نام پژوهشگر: حمید رضا کریم زاده

بررسی علل ایجاد آبکندها و عوامل موثر بر گسترش آنها(مطالعه موردی: شهرستان کوهدشت، حوزه شورآباد)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1389
  سید مهدی سیفی تیزابی   حمید رضا کریم زاده

فرسایش آبکندی یک نمونه بسیار شایع از فرسایش خاک می باشد که می تواند باعث کاهش حاصلخیزی خاک و محدودیت استفاده از اراضی گشته و همچنین تاسیساتی از قبیل جاده ها، حصارها و ساختمانها را در معرض خطر قرار دهد. در پژوهش حاضر به بررسی علل ایجاد و گسترش آبکندها در منطقه مطالعاتی شورآباد واقع در شهرستان کوهدشت، استان لرستان طی مهر 88 تا خرداد 89 می پردازد. بدین منظور تعداد 12 آبکند بصورت تصادفی انتخاب گشته و در دو گروه یک سر و چند سر طبقه بندی شد. خصوصیات اولیه آبکند از قبیل؛ طول، عرض، شیب بالادست، شیب کف و خصوصیات محیطی حوزه آبخیز آبکند از جمله؛ مساحت حوزه، شیب، ارتفاع، کاربری اراضی و زمین شناسی تعیین شد. سپس سه مقطع از آبکند در قسمتهای بالادست، میانه و پایین دست آبکند انتخاب و نیمرخ عرضی ترسیم گردید. برای هر آبکند یک پروفیل خاک به عمق 5/1 متر حفر گردید و نمونه-های خاک از چهار لایه 0-25 ، 25-50، 50-100 و 100-150سانتی متر برداشت گردید. خصوصیات خاک از جمله: بافت، هدایت الکتریکی، درصد رطوبت اشباع، اسیدیته، مقادیر یونهای کلسیم و منیزیم، میزان آهک، گچ، مواد آلی ، وزن مخصوص ظاهری ، میزان سدیم و درصد اجزاء بافت خاک در هر لایه اندازه گیری شد. در نهایت ارتباط بین فرسایش آبکندی با عوامل مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که آبکندها در سازندهای بختیاری و کواترنر در سه کاربری کشاورزی، مرتع و جاده مشاهده شده که فراوانی نسبی آبکندها در سه نوع کاربری تفاوت معنی داری نداشته اما میزان رسوب تولید شده از این کاربریها متفاوت بود، میانگین رسوب تولیدی از کاربری های جاده، مرتع و کشاورزی به ترتیب 4، 2/4 و 1/1 متر مکعب بوده که میزان فرسایش در کاربری های مرتع و جاده تفاوت معنی داری نداشته و میزان فرسایش در کاربری کشاورزی به میزان معنی داری کمتر از کاربری های جاده و مرتع بود. بررسی فراوانی نسبی آبکندها در طبقات مختلف شیب نشان داد که پراکنش آبکند بیشتر در شیبهای کمتر از 5 درصد می باشد. همچنین میزان تولید رسوب آبکندها در شیبهای زیر 10 درصد بیشتر از شیبهای بالاتر از 10 درصد می باشد. پراکنش آبکندهای چند سره در سازند کواترنر می باشد. این در حالی است که تفاوت معنی داری در تشکیل آبکندهای یکسره در سازندهای بختیاری و کواترنر مشاهده نشد. همچنین میزان رسوب تولید شده در سازند کواترنر بیشتر از سازند بختیاری بوده است. حداکثر هدر رفت خاک در خاکهای با بافت شنی لومی بوده و حداقل آن در بافت رسی سیلتی مشاهده گردید. مطالعات خصوصیات خاک آبکندهای مورد مطالعه نشان داد که در کلیه لایه ها میزان سیلت داری ارتباط معنی داری با میزان رسوب تولید شده دارد. با این وجود در لایه اول میزان رس، در لایه دوم میزان رطوبت اشباع، در لایه سوم درصد شن و شن بسیار ریز با میزان فرسایش ارتباط معناداری داشته اند. این در صورتی است که خصوصات خاک در لایه چهارم با حجم رسوب تولیدی از آبکندها ارتباط معناداری نداشتند

