بررسی حوزه آبخیز رودخانه بیرجند

    
فصل اول    14
۱ـ۱ طرح مسأله    15
۲ـ۱ فرضیه‌ها    16
۳ـ۱ ضرورت و اهداف تحقیق    17
۴ـ۱ روش تحقیق    17
الف: مطالعات نظری و کتابخانه‌ای (اسنادی)    18
ب: کارهای میدانی    19
۵ـ۱ پیشینه تحقیق    19
۶ـ۱ موقعیت حوزه مورد مطالعه    21
فصل دوم زمین‌شناسی    23
مقدمه    24
۲ـ۲ زمین‌ساخت (تکتونیک)    26
۳ـ۲ چینه‌شناسی و سنگ‌شناسی:    28
چینه‌شناسی بلوک لوت در زمان کرتاسه:    28
چینه شناسی منطقه فلیش در کرتاسه:    28
۱ـ محدوده تحت پوشش افیولیت و مخلوط در هم رنگین:    29
جدول (۱-۲) واحدهای سنگی محدوده آمیزه افیولیتی در حوزه آبخیز بیرجند در نقشه ۱:۲۵۰۰۰۰    32
۲ـ محدوده تحت پوشش رسوبات فلیش:    32
جدول (۲-۲) واحدهای سنگی محدوده رسوبات نوع فلیش در حوزه آبخیز بیرجند    33
۳ـ محدوده تحت پوشش سنگهای آذر آواری جوانتر از افیولیت:    34
جدول (۳-۲) واحدهای سنگی محدود رسوبات جوانتر از افیولیت و آذرآواری در حوزه آبخیز بیرجند    35
۳-۲ زمین‌شناسی تاریخی    37
۱ـ مزوزوئیک    37
اما کرتاسه    37
۲ـ سنوزوئیک    38
۱ـ۲ ترشیری    38
۱ـ۱ـ۲ پالئوژن:    38
۲ـ۱ـ۲ نئوژن    38
۲ـ۲ کواترنر    39
جدول ۴-۲ لیتولوژی‌های موجود در برگه‌های ۱:۱۰۰۰۰۰ بیرجند    40
۴-۲ فرسایش‌پذیری واحدهای سنگی    41
جدول (۵-۲) فرسایش‌پذیری واحدهای سنگی در حوزه آبخیز بیرجند    42
فصل سوم اقلیم    43
۱ـ۳ ایستگاه‌های هواشناسی مورد مطالعه:    44
۲ـ۳ آب و هوای منطقه:    44
۳ـ۳ بارندگی:    45
۱ـ۳ـ۳ توزیع ماهانه بارندگی:    47
۲ـ۳ـ۳ توزیع فصلی بارندگی:    48
جدول ۲-۳ توزیع بارندگی فصلی ایستگاه بیرجند در دوره آماری ۲۰۰۳-۱۹۵۶    48
۳ـ۳ـ۳ شدت بارندگی؛    48
جدول (۳-۳) عملیات آماری بر روی داده‌های بارندگی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    49
جدول ۴-۳ دوره‌های برگشت و مقدار بارندگی با استفاده از روش توزیع گامبل    50
جدول (۵-۳) پارامترهای حرارتی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    51
۵ـ۳ رطوبت نسبی    51
جدول شماره (۶-۳) تغییرات ماهانه نم نسبی ایستگاه پسنوپتیک برحسب درصد (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    52
۶ـ۳ باد    52
جدول (۷-۳) مقادیر ماکزیمم لحظه‌ای سرعت باد در ایستگاه بیرجند (ارتفاع ۲متری) مآخذ گزارش هواشناسی    54
