ) انواع زیری مؤثر در فرسایش بادی شامل زبری تصادفی (Random Roughness 0  و زبری جهت دار شده (Oriented Roughness )  است زبری تصادفی ، ناشی از خاکدانه ها و کلوخه هاست و زبری جهت دار ، بوسیله ابزار شخم زدن و مسیرهای چرخ وسایل شخم بوجود می آید ( 3 ) کمی کردن داده های زبری شامل دو مرحله جمع آوری داده های ارتفاعی سطح خاک و تجزیه و تحلیل داده ها براساس شاخص های توصیف کننده زبری میباشد.موارد یاد شده در مدلهایی نظیرEQ ( Wind erosion Equation ) و (WindWEPS  ( Erosion prediction system    به کار برده میشوند ( 12 ) . بنابراین اولین مرحله از کار ، جمع آوری داده های ارتفاعی سطح خاک میباشد ، که در اینجا روشهای متداول اندازه گیری زبری سطح خاک در فرسایش بادی ، بیان و سپس مورد بررسی قرار میگیرند .

مواد و روشها

روشهای  اندازه گیری زبری سطح خاک را به دو روش کلی تقسیم بندی می کند . زوش تماسی (contact )  ، مانندPin meter و  chain method  و روش غیر تماسی ( noncontact )   مانند روشهای اولتراسونیک ( 7 ) و اپتیکال یا تصویری نظیر روش لیزری ( 2 ) . از میان روشهای مختلف اندازه گیری زیری سطح خاک که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، روشهای لیزری Pin meter و  chain methodمتداول میباشند . دقت دستگاه لیزری 25/0 میلیمتر است ، و با تغییرات شیب سطح زمین ، دقت آن کاهش می یابد (8) این دستگاه به دو نفر برای برپا کردن آن که حدود 2 ساعت طول می کش د ، نیاز دارد و22 ترانسکت را در مدت یک ساعت میتواند اندازه گیری کند . هر چند پیشرفت های خوبی در اینزمین ه شده است ( 2 ) ، اما سیستم لیزری ، گران و با تکنولوژی بالاست و تهیه ، آموزش و نگهداری آن مشکل میباشد . لذا این وسیله همانگونه که هم اکنون نیز معمول است بیشتر در آزمایشگاهها استفاده میشود یکی از آسانترین و از اولین وسایل اندازه گیری تغییرات نیمرخ سطح خاک Pin meterاست ( 6 ) ، سیر تکاملی ثبت کردن داده های این وسیله شامل ثبت دستی ( که وقت گیر و همراه با خطای بسیار است ) و ثبت الکترونیکی ، ثبت دیجیتالی ( ثبت با استفاده از عکس و برنامه کامپیوتریPMP (Pin Meter Program )  میباشد ( 13) . مطالعاتی که بوسیله صالح (9) به منظور بوجود آوردن یک روش ساده ، ارزان و سریع براساس تعاریف موجود ( 5 ) و (1) و برای تعیین زبری خاک انجام شد منجر به ابداع روش Chain method   گردید . در این روش ، یک زنجیر به طول L1   وقتی که بر روی یک سطح زبر قرار می گیرد ، دارای فاصله افقی کوتاهتری (L2),  نسبت به طول L1 خواهد شد . اختلاف بین L1 وL2