تعیین بهترین ترکیب سرباره فولاد سازی (فولاد مبارکه) به عنوان مالچ جهت تثبیت رسوبات فرسایش یافته بادی در خاک های منطقه شرق اصفهان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1390
  احمدرضا صفایی قهنویه   حمید رضا کریم زاده

یکی از مسائل مهم مناطق خشک و نیمه خشک هدررفت و فرسایش خاک به وسیله باد می باشد. حرکت شن های روان و ایجاد طوفان های گرد و غبار خسارات زیادی را به انسان وارد می کند. از طرف دیگر نیز سرباره از محصولات فرعی و زائد صنایع فولاد-سازی است که به صورت ضایعات، دفع شده و انباشت می شود و نحوه استفاده از آن به عنوان موضوعی اساسی مطرح است. بطوری-که به ازای تولید یک تن فولاد، حدود 150 کیلوگرم از این ماده تولید می شود. بطور کلی سرباره حاوی 17% آهن، 5/52% اکسید کلسیم، 92/8% دی اکسید سیلیسیم، 2/2% اکسید منیزیم و مقدار زیادی عناصر ضروری دیگر است. در این تحقیق به بررسی و کاربرد استفاده از سرباره به عنوان مالچ جهت کنترل فرسایش بادی و تثبیت شن های روان با استفاده از دستگاه تونل باد پرداخته شده است. به این منظور یکی از بحرانی ترین کانون های فرسایش بادی در اصفهان بنام دشت سگزی که در شرق این استان واقع است و دارای خاک های فرسایش پذیر می باشد، به عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب شد. در پژوهش حاضر سرباره فولاد سازی به عنوان پوشش مورد استفاده قرار گرفت. تیمارهای آزمایش شامل ضخامت در 2 سطح (1 و 2 لایه)، درصد پوشش در 4 سطح (25%، 50%، 75% و 100%)، دانه بندی در 3 سطح (30-15، 30-45 و 60-45 میلی متر) و سرعت باد در 7 گروه (5/13-5/12 و 5/12-5/ 11،5/11- 5/10 ،5/10-5/9 ،5/9-5/8 ،5/8-5/7 ،5/7- 5/6 متر بر ثانیه) و اثرات متقابل آنها و 4 تکرار در نظر گرفته شد و به منظور ایجاد بادهایی با سرعت معین در طول زمان مشخص از دستگاه سنجش فرسایش بادی که نوعی تونل باد قابل حمل است استفاده گردید. نمونه های خاک برداشت شده از منطقه سگزی، از ضخامت 20-0 سانتی متر بوده، که ابتدا تحت تیمارهای مختلف سرعت باد قرار گرفته و سرعت آستانه فرسایش بادی بدست آمد. سپس در پایه زمانی 5 دقیقه تحت تاثیر سرعت های بالاتر از سرعت آستانه قرار گرفته و میزان هدررفت خاک محاسبه شد. هم چنین به منظور تاثیر مالچ سرباره در به دام اندازی ذرات فرسایش یافته، تیمارهای انتخابی تحت شرایط قبلی مورد آزمایش قرار گرفتند. آزمایش به روش فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد و داده ها با استفاده از آزمون دانکن و تجزیه واریانس anova و نرم افزارهای spss و excle مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که گرچه ضخامت دو لایه مالچ میزان هدررفت کمتری نسبت به یک لایه دارد ولی از لحاظ آماری اختلاف معنی داری بین تعداد لایه ها در سطح 5 درصد وجود ندارد. مقایسه تاثیر تراکم های مالچ سرباره (درصد پوشش) نشان داد که سطح پوشش50% با سطح پوشش 25% و 75% اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد ندارد ولی تراکم های 25 و 75 درصد مالچ سرباره اختلاف معنی داری در سطح 1 درصد دارند. بین دانه بندی 30-15 و 60-45 میلی متر نیز اختلاف معنی داری در سطح یک درصد مشاهده گردید. مالچ های سرباره با تراکم 75% و دانه بندی 45-30 میلی متر بصورت یک لایه بعنوان بهترین تیمار انتخاب شد که از نظر فاکتور اقتصادی بودن طرح و سهولت انجام کار نیز قابل توجیه است. نتایج بدست آمده نشان داد که به دام اندازی ذرات با افزایش سرعت باد، بیشتر می-گردد. سطح پوشش و اندازه سرباره اثر متفاوتی بر روی انباشتگی گرد و غبار بادآورده دارند. بطوری که انباشتگی و تجمع گرد و غبار به صورت نمایی با افزایش سطح پوشش سرباره افزایش می یابد ولی به صورت نمایی با افزایش قطر سرباره کاهش می یابد. با توجه به انجام این تحقیق در محیط آزمایشگاهی، لازم است مالچ پاشی و پایداری مالچ در شرایط طبیعی نیز بررسی گردیده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردد.