۷ـ۳ یخبندان    54
جدول «8-3» میانگین تعدد روزهای یخبندان در ایستگاه بیرجند در دوره آماری (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    54
۸ـ۳ میانگین متحرک:    54
جدول (۹-۲) میانگین متحرک بارندگی ایستگاه بیرجند در دوره آماری (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    55
۹ـ۳ شاخص بارندگی:    57
Indexpi= شاخص بارندگی    58
جدول (۱۰-۳) شاخص بارندگی ایستگاه بیرجند    58
۱۰ـ۳ تبخیر    60
۱۱ـ۳ ساعات آفتابی    61
جدول (۱۱-۳) میانگین ماهانه ساعات آفتابی ایستگاه بیرجند    61
۱ـ۱۲ـ۳ ضریب خشکی دمارتن    62
جدول (۱۲-۳) طبقه بندی آب و هوایی دمارتن    62
۲ـ۱۲ـ۳ ضریب رطوبتی ایوانف    63
جدول (۱۳-۳) طبقه‌بندی اقلیمی ایوانف    63
جدول (۱۴-۳) مقدار بارندگی و متوسط درجه حرارت و رطوبت نسبی حوزه آبخیز بیرجند    64
۳ـ۱۲ـ۳ سیستم طبقه‌بندی کوپن:    64
جدول (۱۵-۳) طبقه‌بندی اقلیمی براساس کوپن    65
۱۳ـ۳ نمودارهای اقلیمی:    66
۱ـ۱۳ـ۳ نمودار اقلیمی آمبروترمیک:    66
۲ـ۱۳ـ۳ نمودار کلیماگراف:    66
۳ـ۱۳ـ۳ اقلیم نمای آمبرژه:    67
P= میانگین بارندگی سالانه (میلی‌متر)    67
۱۴ـ۳ نتیجه‌گیری:    68
فصل چهارم هیدرولوژی    70
۱ـ۴ تخمین آبدهی سالانه:    71
۱ـ۱ـ۴ روش کتاین:    71
۲ـ۴ زمان تمرکز:    72
۱ـ۲ـ۴ روش کالیفرنیا:    72
۳ـ۴ـ تحلیل وقوع بارندگی ۲۴ ساعته در حوزه رودخانه بیرجند:    73
۱ـ۳ـ۴ روش تجربی گامبل:    73
جدول شماره (۱-۴) احتمال تجربی گامبل در حداکثر بارندگی ۲۴ ساعته ایستگاه بیرجند در دوره آماری ۲۰۰۳-۱۹۵۶    74
۲ـ۳ـ۴ روش تئوری گامبل:    76
جدول (۲-۴) احتمال تئوری گامبل در حداکثر بارندگی ۲۴ ساعته برای ایستگاه بیرجند در دوره آماری (۲۰۰۳-۱۹۵۶)    77
۴ـ۴ توزیع آماری گاما:    78
ب ـ روش تئوری گاما:    78
جدول ۴-۴ جدول تئوری گاما برای حوزه آبخیز بیرجند    79
۵ـ۴ بارندگی ۶ ساعته با دوره برگشت ۲ ساله:    80
۶ـ۴ کمبود آب ماهانه:    81
۷ـ۴ منابع آب  حوزه:    83
۲ـ۷ـ۴ منابع آب زیرزمینی:    84
جدول ۶-۴ تعداد چاه‌ها و میزان بهره‌برداری آب از دشت بیرجند    84
فصل پنجم خاک پوشش گیاهی تیپ و کاربری اراضی    86
خاک:    87
۱ـ۵ مقدمه    87
۲ـ۵ طبقه‌بندی خاکها    88
الف: Gypsiorthids    89
ب: calciorthids    89
۲ـ۲ـ۵ خاکهای رده انتی سول Entiosols    89
الف ـ زیر رده psamments    90
