۱-۲-۳- فرسایش پذیری خاک^[۱۳]
فرسایش پذیری در حقیقت بیان کمی حساسیت ذاتی خاک نسبت به جداشدن ذرات از بستر و انتقال آن توسط عوامل فرساینده است. به عبارت دیگر فرسایش پذیری خاک مقاومت خاک در برابرجدا شدن و انتقال ذرات است. خصوصیاتی از خاک که در فرسایش پذیری آن موثرند عبارتند از سرعت نفوذ، مقدار مواد آلی، بافت، ساختمان و کلوئیدهای خاک (رفاهی،۱۳۸۵).
۱-۲-۴- هدر رفت خاک: مقدار خاک شسته شده از یک سطح معین را گویند که بر حسب تن در هکتار یا گرم در متر مربع بیان می شود (مهدوی، ۱۳۷۸).
۱-۲-۵- نقش بافت، ساختمان و مواد آلی در هدر رفت خاک
بین مقدار سیلت یک خاک و فرسایش پذیری آن ارتباط نزدیکی وجود دارد. هر چه مقدار سیلت خاک بیشتر باشد و میزان فرسایش پذیری آن افزایش می یابد، زیرا سیلت چسبندگی ندارد. ارتباط بین درصد سیلت خاک و میزان فرسایش پذیری تحت تاثیر درصد مواد آلی و رس خاک می باشد. بین دو خاک با میزان سیلت برابر ولی مواد آلی و رس متفاوت، خاکی که میزان مواد آلی و رس بیشتری دارد، کمتر فرسایش پذیر است ( رفاهی،۱۳۸۵).
۱-۲-۶- نقش سازند زمین شناسی در هدررفت خاک
با شناخت سنگ ها، حساسیت آن ها نسبت به فرسایش تا حدودی معلوم می شود. مثلا سنگ های آذرین با فرسایش کم در مقابل آب و هوا و یخبندان مقاوم هستند و سنگ های رسوبی مانند مارن های دوره میوسن با مقدار گچ و نمک زیاد پتانسیل فرسایشی بیشتر و سنگ‌های آهکی مقاومت بیشتری در مقابل فرسایش دارند (احمدی،۱۳۷۷).
۱-۲-۷- نقش درجه شیب در هدر رفت خاک
نقش شیب زمین در فرسایش بر حسب خصوصیات خاک متفاوت است. اثر شیب در خاک های قابل نفوذ کاهش می‌یابد زیرا آب پیش از سرعت گرفتن در داخل خاک نفوذ می‌کند. با افزایش شیب پایداری خاک کاهش می‌یابد، به عبارت دیگر نیروی انتقال ذرات به طرف پایین افزایش می‌یابد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، شیب های تند فرسایش بیشتری ایجاد می‌کنند. زیرا در شیب تند، آب به سرعت به طرف پایین جاری می‌شود و انرژی جنبشی و قدرت فرسایندگی آن بیشتر می‌شود. اگر شیب زمین چهار برابر شود سرعت جریان دو برابر می‌شود یا با دو برابر شدن سرعت جریان، انرژی جنبشی و در نتیجه قدرت فرسایندگی آن چهار برابر می‌شود (مهدوی،۱۳۸۷).
۱-۲-۸- نقش جهت شیب در هدر رفت خاک
شیب های آفتاب گیر معمولا نسبت به شیب‌های سایه‌گیر فرسایش بیشتری ایجاد می‌کنند، زیرا شیب‌های آفتاب‌گیر نسبت به شیب‌های سایه‌گیر گرمتر بوده و تبخیر بیشتری دارند، بنابراین ذخیره آب خاک کم شده، رشد پوشش گیاهی کمتر است. همچنین، در شیب‌های آفتاب‌گیر تابش شدید خورشید با تجزیه مواد آلی، چسبندگی خاک از دست رفته و مستعد فرسایش می‌شود (پارساخو، ۱۳۹۱).