تغییر کاربری اراضی و تاثیرآن بر رواناب سطحی و نوسانات آب زیرزمینی مطالعه موردی(حوضه رودخانه خشک شیراز)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1392
  جواد دمیری   حمید رضا کریم زاده

در یک اکوسیستم طبیعی بهره برداری از زمین و ایجاد تغییر در شرایط محیطی به ویژه پوشش گیاهی و کاربری اراضی آن اکوسیستم بر پاسخ های هیدرولوژیکی مانند جاری شدن سیلاب و میزان فرسایش و رسوب منطقه تاثیر گذار می باشد و در نهایت باعث خسارات شدید اقتصادی اجتماعی می شود. تغییر در خصوصیات دبی اوج، تغییر در حجم کل رواناب، تغییر در کیفیت آب و تغییر در تعادل هیدرولوژیک از مهمترین اثرات تغییر کاربری اراضی بر روی هیدرولوژی حوضه های آبخیز می باشد.در تحقیق حاضر دو هدف عمده به کارگیری مدل کامپیوتری hec-hms جهت شبیه سازی هیدروگراف جریان حوضه آبخیز رودخانه خشک شیراز و نیز بررسی سطح آب زیرزمینی، با استفاده از شاخص های ارزیابی و مقایسه نتایج مطرح است. نتایج واسنجی و اعتبار سنجی مدل hec-hms، همبستگی مناسبی با داده های اندازه گیری شده دبی جریان در خروجی حوضه آبخیز رود خانه خشک از خود نشان می دهد. مقادیر شاخص های کارایی مدل در این تحقیق شامل شاخص ناش - ساتکلیف، ضریب واریانس شبیه سازی، اریبی مدل در برآورد حجم جریان، درصد خطا در دبی اوج جریان، ضریب تبیین، ضریب تبیین وزنی و میانگین حداقل مربعات خطا در حد قابل قبولی است. می توان گفت که مدل مورد استفاده برآورد خوبی از مولفه های دبی حداکثر جریان و زمان تا اوج داشته است، و تنها در برآورد حجم جریان و همچنین پیش بینی در شاخه نزولی از توفیق کمتری برخوردار بوده است. نسبت دبی اوج جریان در سال 2011 نسبت به سال 1987 در دوره بازگشت صد ساله 3/10 درصد و در دوره بازگشت دو ساله 3/12 درصد بیشتر شده است. تفاوت زیادی در برآورد زمان تا اوج سیل در مدل hec-hms برای سناریوهای مختلف و دروه بازگشت های مختلف مشاهده نمی گردد. نسبت حجم جریان در سال 2011 نسبت به سال 1987 در دوره بازگشت صد ساله 7/10 درصد و در دوره بازگشت دو ساله 1/9 درصد بیشتر شده است.

