توصيفگر ها :
آبخيزداري , سيلاب , تحليل روند , نقطه شكست , رواناب
چكيده فارسي :
چكيده:
ايران به دليل موقعيت جغرافيايي خاص خود و شرايط اقليمي خشك و نيمهخشك، با چالشهاي فراواني در زمينه مديريت منابع آب و خاك مواجه است. پراكندگي نامنظم بارش، وقوع سيلابهاي ناگهاني، فرسايش شديد خاك و كاهش كيفيت منابع آب، از مهمترين مشكلات محيطزيستي و اقتصادي كشور محسوب ميشوند. استان لرستان، به عنوان يكي از مناطق پربارش كشور، به علت ساختار توپوگرافي كوهستاني، شدت شيبهاي بالا و بهرهبرداريهاي ناپايدار از منابع طبيعي، در معرض فرسايش خاك و روانابهاي مخرب قرار دارد. اين عوامل باعث شدهاند كه كنترل رواناب و كاهش انتقال رسوب، به مسئلهاي حياتي در حفظ پايداري منابع طبيعي و توسعه پايدار منطقه تبديل شود. در اين راستا، آبخيزداري به عنوان مجموعهاي از اقدامات فني، مديريتي و حفاظتي، نقش مهمي در بهبود وضعيت منابع آب و خاك ايفا ميكند. اين اقدامات ضمن كاهش حجم رواناب و كنترل سيلابها، موجب كاهش انتقال رسوب، افزايش نفوذپذيري خاك و ارتقاء ظرفيت ذخيره آب در سفرههاي زيرزميني ميشوند. پژوهش حاضر با هدف تحليل تأثير پروژههاي آبخيزداري بر كاهش رواناب و رسوب در حوضه آبخيز چمانجير و زيرحوضههاي آن شامل بهرامجو، چنارخشكه و كمالوند در خرمآباد استان لرستان انجام شد. براي ارزيابي تغييرات هيدرولوژيكي، دادههاي بلندمدت دبي، رسوب و بارش روزانه، ماهانه و سالانه در دورههاي زماني موجود از اداره آب منطقهاي لرستان گردآوري و تحليل شدند. همچنين اطلاعات مربوط به سازههاي آبخيزداري (13 سازه) از اداره كل منابع طبيعي استان اخذ شد و اطلاعات ناقص با بازديدهاي ميداني و برداشت GPS تكميل گرديد. در گام نخست، با استفاده از آزمون¬هاي تحليل روند من-كندال و روشهاي آماري تعيين نقطه شكست، روند و ساختار تغييرات در دادههاي دبي و رسوب ماهانه بررسي و دورههاي زماني همگن شناسايي شد. سپس تحليلهاي آماري شامل محاسبه گشتاورهاي خطي، برازش توزيعهاي آماري، آزمونهاي مقايسه ميانگين و ترسيم منحني جرم مضاعف براي هر دوره همگن در محيط نرمافزارهاي R و Minitab انجام گرفت. يافتهها نشان داد كه تأثير اقدامات آبخيزداري بر كاهش ميزان رسوب بهصورت معنادار بيشتر از كاهش حجم رواناب بوده است. بهويژه در حوضههاي بهرامجو و كمالوند، پس از احداث سازهها، رسوبدهي ماهانه بيش از 80 درصد كاهش يافت و در حوضه چنارخشكه نيز كاهش قابل توجهي در دبي و رسوب ماهانه مشاهده شد. در مقابل، در حوضه وسيعتر چمانجير، بهدليل وقوع سيلاب شديد سال 1398 و تجميع رواناب از زيرحوضههاي متعدد، تأثير سازهها كمتر محسوس بود و در برخي موارد افزايش موقتي نيز مشاهده گرديد. بررسي منحني جرم مضاعف و تحليل روند بارندگي نشان داد كه تغييرات دبي و رسوب عمدتاً ناشي از اقدامات آبخيزداري بوده و ارتباط معناداري با تغييرات اقليمي يا نوسانات بارش نداشته است.كليه مراحل تحليلي فوق براي دادههاي دبي سالانه و پيكهاي سيلاب نيز اجرا شد، اما در اين دادهها هيچ روند يا نقطه شكست معناداري مشاهده نگرديد. با توجه به اين موضوع، ميتوان نتيجه گرفت كه سازههاي آبخيزداري تأثير قابل توجهي بر كنترل روانابهاي شديد و پيكهاي سيلاب نداشتهاند. در مجموع، نتايج تحقيق حاكي از نقش مؤثر پروژههاي آبخيزداري، بهويژه در حوضههاي كوچك و با نگهداري مناسب سازهها، در كنترل فرسايش و كاهش انتقال رسوب است. اين نتايج ميتواند مبناي علمي و عملي براي بهبود طراحي و ارزيابي پروژههاي آينده در حوزه مديريت جامع منابع آب و خاك كشور باشد.