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۲-۹- رواناب^[۱۴]
زمانی که شدت بارندگی خالص در سطح زمین بر شدت نفوذ فزونی یافته و ذخیره چالاب سطحی پر شود، رواناب ایجاد خواهد شد. در حقیقت، رواناب از محاسبه اختلاف بین شدت بارندگی و نرخ نفوذ‌پذیری خاک بدست می‌آیدوقتی میزان مواد منتقله بیش از توان حمل رواناب باشد، رسوب گذاری شروع خواهد شد (فرسیت و همکاران، ۲۰۰۶؛ رفاهی، ۱۳۸۵).
۱-۲-۱۰- الگوی جریان رواناب روی ساختمان جاده جنگلی
با وقوع بارندگی، رواناب از دامنه بالادست جاده روی شیروانی خاکبرداری سرریز شده و این جریان به همراه رواناب حاصل از شیروانی خاک‌برداری وارد جوی کناری می‌شود (پارساخو، ۱۳۹۱). در جاده گرده ماهی شکل نیمی از رواناب حاصل از شیروانی خاک‌ریزی وارد جنگل می‌شود (دابی و همکاران،۲۰۰۴).بخشی از جریان آب داخل جوی کناری از طریق آبروهای عرضی وارد دامنه پایین دست جاده شده و در سطح جنگل رسوب می‌کند و بخش دیگر مستقیما وارد آبروهای جنگلی می‌شود (پارساخو،۱۳۹۱).

شکل ۱-۲- الگوی جریان رواناب روی ساختمان جاده جنگلی (فو و همکاران ۲۰۱۰)
۱-۲-۱۱- مدل برآورد رسوب SEDMODL
^[۱۵]SEDMODLیک برنامه مدل­سازی مبتنی برGIS^[16]است که در سال ۱۹۹۹ توسط شرکتی در شهر بیزایالات متحده آمریکا و با همکاری انجمن ملی بهسازی هوا و رودخانه توسعه پیدا کردند. این مدل­ها قسمت­ هایی از یک جاده با پتانسیل رسوبدهی بالا در یک حوزه آبخیز را معین و مشخص می­ کنند. وضعیت دوری و نزدیکی جاده­ها به شبکه رودخانه، توسط داده ­های مکانی سنجیده می­ شود (آکای و همکاران^[۱۷]، ۲۰۰۸؛ سارفیلت^[۱۸] و همکاران، ۲۰۱۱).
۱-۲-۱۲- مدل برآورد رسوب WARSEM
WARSEM^[19]یامدل فرسایش سطح جاده واشنگتنتوسط گروه منابع طبیعی واشنگتن طراحی شده است .این برنامه قادر است فرایند رسوبگذاری و زهکشی را از یک حوزه آبخیز پهناور گرفته تا یک قسمت کوچک از جاده مدل­سازی کند. به کمک این مدل می­توان یک برنامه دراز مدت برای مدیریت پایدار جاده تدوین نمود (داف وهمکاران، ۲۰۱۰ ).
۱-۲-۱۳- سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)
به دلیل نیاز به تسریع امور اجرایی، محدود بودن منابع مالی و افزایش هزینه‌‌ها در کشور ما، استفاده از فن‌آوری‌های برتر مانند فناوری اطلاعات، سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) و تکنولوژی سنجش از دور(RS)^[20]در امور جنگل‌داری ضروری و از اهمیت زیادی برخوردار است. سامانه اطلاعات جغرافیایی، یک سیستم رایانه‌ای برای مدیریت داده‌های مکانی است. هدف نهایی در کلیه پروژه‌های این سیستم،‌ ترکیب داده‌های مختلف از منابع گوناگون به منظور توصیف، آنالیز پدیده‌ها یا ایجاد نقشه‌های جدید است که می‌توانند در تصمیم گیری‌ها مورد استفاده قرار گیرند (هوشیارخواه، ۱۳۸۵).
فصل دوم
پیشینه تحقیق
۲-۱- سابقه ی تحقیق در داخل کشور:

