ارزیابی اثرات بندسارهای کوهستانی بر رژیم جریان رودخانه و منابع آب پایین دست، مطالعه موردی: حوضه آبریز مرندیز بجستان، استان خراسان رضوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی آب، مرکز آموزش عالی کاشمر

2 پژوهشگر مرکز پژوهشی آب و محیط زیست شرق، مشهد

3 پژوهشگر / مرکز پژوهشی آب و محیط زیست شرق (EWERI)

4 عضو هیات علمی گروه مهندسی آب، مرکز آموزش عالی کاشمر، کاشمر، ایران.

چکیده

در مناطق خشک ایران بویژه در شرق کشور، احداث بندسار یکی از روشهای مهار و بهره‌برداری از آبهای سطحی بوده است که معمولا برای کشت سیلابی استفاده می‌شود. اما با وجود گستردگی زیاد این سازه‌ها در بعضی حوضه‌های آبریز کوهستانی، تا کنون مطالعه‌ای در ایران در مورد اثرات بندسارهای کوهستانی بر رژیم جریان رودخانه و دیگر مولفه‌های چرخه آب در یک حوضه آبریز صورت نگرفته است. در مطالعه حاضر، اثرات بندسارهای کوهستانی بر جریان رودخانه مرندیز بجستان واقع در جنوب غرب استان خراسان رضوی و اثرات آن بر منابع آب پایین دست مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به موجود نبودن داده و اطلاعات از بندسارهای این منطقه، بوسیله بازدیدهای میدانی و بررسی تصاویر ماهواره‌ای، بیش از 150 بندسار شناسایی شد. مساحت اراضی کشاورزی در پشت بندسارها نیز به همین روش تعیین شد که برابر 8/4 کیلومتر مربع (2/2 درصد از کل مساحت حوضه آبریز مورد مطالعه) می‌باشد. به منظور برآورد رواناب حاصل از بارندگی در مقیاس روزانه از روش شماره منحنی (SCS) برای دوره 97-1377 استفاده شد. بر این اساس، متوسط حجم رواناب سالانه در حوضه آبریز رودخانه مرندیز، در حدود 6/2 میلیون متر مکعب و متوسط ضریب رواناب سالانه 4/12% برآورد شده است. مقدار حداقل و حداکثر برای ظرفیت ذخیره بندسارها به ترتیب 95/0 تا 43/1 میلیون متر مکعب تخمین زده شد که اگر حجم رواناب روزانه بیش از آن باشد، سیلاب می‌تواند به نقطه خروجی حوضه آبریز برسد و وارد دشت شود. نتایج نشان داد در طول 15 سال، حداکثر تعداد 14 سیلاب (5% روزهای دارای رواناب) و حداقل پنج واقعه سیلاب (2% روزهای دارای رواناب) به خروجی حوضه آبریز کوهستانی و دشت رسیده است. در نتیجه کاهش سیلاب‌های ورودی به دشت بر اثر تعدد بندسارهای کوهستانی، باعث کاهش تغذیه آبخوان آبرفتی و شورترشدن آب‌زیرزمینی در دشت شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the effects of mountainous Bandsars on river flow regime and downstream water resources, Case study: Marandiz river basin, Razavi Khorasan province, Iran

نویسندگان [English]

  • Ata Joodavi 1
  • Shiva Gholizade Sarabi 2
  • Najmeh Majidi 3
  • maysam Majidi Khalilabad 4
1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Kashmar Higher Education Institute, Kashmar, Iran
2 East Water and Environmental Research Institute (EWERI), Mashhad, Iran
3 ResearcherHydroInformatics Dept. East Water & Environmental Research Institute
4 water engineering department, kashmar higher education institute.
چکیده [English]