ب ـ زیر رده orthents    90
۳ـ۵ پوشش گیاهی    91
۱ـ۳ـ۵ پوشش گیاهی بیابانی و کویری    91
۲ـ۳ـ۵ پوشش گیاهی کوهپایه‌ای    91
۳ـ۳ـ۵ پوشش گیاهی کوهستانی    92
سایر گونه‌های گیاهی مشاهده شده در حوزه به شرح زیر می‌باشد.    92
۴ـ۴ تیپ اراضی    95
۱ـ۴ـ۵ کوهها:    95
ـ واحد ۱ـ۱    95
۲ـ۴ـ۵ تپه‌ها:    98
۳ـ۴ـ۵ فلاتها و تراسهای فوقانی:    100
۴ـ۴ـ۵ دشتهای دامنه‌ای:    101
۶ـ۴ـ۵ واریزه‌های بادبزنی شکل سنگ‌ریزه‌دار    102
۷ـ۴ـ۵ آبرفتهای بادبزنی شکل سنگ‌ریزه‌دار:    103
۸ـ۴ـ۵ اراضی مخلوط:    103
فصل ششم ژئومورفولوژی    105
ژئومرفولوژی    106
۱ـ۶ مقدمه:    106
۲ـ۶ بررسی علل تغییرات ژئومورفیک در حوزه:    107
۳ـ۶ توپوگرافی    108
۴ـ۶ ژئومورفولوژی ساختمانی    110
۱ـ۴ـ۶ اثرات نیروهای تکتونیکی بر مورفولوژی منطقه:    110
۲ـ۴ـ۶ گسله‌ها و درزها    112
۴ـ۶ زمین لرزه:    114
۵ـ۶ ژئومورفولوژی دینامیک بیرونی یا اقلیمی    116
۱ـ۵ـ۶ واحدهای ژئومورفولوژیکی    117
۱ـ۱ـ۵ـ۶ واحد کوهستان    117
۲ـ رخساره گیلوئی یا پرتگاه    119
رخساره سنگریزه و واریزه    120
۴ـ رخساره دامنه منظم    120
۵ـ رخساره دامنه نامنظم    120
۶ـ ناو معلق    121
۷ـ کواستا    121
۸ـ تافونی    121
۲ـ۱ـ۵ـ۶ واحد کوهپایه    122
۱ـ رخساره پادگانه‌های آبرفتی کهن    122
۲ـ رخساره پادگانه‌های جوان و مخروط افکنه‌ها    122
۳ـ رخساره فرسایش آبراهه‌ای    123
۴ـ رخساره بدلند    123
۵ـ فرسایش خندقی    124
۳ـ۱ـ۵ـ۶ واحد دشت    124
۱ـ رخساره دشت سر    124
۲ـ رخساره فرسایش سیلابی    125
۳ـ رخساره تراسهای آبرفتی    125
۴ـ رخساره دشت ریگی    126
۵ـ چاله    126
۶ـ اینسلبرگ    127
۷ـ ارگ بازالتی    127
۶ـ۶ ویژگی‌ها و خصوصیات مورفومتری حوزه    128
۱ـ۶ـ۶ ویژگی‌های ناهمواری حوزه:    128
۲ـ۱ـ۶ـ۶ ضریب ناهمواری حوزه:    130
۲ـ۶ـ۶ ارتفاعات حوزه و توزیع ارتفاعات    130
۱-۲-۶-۶ منحنی‌های هیپسومتری:    131
جدول شماره ۳-۶ جدول هیپسومتری حوزه آبخیز رودخانه بیرجند    132
۲ـ۲ـ۶ـ۶ منحنی سیکل فرسایش و ضریب انتگرال هیپسومتریک:    132
جدول ۴-۶ جدول فراوانی توزیع مساحت برحسب انتگرال هیپسومتریک    133
۳ـ۲ـ۶ـ۶ نمودار اکتی متری حوزه    133
۳ـ۶ـ۶ شیب متوسط حوزه    134
۱ـ۳ـ۶ـ۶ شیب متوسط وزنی حوزه آبخیز بیرجند:    135
جدول ۵-۶ جدول شیب توازنی    135