• • راهبری سی‌سخت و عبدی(۱۳۸۹) میزان تاثیر چهار عامل عرض روسازی، شیب طولی جاده، درصد پوشش گیاهی، و سن جاده در تولید رسوب جاده های جنگلی را با کمک CULSED در جنگل آموزشی و پژوهشی خیرود کنارمورد بررسی قرار دادند. میزان رسوب تولیدی به کمک این مدل ۱۹/۱۳ تن در سال برآوردشد. برای نشان دادن میزان حساسیت تولید رسوب نسبت به هر یک از عوامل فوق، از ضریب همبستگی اسپیرمن بین دو متغیر استفاده کردند، نتایج نشان داد همبستگی میان عرض جاده و میزان رسوب تولیدی بیشترین و همبستگی بین سن و رسوب تولیدی کمترین مقدار است.

• • حسینی و همکاران (۱۳۹۱) از مدل پیش ­بینی تولید رسوب SEDMODL، برای تخمین میزان متوسط سالیانه تولید رسوب در جاده­های جنگلی سری ۱ جنگل­های داراب کلا استفاده کردند سپس فاکتورهایی مانند طول جاده، عرض جاده، میزان رسوب دهی با توجه به وضعیت زمین­ شناسی، فاکتور مربوط به سطح جاده، فاکتور ترافیک، شیب، بارندگی و فاکتور تحویل دادن رسوب با بهره گرفتن از نقشه­های GIS محاسبه کردند ونتایج نشان داد میزان فرسایش که در جاده­های منطقه ۵۱۴/۷۷ تن در سال می­باشد و از مقدار کل با توجه به فاکتور تحویل رسوب ۱۷۵/۱۳ تن در سال به آبراهه­ ها و رودخانه­ها وارد می­ شود.

• • پارساخو (۱۳۹۱) به اندازه‌‌‌گیری مقدار رواناب و هدررفت خاک بخش‌های مختلف ساختمان جاده جنگلی در سری‌های لت تار و لولت – ساری پرداخت و با بهره‌گیری از SEDMODLنقشه خطر رسوب‌دهی شبکه جاده به دست آمد. به منظور ارزیابی کارایی این مدل نرخ رواناب و هدر رفت خاک با باران ساز مورد اندازه‌گیری مستقیم قرار گرفت. نتایج نشان داد که زمان لازم تا ظهور رواناب در جنگل و شیروانی خاکریزی طولانی تر از شیروانی خاکبرداری و سطح جاده بودسطح جاده در مقایسه با شیروانی خاکبرداری شیروانی خاکریزی و جنگل رواناب بیشتری تولید می‌کند. هم‌چنین کارایی SEDMODL در برآورد هدررفت خاک ۲۳درصد بدست آمد.

۲-۲- سابقه ی تحقیق در خارج از کشور:

• • لوس و بلک (۱۹۹۹) به بررسی رسوب تولید شده ناشی از جاده جنگلی در ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا پرداختند. به این منظور جاده جنگلی را به هفتاد و چهار قطعه تقسیم کردند و به بررسی رابطه بین تولید رسوب و ویژگی­های جاده مانند فاصله میان زهکش­های عرضی، شیب جاده، بافت خاک و ارتفاع دیواره خاکبرداری پرداختند. نتایج نشان داد که تولید رسوب از جاده­های که بافت لوم رسی سیلتی دارند حدود ۹ برابر بیشتر جاده­هایی که بافت لومی شنی دارند است،هم‌ چنین خاک های دارای مقدار زیاد رس در مقایسه با خاک های در بردارنده مقادیر زیاد سیلت، پتانسیل فرسایش پذیری کمتری دارند و دانه‌های ریز شن سریعتر از دانه‌های درشت حرکت کرده وشسته می‌شوند.