پیش بینی سرعت و جهت بادهای فرساینده در ایران

مقدمه

فرسایش  بادی یک معضل جدی در بیشتر مناطق خشک و نیمه خشک دنیا و ایران است . توانائی پیش بینی دقیق فرسایش بادی خاک برای بسیاری منظورها ، از جمله برنامه های حفاظتی ، منابع طبیعی ، و کاهش آلودگی هوا ناشی از طوفان ضروری است ( 3 ) .  از آنجایی که نیروی باد در طول سال ، ماه وحتی روز تا حد زیادی تغییر می نماید ، و همچنین قدرت فرسایندگی باد بستگی به توان سوم سرعت باد دارد . به منشور پیش بینی و کنترل فرسایش بادی در هر منطقه توزیع سرعت باد حائز اهمیت میباشد . همچنین علاوه برسرعت باد ، دانستن چگونگی تغییرات جهت باد در منطقه نیز امری ضروری است . زیرا نسبت جهت باد به جهت اضلاع زمین ، بادشکن ها ، ردیف کاشت گیاهان ، وشخم زمین ، نقش مهمی را در پیش بینی مقدار و جهت فرسایش بادی ایفا می کند ( 4) . مدل های مختلفی برای نشان دادن توزیع سرعت باد استفاده شده است . بی شک توزیع ویبل یکی از گسترده ترین توزیع هایی است که تا بحال برای نشان  دادن پراکندگی سرعت باد مورد استفاده قرار گرفته است ( 5 ) . اهداف این پژوهش عبارت بودند از : 1 ) شبیه سازی ساعتی سرعت و جهت باد به روش استوکاستیک با استفاده از توزیع ویبل ، به منظور استفاده در مدل WEPS  ، برای پیش بینی فرسایشبادی در شهرهای مختلف ایران ، 2) آزمون اعتبار سنجی توزیع ویبل و مدل کامپیوتری windpred  ، در پیش بینی ساعتی سرعت و  جهت باد ، . 3) ترسیم نقشه های سرعت و جهت بادهای فرساینده درایران .

مواد و روشها

ابتدا 38  شهر که دارای حداقل 10 سال آمار ساعتی سرعت و جهت باد بودند ، انتخاب گردیدند . در مرحله بعد تعداد سال آماری هر شهری به دو دوره برابر تقسیم گردید ، بطوریکه از دوره اول برای شبیه سازی و از دوره دوم برای آزمون اعتبار سنجی مدل ( با استفاده از معنی دار بودن  و نبودن ضرائب همبستگی ) استفاده شد . سپس با استفاده از توزیع ویبل ، شبیه سازی سرعت و جه باد بصورت ساعتی توسط برنامه Windpred  ( 2 و 1 ) انجام گرفت . تابع توزیع تجمعی ویبل F (U)  به صورت زیر میباشد :

(1)                                                            [-(u/c)^k]F(u)=1-exp

که در این معادله u  سرعت باد ( متر بر ثانیه )  ، c، پارامتر مقیاس ( با واحد سرعت ) ، و k  پارامتر شکل ( بدون واحد ) ، میباشند ( 6 ) . در هرمرحله بعد ، دوره های باد آرام حذف و فراوانی باد در هر گروه سرعتی نرمالیزه گردیدند . بنابراین :

(2)                                    [-(u/c)^k]= 1-exp [ (F(u)-F0 ) / (1-F0)] F1(u)  =

که در آن F1(u)  توزیع تجمعی در حالتی است که دوره های باد آرام حذف شده است ، و F0 فراوانی دوره های باد آرام میباشد . پارامترهای k, c  به روش حداقل مربعات و بکارگیری تابع توزیع تجمعی محاسبه شدند ( معادله 2 ) .

با استفاده از پارامترهای توزیع ویبل (c,k)  فراوانی سرعت باد در هر ماه و در سال بصورت تجمعی و نرمال شده بدست آمد . به منظور شبیه سازی جهت باد ، اعداد بین صفر و یک بصورت تصادفی انتخاب ، و با جدول توزیع تجمعی جهت باد مقایسه گردیدند . برای شبیه سازی سرعت باد براساس جهت باد تعیین شده ، پارامترهای c،k  توزیع ویبل برای آن جهت خاص از جدول های تعیین شده قبلی ، بدست امد و از معادله زیر استفاده گردید :

فرسایش خاک

 1- مقدمه. 3

2- اهمیت فرسایش... 4

3- انواع فرسایش... 5

4- مراحل مختلف فرسایش... 7

5- اشکال مختلف فرسایش... 8

6- اثر و نتیجه فرسایش... 14

7- مبارزه با فرسایش خاک . 17

8- مبارزه با فرسایش آبی.. 18

9- مبارزه با فرسایش بادی.. 29

10- منابع و مراجع. 37

1- مقدمه

فرسایش که به آلمانی  Abtrag وبه فرانسه وانگلیسی Erosion گفته  می‌‌شود، از کلمه لاتین Erodere  گرفته شده وعبارت است از فرسودگی و از بین رفتگی مداوم خاک سطح زمین (انتقال یا حرکت آن از نقطه ای به نقطه دیگر در سطح زمین) توسط آب یا باد[1].