۴ـ۶ـ۶ ویژگیهای خطی شبکه آبراهه‌های حوزه    136
۱ـ۴ـ۶ـ۶ رابطه بین رتبه و تعداد شاخه‌های رود:    136
جدول ۶-۶    137
۲ـ۴ـ۶ـ۶ نسبت انشعاب    137
۳ـ۴ـ۶ـ۶ رابطه بین رتبه و طول شاخه‌های رود    138
جدول ۷-۶ رابطه بین رتبه و طول شاخه‌ها    139
۴ـ۴ـ۶ـ۶ تراکم شبکه رودخانه    140
۵ـ۴ـ۶ـ۶ طول و نیمرخ طولی آبراهه    141
۶ـ۴ـ۶ـ۶ ضریب ثابت پایداری آبراهه‌های حوزه    142
۵ـ۶ـ۶ ویژگی‌های مسطحاتی حوزه:    142
۱ـ۵ـ۶ـ۶ مساحت حوزه:    142
۵ـ۶ـ۶ محیط حوزه:    143
۳ـ۵ـ۶ـ۶ شکل حوزه:    143
الف: روش هورتن    144
ب: ضریب گراوبلیوس    144
ج: روش هیلر    145
د: مستطیل معادل حوزه:    145
۶ـ۶ـ۶ سیستم زهکشی غالب حوزه:    146
۱ـ۶ـ۶ـ۶ الگوی زهکشی موازی    146
۲ـ۶ـ۶ـ۶ الگوی زهشکی درختی:    147
۳ـ۶ـ۶ـ۶ الگوی زهکشی شعاعی:    147
۷ـ۶ـ۶ نیمرخ دامنه‌های حوزه    148
۱ـ۷ـ۶ـ۶ دامنه منظم    148
۲ـ۷ـ۶ـ۶ دامنه‌های نامنظم    149
۳ـ۷ـ۶ـ۶ دامنه محدب    149
۴ـ۷ـ۶ـ۶ دامنه‌های مقعر    149
۵ـ۷ـ۶ـ۶ دامنه‌های مرکب    150
فصل هفتم    151
۱ـ۷ مقدمه    152
۲ـ۷ فرسایش    153
۳ـ۷ بررسی سیکل فرسایش حوزه به روش دیویس    154
۴ـ۷ انواع فرسایش آبی در حوزه    155
۱ـ۴ـ۷ فرسایش بارانی    155
۲ـ۴ـ۷ فرسایش شیاری    156
۳ـ۴ـ۷ فرسایش خندقی    156
۴ـ۴ـ۷ فرسایش سیلابی    157
۵ـ۴ـ۷ فرسایش کنار رودخانه‌ای    157
۶ـ۴ـ۷ فرسایش انسانی (انتروپیک)    157
۵ـ۷ مدل فرسایشی M.psiac    157
جدول ۲-۷ امتیاز ارزیابی عوامل موثر در فرسایش در حوزه بند دره    158
۱ـ۵ـ۷ نتایج حاصل از جمع‌بندی عوامل نه‌گانه روش پسیاک در حوزه    159
۶ـ۷ مدل ای ـ پی ـ ام (E.P.M)    159
۱ـ۶ـ۷ تعیین ضریب استفاده از زمین یا xa    160
جدول ۳-۷ مقادیر ضریب استفاده از زمین (xa)    160
۲ـ۶ـ۷ محاسبه شیب متوسط حوزه آبخیز    162
جدول ۵-۷ مقادیر ضریب حساسیت سنگ و خاک به فرسایش(Y)    162
وضعیت فرایش به پورت کیفی در حوزه آبخیز را با استفاده از جدول ۶-۷ که طبقه‌بندی شدت فرسایش نام دارد استفاده شده است.    164
فصل اول
۱ـ۱ طرح مسأله
حوزه آبخیز رودخانه بیرجند در استان خراسان جنوبی قرار گرفته است. این رودخانه از ارتفاعات شرق بیرجند سرچشمه گرفته و بعد از عبور از شهر بیرجند به سمت غرب جریان می‌یابند و بعد از پیوستن چندین رودخانه دیگر به آن با نام رود شور بیرجند سیلاب آنها به کویر لوت می‌ریزد.