اثر خشک شدن تالاب بین المللی گاوخونی بر فرآیند بیابانزایی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1392
  حشمت فتاحی   رضا جعفری

تالاب ها اکوسیستم های مهمی می باشند که عمدتاً به دلیل مدیریت نادرست خشک شده اند. طی فرآیند دراز مدت خشک شدن، تالاب ها ‏شرایطی شبه بیابان پیدا می کنند. در این پژوهش به بررسی اثر خشک شدن تالاب بین المللی گاوخونی بر فرآیند بیابانزایی در شرق استان ‏اصفهان پرداخته شده است. نقشه های کاربری و پوشش اراضی در منطقه مورد مطالعه، شامل آبهای سطحی، اراضی بدون پوشش، اراضی ‏نمک و اراضی دارای پوشش گیاهی با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده ‏mss‏ سال 1976، ‏etm+‎‏ سال 2006 و ‏tm‏ ‏سال 2011 و بر اساس روش طبقه بندی نظارت شده با حداکثر احتمال، تولید شد. در این پژوهش، همچنین روش مدالوس برای تولید نقشه ‏توزیع مکانی بیابانزایی بر اساس شش شاخص معیار خاک(سنگریزه سطحی، هدایت الکتریکی، مواد آلی، بافت خاک، نسبت جذب سدیم و ‏عمق خاک) و سه شاخص معیار اقلیم (بارندگی، تبخیر و تعرق و شاخص خشکی) استفاده گردید. سرعت آستانه فرسایش بادی و مقاومت ‏برشی خاک هم با استفاده از روش ویلکانوف و دستگاه پنومتر در منطقه تعیین شد. نتایج طبقه بندی تصاویر نشان داد که به ترتیب مساحت ‏چهار کلاس کاربری و پوشش اراضی، طی 36 سال از 01/468 کیلومتر مربع به 39/0 کیلومتر مربع، از 54/5168 کیلومتر مربع به 45/5478، از ‏‏05/205 کیلومتر مربع به 42/368 کیلومتر مربع و از 16/84 به 5/78 رسیده است. با توجه به نقشه های طبقه بندی، بیشتر تالاب خشک شده است؛ ‏بنابراین، 9 پروفیل خاک از دشت سر تا پلایا برای ارزیابی معیار خاک و همچنین معیار اقلیم برای تعیین وضعیت بیابانزایی در قسمت شمال ‏شرقی تالاب، بکار رفته ومورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که پروفیل 1 در کلاس بیابانزایی خفیف، پروفیل 2 در کلاس ‏متوسط، پروفیل 3 در کلاس شدید و پروفیل 4 تا 8 در کلاس خیلی شدید قرار دارند. سرعت آستانه فرسایش بادی و مقاومت برشی خاک، در ‏طول ترانسکت از واحد دشت سر تا واحد پلایا روندی کاهشی داشته است، بیانگر آن است که با خشک شدن تالاب بین المللی گاوخونی ‏این منطقه می تواند کانون ایجاد ریزگردها در سطوح استانی و ملی گردد.‏

بررسی علل فرسایش آبکندی در منطقه جوشقان و کامو استان اصفهان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1392
  عصمت الله قلجایی   حمید رضا کریم زاده

خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می رود. فرسایش آبکندی یک نمونه بسیار شایع از فرسایش خاک می باشد که می تواند باعث کاهش حاصلخیزی خاک و محدودیت استفاده از اراضی گشته، و همچنین تاسیساتی از قبیل جاده ها، حصارها و ساختمانها را در معرض خطر قرار دهد. آبکند یک کانال با کناره های دارای شیب تند و یک پیشانی فرسایشی پر شیب و فعال است که به وسیله فرسایش ناشی از جریان سطحی متناوب ایجاد گردیده است. در پژوهش حاضر به بررسی عوامل موثر بر فرسایش آبکندی در منطقه مطالعاتی جوشقان و کامو واقع در بخش قمصر شهرستان کاشان و در دامنه کوه کرکس، طی مهر 91 تا اردیبهشت 92 می پردازد. هدف از این پژوهش تعیین تاثیر عوامل خاک، برخی از عوامل محیطی دیگر بر میزان پسروی آبکندها می باشد. بدین منظور تعداد 5 آبکند در منطقه انتخاب و نیمرخ عرضی ترسیم گردید. برای هر آبکند از دیواره نزدیک پیشانی از سه افق قابل مشاهده نمونه گیری خاک انجام شد. خصوصیات خاک از جمله: بافت، هدایت الکتریکی، رطوبت اشباع، اسیدیته، مقادیر یونهای کلسیم و منیزیم، میزان آهک، گچ، موادآلی ، میزان سدیم و درصد اجزاء بافت خاک در هر لایه، درصد سنگریزه، متوسط وزنی قطر خاکدانه ها و نسبت جذب سدیم اندازه گیری شد. همچنین در این مطالعه ارتباط بین طول آبکند و حجم آن مورد بررسی و آستانه های تشکیل آبکند محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد، که بیشترین آبکندها در دوره زمین شناسی نئوژن و سازند حساس شمشک در دوره ژوراسیک زمین شناسی مشاهده می شود. بطوری که در هر سه کاربری مرتع، کشاورزی و بند قرار داشتند. نتایج به دست آمده تفاوت معنی داری بین تعداد آبکندهای رخ داده در هر کاربری را نشان نداد. البته میزان پسروی آبکند در کاربری های مختلف متفاوت بود و بیشترین مقدار در کاربری مرتع و کمترین پسروی در آبکندهای کاربری بند مشاهده شدکه به ترتیب 54 و 5/9 سانتی متر بود. در بررسی فراوانی آبکندها در طبقات شیب تفاوتی بین تعداد آبکند در شیب های مختلف مشاهده نگردید. تعداد آبکندها در شیب های بین 6 تا 12 درصد بیشتر از طبقات دیگر بود. در حالی که آبکندهای خطی در شیب های کمتر از 6 درصد و بیشتر از 12 درصد نیز رویت شد. و طی بررسی بین طبقات شیب با میزان پسروی آبکندها اختلاف معنی داری وجود داشت و میزان پسروی در شیب های کمتر از 6 درصد بسیار بیشتر از شیب های دیگر بود. پسروی آبکندها در سازند شمشک و نئوژن اختلاف معناداری ندارند اما میزان فراوانی آبکندها به مراتب در سازند شمشک بیشتر از نئوژن بود که خود حساسیت سازند شمشک را نشان می دهد. در بررسی میزان پسروی آبکند در بافتهای مختلف مشاهده شد که اختلاف معناداری بین میزان پسروی آبکندها با نوع بافت وجود ندارد. اما میزان پسروی به ترتیب در بافت های لومی رسی شنی، رسی سیلتی، لومی شنی می باشد. و نیز در بررسی درصد فراوانی آبکندها در بافت های مختلف مشاهده شد که اختلاف معنی داری بین میانگین درصد فراوانی آبکندها با بافت خاک می باشد. به این صورت که میزان فراوانی آبکندها در خاکهای رسی سیلتی کمتر از دو بافت دیگر می باشد. و همچنین میزان فراوانی آبکندها در بافت لومی رسی شنی بیشتر از دو بافت دیگر بود. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که افزایش میزان ذرات ریز دانه به ویژه رس و سیلت تاثیر زیادی بر کاهش پسروی آبکندها در بافت های مختلف ایفا می کند. نتایج نشان می دهد که خاکهایی با داشتن میزان بیشتر مواد آلی، مجموع کلسیم و منیزیم مقدار پسروی کاهش می یابد و نیز ph خاک منطقه که بین 55/7 تا 88/7 باشد به دلیل افزایش کلسیم خاک در این ph ها میزان پسروی آبکندها کاهش می یابد. در مقابل مقادیر زیاد شن، سیلت، سدیم، درصد سنگریزه و هدایت الکتریکی باعث افزایش پسروی آبکندهای مطالعاتی می گردد. از دیگر عوامل تاثیرگذار می توان از نفوذ پذیری که با افزایش آن میزان پسروی کاهش می یابد و حاصل ضرب مساحت حوزه زهکش در شیب، ارتفاع وسط آبکند و میزان بارندگی روزانه اشاره کرد که با افزایش این موارد پسروی آبکندها افزایش می یابد. برای برآورد میزان فرسایش آبکندی از روی عکس های هوایی معادله حجم و طول آبکند محاسبه گردید.