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می‌رود. در مناطقی که فرسایش کنترل نمی‌شود، خاک ها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست می دهند.

 فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات زیاد و جبران ناپذیری را به جا می گذارد، بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیانهای فراوانی را سبب می‌گردد. بنابر این نباید مساله حفاظت و حراست خاک را کوچک و کم اهمیت شمرد. 

اگر استفاده خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن ومبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمی رود[2]. فقط در سایه حمایت پوشش نباتی(درختان یا سایر گیاه ان) بوده که فرسایشخاک بسیار کند شده و تعادلی در تشکیل و فرسایش خاک ایجاد گردیده است.

این تعادل مساعد که تحت تاثیرشرایط طبیعی حکمروا شده بود،از زمانی که بشر زمین را به منظور تهیه  محصول وبدست آوردن غذا و دیگر مایحتاج خود ،موردکشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده کرد، بر هم خورد و زمین ها در معرض فرسایش شدید و وسیع قرار گرفت .

بنابراین فرسایش قبل از آنکه مورد بهره برداری انسان قرارگیرد  نیز اتفاق می‌افتاده(فرسایش طبیعی) ولی از وقتی‌که انسان در آن به کشت و زرع پرداخت باعث فرسایش بیش از حد(فرسایش سریع وشدید) خاک شده است.

2- اهمیت فرسایش

درست است که از خاک هایی که در نتیجه‌ فرسایش آبی شدید ازنقاط مرتفع‌تربه نقاط پست‌تر یا چاله‌ها وپشت سد‌ها منتقل می‌شود، باز زمین به وجود می آید واین گونه زمین‌ها اغلب امکان دارد زمین‌های رسوبی یا آبرفتی حاصلخیزی باشد(کما‌‌‌ اینکه زمین‌های حاصلخیز را در اکثر موارد همین زمین‌های رسوبی یا آبرفتی تشکیل می‌دهد) ولی از آنجا که مقدار زمینی‌که بر اثر رسوب و تجمع مواد بوجود می‌آید در مقابل سطح‌هایی‌که خاک آنفرسایش یافته است، ویران می‌شود، تا این رسوبات را بوجود آورد،آنقدر ناچیز و بی‌ارزش است،که به منظور جلوگیری از تخریب و زیان‌های بیشتر و همچنین حفظ تعادل طبیعت باید با اقدامات سریع وجدی تا آنجا که ممکن است مانع از فرسایش خاک شد. 

طبق محاسباتی که صورت گرفته است، بطورکلی برای تشکیل یک سانتی‌متر‌خاک 500 تا 800 سال زمان لازم است، و‌ اگر حسآب کنیم که خاک زراعتی 25 سانتی‌متر عمق داشته باشد پس این ضخامت خاک ، طی 20 هزار سال‌کارمداوم طبیعت بوجود آمده است.

3- انواع فرسایش

3-1- بر اساس انواع عوامل فرسایشی

در طبیعت دو نیرو، یا دو عامل وجود دارد که باعث جابجایی خاک یا به عبارت دیگر فرسایش خاک می‌شود: آبو باد[1].

یکی از  مهمترین فرایندهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و فرا خشک فرسایش بادی است.این فرایند در شرایطی رخ می‌دهد که علاوه بر وجود خاک حساس، باد دارای حاکمیت و سرعت قابل توجه باشد. انتقال ذرات خاک به صورت‌های مختلف معلق، جهشی و خزشی انجام می‌گیرد وباعث خسارت‌های جدی به محیط زیست می‌شود[3]. فرسایش آبی در بند 8 مفصلا شرح داده خواهد شد

فرسایش خاک

 1- مقدمه. 3

2- اهمیت فرسایش... 4

3- انواع فرسایش... 5

4- مراحل مختلف فرسایش... 7

5- اشکال مختلف فرسایش... 8

6- اثر و نتیجه فرسایش... 14

7- مبارزه با فرسایش خاک . 17

8- مبارزه با فرسایش آبی.. 18

9- مبارزه با فرسایش بادی.. 29

10- منابع و مراجع. 37

1- مقدمه

فرسایش که به آلمانی  Abtrag وبه فرانسه وانگلیسی Erosion گفته  می‌‌شود، از کلمه لاتین Erodere  گرفته شده وعبارت است از فرسودگی و از بین رفتگی مداوم خاک سطح زمین (انتقال یا حرکت آن از نقطه ای به نقطه دیگر در سطح زمین) توسط آب یا باد[1].