رودخانه بیرجند خشکرودی فصلی است و دبی آن در محل خروج از دشت حدود ۳۰۰ لیتر در ثانیه گزارش شده است و با توجه به آمار هواشناسی (۲۰۰۳-۱۹۵۶) متوسط دمای سالانه آن ۴/۱۶ درجه و متوسط بارندگی سالانه آن ۹۱/۱۷۰ میلیمتر برآورد شده است.
قدیمی‌ترین سازندهای حوزه متعلق به دوران دوم زمین‌شناسی، از آمیزه‌های رنگین، آهک و پریدونیت تشکیل شده و بیشتر در ارتفاعات جنوبی رخنمون دارند. سازندهای دوران سوم از توف آندزیت، آهکهای فومولیتی، مارن و کنگلومرا تشکیل شده و در ارتفاعات شمال و شرق حوزه دیده می‌شوند.
فرسایش و کاهش حاصلخیزی خاک از جمله مسائلی است که دست‌یابی به توسعه کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست را با مشکل روبرو می‌سازد. شناخت و بررسی ساز و کار فرسایش در حوزه‌های آبخیز و جلوگیری از به هدر رفتن یکی از غنی‌ترین و با ارزش‌ترین منابع طبیعی کشور یعنی خاک و مبارزه با این فرایند اهمیت زیادی دارد. عملکرد وسیع فرایندهای هوازدگی و فرسایش سیلابهای فصلی که به علت عدم پوشش گیاهی مناسب در طی زمان ایجاد می‌شود سبب تغییرات وسیعی در ساختمان ژئومورفولوژی این حوزه گردیده است علاوه بر عوامل اقلیمی و محیطی استفاده منطقی انسان از طبیعت و مسائل سنتی کشاورزی و چرای بی‌رویه باعث تسریع فرسایش و تغییرات ژئومورفولوژیکی حوزه شده است. فرسایش خاک و سپس کاهش بیش از اندازه منابع طبیعی در آینده باعث بروز بحران در حوزه‌های آبخیز خواهد شد. دورنمای کاهش بحران هنگامی می‌تواند به چشم آید که انسان امروز به پیشگیری بپردازد و آن استفاده‌ای را از طبیعت به عمل آورد که ویژگیهای طبیعی سرزمین دیکته می‌نماید و بعد این ویژگیها را با نیازهای اقتصادی و اجتماعی خود وفق دهد برای برنامه‌ریزی جهت توسعه پایدار و جلوگیری از فرسایش باید نقش هر کدام از عوامل طبیعی و انسانی مشخص گردد و با توجه به آن عوامل اقدامات آبخیزداری در حوزه‌ها انجام پذیرد.
یکی از زیر حوزه‌های رودخانه بیرجند حوزه آبخیز بند دره است که در جنوب و در ارتفاعات باختران قرار دارد در این حوزه بندی قدیمی به همین نام وجود دارد که براثر فرسایش و رسوبات سطح دریاچه آن پیر شده و عملاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. از آنجا این بند یکی از میراثهای تاریخی است و همچنین جنبه تفرجگاهی دارد لذا در وهله اول نیازمند انجام اقدامات آبخیزداری برای جلوگیری از فرسایش و ایجاد رسوب و سپس خارج کردن رسوبات از آن ضروری به نظر می‌رسد. و در این تحقیق به بررسی وضعیت فرسایش به روش پسیاک در این حوزه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

۲ـ۱ فرضیه‌ها
۱ـ همزمان با فعالیت نیروهای تکتونیکی (دینامیک درونی) شرایط اقلیمی (دینامیک بیرونی) بیشترین نقش را در شکل‌گیری اشکال ژئومورفولوژی داشته است.