• • لوس و بلک (۲۰۰۱) به مطالعه تاثیرات ترافیک و نگهداری جاده بر تولید رسوبات جاده جنگلی در ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا پرداختند. نتایج نشان داد که ترافیک سنگین در طول بارندگی و یا خراش جاده به منظور ایجاد کانال میزان فرسایش در جاده را افزایش می­دهد. در خاک­های ریزدانه و با مواد روسازی شده با کیفیت در پلات­های مورد مطالعه کندن (احداث) کانال رسوب بیشتری تولید می­ کند که این رسوب تولیدی معادل رسوبی است که ممکن است از تردد ۱۲ کامیون حمل بار در روز ایجاد شود.

• • گلن مورفی و وینگ (۲۰۰۵) به بررسی رسوبات دریافتی در جوی­ها در روش­های بهره برداری تک گزینی و متمرکز در یک دوره ۲۰ ساله در ۴۹۰۰ هکتار از جنگل­های کوهستانی ساحل اورگان ایالت متحده آمریکا با بهره گرفتن از سه مدل در یک package پرداختند. مدل SPECTRUMبرای برنامه­ ریزی زمان برداشت در یک پریود ۱۵۰ ساله و مدل NETWORK 2000 برای تعیین جاده­ها در یک دوره ۲۰ ساله برداشت از جنگل و عبور کامیون­های حامل چوب استفاده شد. مدل SEDMODL2 نیز برای تخمین رسوبات دریافتی در جوی­ها بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که در برداشت جنگل به شیوه متمرکز ۳۶ درصد کاهش در کل رسوبات دریافتی در جوی­ها نسبت به شیوه تک گزینی مشاهده گردید. جاده­ها در شیوه متمرکز رسوب کمتری تولید می­ کنند اما میزان تردد در این جاده­ها بالاست.

• • آکای و همکاران (۲۰۰۷) مدل­هایی را بر اساس روابط تجربی میان فاکتورهای محرک فرسایش تحت عنوان SEDMODL برای حوزه آبخیز جنگلی باسکنوس واقع در غرب شهر کهرمنمرس ترکیه طراحی کردند که امکان محاسبه حجم سالانه رسوب حاصل از شبکه جاده­های جنگلی را به کمک تکنیک­های GIS فراهم ­نمود. در این تحقیق مقدار رسوب حاصل از جاده­های جنگلی درجه دو با روسازی شنی، طول ۸۹۳/۵ متر، عرض ۵ متر و شیب طولی ۱۴ درصد ۸۳۹/۰ تن در سال بدست آمد.

• • فیو و همکاران (۲۰۰۷) در جنوب شرق استرالیا به بررسی مدل WARSEM در پیش بینی رسوب دریافتی در دو منطقه Moruya-Deua و حوزه آبخیز رودخانه تورسو پرداختند. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که رسوبات ناشی از فرسایش جاده سالیانه ۱۷۰۰۰ تن در سال می­باشد و کمتر از ۸ درصد از رسوبات دریافت شده از جوی­ها نشأت می­گیرند و جالب اینکه تنها ۲ درصد از کل بخش جاده نیمی از این رسوبات را تولید می­ کند.

• • فیو و همکاران (۲۰۰۸) در جنوب شرق استرالیا به بررسی مدل WARSEM در پیش بینی رسوب دریافتی در دو منطقه Moruya-Deua و حوزه آبخیز رودخانه تورسو پرداختند. نتایج حاصل از این مدل نشان داد که میزان فرسایش سالیانه جاده­ها در این دو منطقه به ترتیب ۳۵۰۰۰ و ۲۱۰۰۰ تن در سال و تحویل رسوب به رودخانه به ترتیب ۶ و ۹ درصد بود. نتایج این مطالعه نشان داد که WARSEMنرخ فرسایش خاک را بیشتر از میزان واقعی برآورد کرد.

