بررسی شاخص اتصال رسوبی با مقدار رسوب‌دهی حوضه آبخیز

1. بیان مسئله و اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

 اتصال هیدرولوژیکی (Hydrological connectivity) اصطلاحی نوظهور در حوزه­های آبخیز است که اغلب برای توصیف ارتباطات درونی بین رواناب و منابع رسوب در بخش­های بالایی و خروجی آبخیز مربوطه استفاده می­شود (Croke et al., 2005). اتصال رسوبی (Sediment connectivity) به انتقال رسوب از یک بخش به بخش دیگر و پتانسیل جابجایی ذره رسوب در آبخیز گفته می­شود (Bracken et al. 2015؛ Bracken et al. 2013). جابجایی و اتصال ممکن است درون دامنه‌ای، بین دامنه و آبراهه­ای و درون آبراهه­ای باشد. در این خصوص Croke به دو نوع اتصال ارتباط مستقیم از طریق خندق­ها و کانال­های جدید و ارتباط پراکنده که در آن رواناب سطحی از طریق جریان‌های سطحی دامنه‌ها به شبکه رودخانه­ای می­رسد اشاره می‌کنند (Bracken et al. 2013).

البته اتصال­ها هم از نظر مکانی و هم از نظر زمانی متفاوت هستند. جنبه­های مکانی به فیزیوگرافی آبخیز و تغییرات مکانی داده­های اقلیمی نیز مرتبط هستند. تحقیقات انجام شده توسط Hooke نشان داده است که تولید رسوب، انتقال و تحویل رسوب به پایین­دست کانال­های رودخانه نه‌تنها به فیزیوگرافی کلی آبخیز مرتبط است بلکه به جایگاه مکانی و اتصال درونی واحدهای فیزیوگرافیکی مختلف نیز بستگی دارد (Borselli et al. 2008). اثر هر نوع مانع در برابر جریان آب و رسوب، بستگی به اندازه و موقعیت آن در آبخیز دارد (Fryirs et al., 2007). به‌طور کلی میزان اتصال جریان در یک آبخیز به فرایندهایی که در درون آن رخ می­دهد، وابسته است. به طور خاص با افزایش مساحت آبخیز، منبع مستقیم رسوب به آبراهه از دامنه‌ها به دشت‌های سیلابی تغییر می‌یابد که قطعاً بر مقدار رسوب خارج شده از آبخیز اثر می­گذارد (De Vente and Poesen, 2005, Sidle et al 2017).

جنبه­های زمانی به عواملی از قبیل شدت و فراوانی بارش و رواناب و سیر تکامل زمانی مدیریت و کاربری اراضی و تغییرات فرایندهای انتقال رسوب مرتبط است. رخدادهای محدودی در تولید مؤثر رسوب از دامنه­ها و انتقال آن تا رودخانه­های با رتبه­های بالاتر یا سینک­های محلی نقش دارند (Borselli et al. 2008). تلاش­هایی­­ برای مدل‌سازی اتصال با مطالعه میزان نسبت تحویل رسوب (SDR) جهت محاسبه برآورد فرسایش ناخالص از طریق میزان تلفات خاک به مقادیر رسوب‌دهی مشاهده­ای در خروجی­های آبخیز و پس از رسوب‌گذاری (درونی) انجام شده است. از جمله مهم‌ترین آن‌ها می­توان به Ferro and Porto (2000)؛ Van Rompaey و همکاران (2001)؛ Mitasova و همکاران (2001) و Vigiak و همکاران (2012) اشاره کرد. آن‌ها تأکید کردند که استفاده از مدل‌سازی اتصال پیچیدگی­های زیاد و نیازهای داده­ای مدل­های فرسایش و رسوب امروزی را کاهش داده اما پیشنهاد کردند که بایستی در آبخیزهای همگن و با شرایط یکسان مورد استفاده قرار گیرد. آن‌ها پیشنهاد کردند که به منظور ارتقای الگو­های فضایی فرسایش در این مدل‌سازی‌ها بایستی تحقیقات تکمیلی­تری صورت گیرد.

میزان فرسایش و رواناب در قسمت­های مختلف سطح آبخیز همگن نیست و این امر می­تواند موجب پیامدهایی در اتصال هیدرولوژیکی و رسوب در درون آبخیز شود (عرب­خدری، 2018) . Borselli et al (2008) به نقل از Cammeraat سه عامل اصلی تأثیرگذار بر اتصال شاری یا Diffuse connectivity (ناشی از اتصال غیرمتمرکز) را تشریح کرد:

1.  نامنظمی سطح خاک (زبری) که این عامل می­تواند در مقیاس­ لکه­ای^[1] کم اهمیت باشد اما در مقیاس دامنه و تپه­ها بسیار مؤثر است.
2.  پراکنش مکانی پوشش گیاهی در مقیاس دامنه و آرایش مکانی بین واحدهای زمین در مقیاس آبخیز.
3.  شدت و مدت بارش و همچنین بارش مؤثر.

پوشش گیاهی نقش بسیار مهمی ایفا می­کند چرا که علاوه بر افزایش نفوذپذیری بر زبری سطح و پتانسیل محلی ذخیره رسوب و آب نیز مؤثر است (Owens, 2020). به دلیل این دو ویژگی مهم، پوشش گیاهی ارتباط بالادست و پایین دست را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مناطق بدلند (هزاردره) و مناطقی که به‌شدت تخریب شده­اند نسبت به اراضی کشاورزی و جنگلی از درجه بالاتری از ارتباط برخوردار هستند (Kirkby et al. 2002). تأثیر پوشش گیاهی بر اتصال مؤثر جریان، پدیده­ای بسیار پویا در زمان و مکان است که از فصل، تغییرات شدید اقلیمی (مانند خشک‌سالی) و فعالیت­های مدیریتی و کاربری اراضی تأثیر می‌پذیرد. دانستن آگاهی از توزیع مکانی و تکامل زمانی اتصال هیدرولوژیکی در آبخیزها امری مهم تلقی می­شود زیرا این عامل می­تواند به عنوان ابزاری در تخمین احتمال جابجایی سهم مشخصی از رسوب به بخشی دیگر استفاده شود (نجفی و همکاران، 2021).