۲ـ عدم کنترل آبهای جاری و دخالتهای انسانی سبب بوجود آمدن انواعی از فرسایش‌های تشدیدی و از بین رفتن حاصلخیزی خاک شده است.

۳ـ۱ ضرورت و اهداف تحقیق
آب و خاک از مهمترین منابع طبیعی و سرمایه ملی هر کشور به شمار می‌روند امروزه حفاظت و بهره‌برداری منطقی و مدیریت عالمانه این منابع طبیعی، محور مطالعات و رئوس برنامه‌های عمرانی کشورهای مختلف را تشکیل می‌دهند.
از آنجایی که هر تحقیق و پژوهشی هدف یا اهدافی را دنبال می‌کند، تحقیق حاضر نیز از این قاعده مستثنا نیست. اهدافی که در این تحقیق مورد نظر قرار گرفته‌اند عبارتند از:
ـ شناسایی و طبقه‌بندی اشکال ژئومورفیک حوزه و فرایندهای حاکم بر آنها
ـ شناسایی اشکال و میزان فرسایش و ارائه راه حلهای مناسب جهت پیشگیری از فرسایش خاک در این حوزه، چرا که با اندک بارندگی سیل ایجاد شده و باعث خارج شدن هزاران تن خاک از منطقه می‌گردد و این امر خسارات جبران‌ناذپیری بر منابع طبیعی بوجود می‌آورد.

۴ـ۱ روش تحقیق
روش شناسی بررسی‌های ژئومورفولوژیکی تا چند دهه قبل براساس روش استقرار و تبیین زمانی پدیده‌ها استوار بود (از جمله مدل چرخه فرسایشی دیویس) اما پیشرفتهای اخیر در علم ژئومورفولوژی باعث شد تا این دانش روش علمی قیاسی را به عنوان روش شناسی پژوهش اختیار کند لذا بررسی و مطالعه فرسایش نیز از این قاعده مستثنا نمی‌باشد.
در روش علمی قیاسی براساس تجربیات ادراکی و بررسی‌های اولیه تصویری از ساختار و ساز و کار پدیده فرسایش در این حوزه ارائه می‌شود براساس این تصویر مدلی ارائه می‌شود که این مدل براساس فرضیاتی استوار است که برای اثبات یا رد آنها تعاریف، طبقه‌بندی‌ها و اندازه‌گیری‌ها و بررسی‌هایی در مورد فاکتورهای موثر در مدل و طرح اولیه صورت می‌گیرد و در مرحله بعدی اطلاعات و داده‌ها باید گردآوری شود و در مدل مورد نظر بکار گرفته شود. با توجه به روش‌شناسی پژوهش، ابزار و مواد مورد استفاده در این تحقیق به قرار زیر هستند.
الف: مطالعات نظری و کتابخانه‌ای (اسنادی)
مطالعات نظری و اسنادی به عنوان اولین گام، در پژوهش حاضر در نظر گرفته شده است بدین جهت در مرحله اول نسبت به جمع‌آوری داده‌ها و اطلاعات زیر از سازمانهای ذیربط اقدام گردیده است.
۱ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس ۱:۵۰۰۰۰ برای کل حوزه
۲ـ نقشه توپوگرافی به مقیاس ۱:۲۵۰۰۰ برای حوزه بند دره
۳ـ نقشه زمین‌شناسی به مقیاس ۱:۱۰۰۰۰۰ و ۱:۲۵۰۰۰۰ بیرجند
در جریان مطالعات، نقشه‌های جدیدی همچون نقشه شیب، طبقه‌بندی ارتفاعی و جهت دامنه‌ها نقشه ژئومورفولوژی، پوشش گیاهی، نیز تهیه و مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
۴ـ تهیه داده‌ها و آمار هواشناسی مربوط به ایستگاه‌های موجود در حوزه و اطراف آن
۵ـ تهیه تصاویر ماهواره‌ای منطقه Tm از سازمان جغرافیایی  . . .