واژه هاي كليدي : آبخيزداري، سيلاب، تحليل روند، نقطه شكست، رواناب
چكيده انگليسي :
Abstract
Iran’s unique geographical location and predominantly arid to semi-arid climate pose significant challenges for water and soil resource management. Irregular rainfall distribution, sudden flash floods, severe soil erosion, and declining water quality are among the country’s most critical environmental and economic concerns. Lorestan Province, despite being one of the rainiest regions in Iran, faces considerable threats from soil erosion and destructive runoff due to its mountainous topography, steep slopes, and unsustainable exploitation of natural resources. These conditions have made runoff control and sediment reduction essential for sustaining natural resources and achieving regional development goals. Watershed management, encompassing technical, managerial, and conservation measures, plays a key role in improving water and soil conditions. These measures reduce runoff volume and mitigate flood impacts while decreasing sediment transport, enhancing soil infiltration, and boosting groundwater recharge capacity. This study investigates the impact of watershed management projects on runoff and sediment reduction in the Cham-Anjir watershed and its sub-watersheds—Bahrāmjow, Chenār-Khoshkeh, and Kamālvand—located in Khorramabad, Lorestan Province. Long-term hydrological data, including streamflow, sediment load, and precipitation (on daily, monthly, and annual scales), were collected from the Lorestan Regional Water Authority. Information on 13 watershed structures was obtained from the provincial Department of Natural Resources, with missing data supplemented via field visits and GPS surveys. In the initial phase, the Mann-Kendall trend test and statistical breakpoint analysis were employed to examine patterns and detect structural changes in monthly discharge and sediment data, enabling the identification of homogeneous time periods. Subsequent statistical analyses—including linear moment calculations, probability distribution fitting, mean comparison tests, and double mass curve analysis—were conducted using R and Minitab software. Findings revealed that watershed management interventions had a significantly greater effect on sediment reduction than on runoff volume. In particular, monthly sediment yields in the Bahrāmjow and Kamālvand sub-watersheds decreased by over 80% following structure implementation. Similarly, notable reductions in monthly discharge and sediment were observed in Chenār-Khoshkeh. However, in the larger Cham-Anjir watershed, the impact was less pronounced due to a major flood event in 2019 and accumulated runoff from multiple sub-watersheds, with some temporary increases observed. Double mass curve analysis and precipitation trend evaluation indicated that changes in discharge and sediment were primarily attributed to watershed management practices, rather than climatic variations or rainfall fluctuations. The same analytical methods applied to annual flow and flood peaks revealed no significant trends or breakpoints, suggesting that watershed structures had limited effectiveness in mitigating extreme runoff events. In conclusion, the study highlights the significant role of watershed management—particularly in smaller basins with well-maintained structures—in controlling erosion and reducing sediment transport. These findings offer valuable scientific and practical insights for enhancing the design and evaluation of future integrated water and soil resource management projects in Iran.
Keywords: Watershed Management, Floods, Trend Analysis, Breakpoint Detection, Runoff