ارزيابي اثربخشي پروژه‌هاي آبخيزداري بر دبي اوج سيلاب ( مطالعه موردي : آبخيز حسين‌آباد جيرفت)

مقدمه به‌طوركلي نقش و اهميت عمليات آبخيزداري در بهبود وضعيت مراتع، كنترل فرسايش، جلوگيري از رسوب و نهايتاً حفاظت از آب‌وخاك بر كسي پوشيده نيست. اجراي فني و اصولي پروژه‌هاي آبخيزداري باعث ذخيره و نفوذ نزولات آسماني، افزايش پوشش گياهي، تثبيت مقدار فرسايش و رسوب، افزايش طول عمر مفيد سدها، تعديل شيب آبراهه ها و كاهش سرعت و قدرت تخريب آب  است. بر اساس بررسي‌هاي انجام‌شده به دليل تنوع شرايط زيستي، دستيابي به يك الگوي مشخص و يا ارائه دستورالعمل معين با كاربردي يكسان در تمامي حوزه‌هاي آبخيز ميسر نيست. به همين دليل افزون بر شناخت حوزه و مسائل آن، اولويت‌بندي عمليات آبخيزداري متناسب با پتانسيل‌هاي موجود اجتناب‌ناپذير است. بررسي نتايج پژوهش‌هاي انجام‌شده نشان مي‌دهد كه اجراي عمليات آبخيزداري در حوزه‌هاي آبخيز نقش مهمي در كنترل رواناب‌هاي سطحي داشته است. ارزيابي پروژه‌هاي آبخيزداري بر ميزان سيل‌خيزي نتايج نشان داده است كه سيلاب در دوره بازگشت‌هاي مختلف كاهش‌يافته است؛ با اين حال با افزايش دوره بازگشت، تأثير اقدامات آبخيزداري بر سيلاب كاهش مي‌يابد. در اين تحقيق به‌منظور ارزيابي نقش پروژه‌هاي آبخيزداري در كاهش دبي اوج سيلاب از مدل  بارش – رواناب HEC-HMS استفاده شد و ميزان دبي قبل از اجراي فعاليت‌هاي آبخيزداري و بعد از اجرايي فعاليت‌هاي آبخيزداري محاسبه شد و ميزان اثرگذاري اين پروژه‌ها بر روي دبي اوج سيلاب تعيين شد. مواد و روش‌ها حوضه آبخيز حسين‌آباد جيرفت بين 58 ’ 34 °57 تا  51 ’43 °57 طول شرقي و 13 ’19 °28  تا 34 ’26 °28  عرض شمالي واقع‌شده است. وسعت حوضه آبخيز 11258.68  هكتار است. همچنين شيب متوسط وزني حوضه برابر 17.83 درصد به‌دست‌آمده است. بيش از 60 درصد كاربري منطقه را مرتع تشكيل مي‌دهد كه گونه كنار تيپ غالب آن است. در اين مطالعه از مدل HEC-HMS نسخه 3.1.0 براي شبيه‏سازي بارش- رواناب استفاده‌شده است. هم‌چنين از داده‌هاي 20 ايستگاه كليماتولوژي با دوري آماري مشترك30 (1395-1366) ساله استفاده شد. به‌منظور محاسبه ميزان تلفات از روش انجمن حفاظت خاك آمريكا (SCS) در مدل HEC-HMS استفاده شده است. ميزان رواناب(Q) به بارندگي(P) و حجم نگهداشت آب در داخل خاك بستگي دارد. در منطقه مورد مطالعه، در تمام سيلاب‌ها همواره رواناب (Q) كم‌تر يا مساوي بارندگي (P) است. به‌طور مشابه پس از وقوع رواناب، مقدار واقعي نگهداشت آب (Fa) كمتر يا مساوي حداكثر ظرفيت نگهداشت (S) است. از طرفي CN از تركيب 2 عامل گروه هيدرولوژيكي و كاربري اراضي در هر نقطه از حوضه برآورد مي‏شود و CN كل حوضه از ميانگين‏گيري وزني محاسبه مي‏شود. در اين مطالعه براي تهيه نقشه شماره منحني (CN) منطقه ابتدا نقشه گروه‌هاي هيدرولوژيك خاك در چهار گروه A ،B ،C  وD از طريق تركيب نقشه شيب، نقشه واحدهاي هيدرولوژيكي تهيه شده است. نتايج و بحث با توجه به روش محاسبه تشريح شده در