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می‌رود. در مناطقی که فرسایش کنترل نمی‌شود، خاک ها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست می دهند.

 فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات زیاد و جبران ناپذیری را به جا می گذارد، بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیانهای فراوانی را سبب می‌گردد. بنابر این نباید مساله حفاظت و حراست خاک را کوچک و کم اهمیت شمرد. 

اگر استفاده خاک بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن ومبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمی رود[2]. فقط در سایه حمایت پوشش نباتی(درختان یا سایر گیاه ان) بوده که فرسایشخاک بسیار کند شده و تعادلی در تشکیل و فرسایش خاک ایجاد گردیده است.

این تعادل مساعد که تحت تاثیرشرایط طبیعی حکمروا شده بود،از زمانی که بشر زمین را به منظور تهیه  محصول وبدست آوردن غذا و دیگر مایحتاج خود ،موردکشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده کرد، بر هم خورد و زمین ها در معرض فرسایش شدید و وسیع قرار گرفت .

بنابراین فرسایش قبل از آنکه مورد بهره برداری انسان قرارگیرد  نیز اتفاق می‌افتاده(فرسایش طبیعی) ولی از وقتی‌که انسان در آن به کشت و زرع پرداخت باعث فرسایش بیش از حد(فرسایش سریع وشدید) خاک شده است.

2- اهمیت فرسایش

درست است که از خاک هایی که در نتیجه‌ فرسایش آبی شدید ازنقاط مرتفع‌تربه نقاط پست‌تر یا چاله‌ها وپشت سد‌ها منتقل می‌شود، باز زمین به وجود می آید واین گونه زمین‌ها اغلب امکان دارد زمین‌های رسوبی یا آبرفتی حاصلخیزی باشد(کما‌‌‌ اینکه زمین‌های حاصلخیز را در اکثر موارد همین زمین‌های رسوبی یا آبرفتی تشکیل می‌دهد) ولی از آنجا که مقدار زمینی‌که بر اثر رسوب و تجمع مواد بوجود می‌آید در مقابل سطح‌هایی‌که خاک آنفرسایش یافته است، ویران می‌شود، تا این رسوبات را بوجود آورد،آنقدر ناچیز و بی‌ارزش است،که به منظور جلوگیری از تخریب و زیان‌های بیشتر و همچنین حفظ تعادل طبیعت باید با اقدامات سریع وجدی تا آنجا که ممکن است مانع از فرسایش خاک شد. 

طبق محاسباتی که صورت گرفته است، بطورکلی برای تشکیل یک سانتی‌متر‌خاک 500 تا 800 سال زمان لازم است، و‌ اگر حسآب کنیم که خاک زراعتی 25 سانتی‌متر عمق داشته باشد پس این ضخامت خاک ، طی 20 هزار سال‌کارمداوم طبیعت بوجود آمده است.

3- انواع فرسایش

3-1- بر اساس انواع عوامل فرسایشی

در طبیعت دو نیرو، یا دو عامل وجود دارد که باعث جابجایی خاک یا به عبارت دیگر فرسایش خاک می‌شود: آبو باد[1].

یکی از  مهمترین فرایندهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک و فرا خشک فرسایش بادی است.این فرایند در شرایطی رخ می‌دهد که علاوه بر وجود خاک حساس، باد دارای حاکمیت و سرعت قابل توجه باشد. انتقال ذرات خاک به صورت‌های مختلف معلق، جهشی و خزشی انجام می‌گیرد وباعث خسارت‌های جدی به محیط زیست می‌شود[3]. فرسایش آبی در بند 8 مفصلا شرح داده خواهد شد