• • مایرس (۲۰۰۸) در پژوهشی که در مورد کاهش رسوب در یافتی از جاده های جنگلی در جنگل تحقیقاتی مک دونالد دام ایالت متحده آمریکا پرداختند به این نتیجه رسیدند که رسوب ایجاد شده از جاده جنگلی در طول بارندگی ناشی از زیر لایه ها نیست بلکه از مواد روسازی شده (سنگریزه­ها) است و مدیران جاده جنگلی برای کاهش تولید رسوب جاده بایستی مواد روسازی مقاوم را به کارگرفته و به خوبی آن را متراکم کنند تا در برابر تایر ماشین­ها وایجاد شیار مقاومت نمایند. تراکم مواد سطح جاده و کنترل حداقل حمل بار و عدم برداشت چوب در هوای بارانی به بهبود سطح جاده و کاهش تولید رسوب کمک می­ کند.

• • فیو و همکاران (۲۰۰۹) میزان فرسایش و رسوب جاده جنگلی را با ترکیب دو مدل WARSEM(مدل پیش بینی رسوب) و CatchMODS(مدل تکنیک­های ردیابی رسوبات ژئوشیمیایی) در جنوب شرقی استرالیا برآورد کردند. این مطالعه به منظور ارائه اطلاعات جامعی در مورد رسوب معلق در مورویا و حوضه رودخانه تورسو انجام گرفت. نتایج حاصل از ترکیب این دو مدل در دو منطقه مورد مطالعه نشان داد که میزان رسوب حاصل از جاده به ترتیب ۹% و۱۰% از کل رسوبات دریافتی در حوزه آبخیز بود.

• • سارفلیت و همکاران (۲۰۱۱) ثابت کردند که برآورد تولید رسوب جاده در یک حوزه آبخیز در ایالت ارگون آمریکا از طریق اندازه گیری‌های میدانی رواناب و رسوب بهبود پیدا می‌کند. آن‌ها برای برآورد میزان رواناب ورسوب از مدل‌های DHSVM، WARSEM و SEDMODEL2 استفاده کردند. نتایج اندازه‌گیری‌های صحرایی نشان داد که میزان تحویل رسوب ۹/۶ تن در هکتار در سال برآورد شد، در حالی که با SEDMODEL2 و WARSEM تعدیلشده توسط مقادیر رواناب و رسوب اندازه‌گیری شده در صحرا، میزان تحویل رسوب به ترتیب ۲۸درصد و ۳۴ درصد کمتر از مقادیر به دست آمده توسط مدل‌های تعریف شده بدست آمد.

• • اسگاست و همکاران (۲۰۱۱) میزان تولید رسوب ۴۴ قطعه از جاده های جنگلی مناطق معتدله و مرطوب ایالت ارگون و کالیفرنیا را به کمک مدل‌هایWARSEM، SEDMODEL2، WEPPو RUSLEبرآورد نمودند. مدل‌های یاد‌ شده، میزان تولید رسوب را ۲تا ۸ برابر بزرگتر از مقدار واقعی ارائه دادند.مقادیر به دست آمده توسط این چهار مدل برای هر قطعه از جاده بسیار متنوع بود.

• • ارهان کاسکن (۲۰۱۲) به برسی میزان تولید رسوب جاده جنگلی به کمک مدل‌های WEPP، SEDMODL، STJ-EROS در جنگل Anbardağ که در سواحل دریای سیاه کشور ترکیه واقع شده پرداخت وبه این نتیجه رسید میزان رسوب اندازه‌گیری شده توسط مدل SEDMODL کمتر از دو مدل دیگر برآورد و برای مدیران جنگل‌ها استفاده ازدو مدل SEDMODL و STJ-EROS آسان است ونتایج آن‌ها هم به واقعیت نزدیکتر می‌باشد.

۲-۲-۳- جمع بندی نظرات ارائه شده