In the arid regions of Iran, the construction of Bandsar has been one of the methods of runoff harvesting. However, despite the large extent of these structures in some mountainous catchments, so far, no study has been done in Iran on the effects of mountainous Bandsars on the river flow regime and other components of the water cycle in a catchment. In the present study, the effects of mountainous Bandsars on the Marandiz river, located in the southwest of Razavi Khorasan province, and its effects on downstream water resources have been investigated. Based on field studies and satellite images more than 150 Bandsars were identified in the study area. The area of agricultural lands behind the Bandsars was determined based on satellite images, which is equal to 4.8 km2 (2.2% of the total area of the river basin). In order to estimate the runoff from rainfall on a daily basis, the Curve Number Method (SCS) was used for the period 1998-2018. The average annual runoff volume in the Marandiz river basin was estimated about 2.6 MCM and the average annual runoff coefficient was estimated as 12.4%. The minimum and maximum storage capacity of the Bandsars (SCB)were estimated to be 0.95 to 1.43 MCM, respectively. If the daily runoff volume is more than SCB, the flood can reach the watershed-outflow point and enter the downstream plain. The results showed that a maximum and minimum numbers of floods reached the watershed-outflow point were 14 (5% of days with runoff) and five floods (2% of days with runoff) during the 15-year period. Therefore, the mountainous Bandsars in the Marandiz river basin have been reduced significantly the floods entering the downstream plain which has resulted in a decrease in the downstream alluvial aquifer recharge and increasing the groundwater salinity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River Basin Assessment
  • Water balance
  • runoff
  • water harvesting
اکبری، م. دستورانی، م. ت. و عباسی، ع. ا. 1394. بررسی ساختار بندسارها به‌عنوان سازه‌های سنتی استحصال آب باران در مناطق خشک و نیمه‌خشک (مطالعه موردی: منطقه جنوب سبزوار)، چهارمین همایش بین‌المللی سامانه‌های سطوح آبگیر باران، مشهد.
عرب خدری، م. و کمالی، ک. 1396. بندسار: روش سنتی حفاظت خاک و آب برای کشاورزی سیلابی. نشر مؤسسه آموزش و ترویج کشاورزی.
عرب خدری، م. و حکیم خانی، ش. 1382. بررسی رابطه دو فن‌آوری باستانی بیابان‌زدایی: بندسار و قنات. تحقیقات جغرافیایی، 18 (2): 49-61.
عرب خدری، م. 1394. برخی مسائل فنی و حقوقی در رابطه با بندسار، چهارمین همایش بین‌المللی سامانه‌های سطوح آبگیر باران، مشهد.
دستورانی، م. 1398. استفاده از سطوح خیابان و معابر برای استحصال آب باران در مناطق خشک و نیمه‌خشک (شهرستان سبزوار)،اولین همایش ملی راهبردهای سازگاری با کم‌آبی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، سبزوار.
تاجبخش، س. م. بگیان کوله مرزی، ب. و میرزایی، ع. ب. 1398. بندسارها روشی مناسب برای زراعت سیلابی (مطالعه موردی: جلگه ماژان)، هشتمین همایش ملی سامانه‌های سطوح آبگیر باران، مشهد.
عشقی‌زاده، م. و راسخی، م. ر. 1398. بررسی اقتصادی بندسارهای سنتی شهرستان گناباد (منطقه موردمطالعه: حوزه آبخیز کبوتر کوه شهرستان گناباد)، هشتمین همایش ملی سامانه‌های سطوح آبگیر باران، مشهد.
مهدوی، م. 1390. هیدرولوژی کاربردی، جلد 2، چاپ هفتم، انتشارات دانشگاه تهران.
Bartlett, M.S., Parolari, A.J., McDonnell, J.J. and Porporato, A. 2016. Beyond the SCS-CN method: A theoretical framework for spatially lumped rainfall-runoff response, Water Resour. Res. 52: 4608–4627.
Chow, V.T., Maidment, D.R. and Mays, L.W., 1988. Applied Hydrology. McGraw-Hill Science/Engineering/Math.
Javan, K., Azizzadeh, M.R. and Yousefi, S. 2016. An Investigation and assessment of meteorological drought in Lake Urmia Basin using drought indices and probabilistic methods. Natural Environment Change. 2(2): 153-164.
Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R. and Williams, J.R. 2005. Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation, Version 2005, Temple, Texas, USA.
USDA: National Resources Conservation Service, 2004. National Engineering Handbook: Part 630—Hydrology, U.S. Dep. of Agric. Nat. Resour.  Conserv. Serv., Washington, D. C.
Woodward, D. E., Hawkins, R., Hjelmfelt, A., Van Mullem, J. and Quan Q. 2002. Curve number method: Origins, applications, and limitations, paper presented at US Geological Survey Advisory Committee on Water Information—Second Federal Interagency Hydrologic Modeling Conference, July, US Geological Survey Advisory Committee on Water InformationSecond Federal Interagency Hydrologic Modeling Conference, Las Vegas, Nev.
Yuan, Y., Mitchell, J., Hirschi, M. and Cooke, R. 2001. Modified SCS curve number method for predicting subsurface drainage flow, Trans.  ASAE, 44(6): 1673–1682