قسمت قبل، CN در زير حوضه‌ها محاسبه شد. نتايج نشان مي‌دهد بيشترين مقدار CN در زير حوضه‌هاي H12-1-1-2 با CN 78.3 و زير حوضه H11int با CN 76.9 برآورد شده است با توجه به مقدار بالاي شماره منحني در اين دو زير حوزه انتظار وقوع سيلاب‌هاي آني در اين دو منطقه بسيار زياد است و به‌طوركلي ميانگين شماره منحني حوزه بالاي 70 است. پس از تكميل داده‌هاي ورودي به مدل بارش رواناب HEC-HMS،  مدل براي دوره بازگشت‌هاي مختلف اجرا  و دبي پيك محاسبه‌شده استخراج شده است. در كل حوضه حسين‌آباد بلوك  درمجموع 67472 مترمكعب سازه در اين حوضه اجراشده است كه 3 سازه سنگي ملاتي به مساحت 1139 مترمكعب و 10 سد خاكي به مساحت 66339 مترمكعب بوده است.  13 سازه‌ي ايجادشده مجموعاً داراي حجم مخزني برابر 222598.1 مترمكعب بوده‌اند. به علت اثرات فعاليت‌هاي آبخيزداري زمان تمركز حوضه تغيير كرده و عموماً افزايش داشته است. اين تغيير از طريق دو عامل شيب آبراهه اصلي و تغيير وضعيت پوشش(CN) قابل برآورد است. اطلاعات فوق در رابطه كرپيچ اصلاح‌شده زمان تمركز و زمان تأخير هر يك از زير حوضه‌هاي حسين‌آباد، بعد از عمليات آبخيزداري نيز محاسبه شده است. در اينجا تغييرات شامل زمان تمركز، CN و معادل‌سازي برخي عوامل با سطح مؤثر بوده است. با اعمال تأثيرات متناظر با انجام عمليات آبخيزداري در مدل بارش رواناب، مدل براي دوره بازگشت‌هاي مختلف اجرا و دبي پيك سيلاب بعد از عمليات آبخيزداري محاسبه‌شده است. نتيجه‌گيري امروزه به‌منظور اجراي پروژه‌هاي آبخيزداري هزينه‌هاي بسيار زيادي دراين‌ارتباط انجام مي‌شود.  اما شايد كمتر به اثربخشي اين پروژه‌ها پرداخته شود. درواقع بدون پايش و ارزيابي اين پروژه‌ها شايد اقناع كردن مديران سياست‌گذار جهت تخصيص اعتبارات و عوام مردم به‌منظور مشاركت داوطلبانه در اجرا و پشتيباني  پروژه‌هاي آبخيزداري امكان‌پذير نباشد. فعاليت‌هاي آبخيزداري به‌عنوان مهم‌ترين پروژه‌هاي كاهش ريسك سيل مطرح هستند. در اين تحقيق نظر به اينكه اجراي پروژه آبخيزداري منطقه حسين‌آباد جيرفت بسيار هزينه‌بر بوده و از مناطق مهم سيل‌خيزي منطقه است از مدل هيدرولوژيكي بارش – رواناب  HEC-HMS به‌منظور شبيه‌سازي دبي اوج سيلاب قبل و بعد اجراي فعاليت‌هاي آبخيزداري براي ارزيابي اثربخشي اين پروژه‌ها به‌منظور كاهش دبي اوج سيلاب استفاده شده است. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه فعاليت‌هاي آبخيزداري در منطقه حسين‌آباد جيرفت نقش اساسي در كاهش دبي پيك سيلاب دارند اين كاهش در بعضي از زير حوضه‌ها بيش از 95 درصد است كه نشان‌دهنده تأثيرگذاري پروژه‌هاي آبخيزداري و ميزان اثربخشي آن‌ها بر روي دبي اوج سيلاب است. بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت مدل HEC-HMS مدلي مناسب جهت پيش‌بيني واقعه بارش رواناب است. با توجه به كارايي خوب مدل HEC-HMS مي‌توان از اين مدل جهت برآورد سيلاب در حوضه‌هاي بدون آمار با واسنجي مناسب استفاده كرد و نتايج قابل‌قبولي به دست آورد.