۳- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمع­آوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی می­ شود.
۴- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکان­سنجی.
۵- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان ۷/۰ تا ۸/۰ هکتار برای هر نفر و در ایران ۲/۰ یا کمتر از آن برای هر نفر است.
دانلود پایان نامه - مقاله - پروژه
۶- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
۷- عقب بودن سیستم شبکه ­های آبیاری و زه­کشی، به طوری که از حدود ۲۶ میلیارد متر­مکعب جمع­آوری شده به کمک سدها، تنها ۶ میلیارد متر­مکعب در سیستم­های مهندسی آبیاری و زه­کشی جریان می­یابد.
۸- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهره ­برداری و مسائل امنیتی.
۹- اهمیت سرمایه ­گذاری­های کوچک با جمع­آوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
۱۰- اهمیت جمع­آوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگی­های وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریان­های فصلی، آلوده شده­است.
۱۱- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارت­های وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمان­ها و تأسیسات راه ­ها.
۱-۴- مزایای بهره­ گیری از سیستم­های استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستم­های بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفاده­کنندگان انتقال یابد و انجام روش­ها هدفمند باشد، به بهینه­سازی مصرف آب کمک می­ کند (اسمعلی و عبداللهی، ۱۳۸۹) به طوری که:
برای بیابان­زدایی نیازمند به برنامه­ ریزی دراز مدت است. با احیا و توسعه سیستم­های استحصال آب، بین مقابله با بیابان­زایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود می ­آید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی می­ شود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم می­انجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل می­ شود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامه­ ها و مدیریت بیشتر می­ شود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری می­ شود.
راندمان استفاده از منابع افزایش می­یابد.
اراضی تخریب یافته و زمین­هایی که منشا رسوب­اند، با هزینه کمی احیا می­شوند.
برداشت از سفره ­های زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود می ­آید و روند شوری کاهش می­یابد (به واسطه­ استفاده از آب با کیفیت بالا).
۱-۵- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامه­ ریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفاده­های انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخش­های دیگر فرایند برنامه­ ریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونه­برداری از منابع انجام می­شد، اما برنامه­ ریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع می­باشد که آن را برنامه­ ریزی با نقشه می­گویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه ۱۹۷۰ برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده ­های جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان می­دهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال ۱۹۶۳ در کانادا آغاز شد و در سال ۱۹۶۵ به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرد. گستردگی مفهوم و زمینه ­های کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information System نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار می­گیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیت­ها و محدودیت­های آن می­باشد (مخدوم، ۱۳۸۰).
۱-۵-۱- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارائه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره می­گردد:
مجموعه ­ای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیره­سازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش داده ­های مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص می­باشد (بوروغ[۲۲]، ۱۹۹۶).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیره­سازی، بازیابی، آنالیز و نمایش داده ­های مکانی است (کلارک[۲۳]، ۱۹۸۶).
به طور کلی GIS برای جمع­آوری و تجزیه و تحلیل داده­هایی استفاده می­ شود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب می­ شود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیم ­گیری می­باشد. GIS می ­تواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه می ­تواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدل­های جمع­آوری رواناب جهت خروج مطمئن داده ­ها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانه­ها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و داده ­های مربوط به آن‌ها در پایگاه داده ­ها.
- انجام تحلیل بر اساس داده ­های موجود و اجرای مدل­های مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدل­های نوین و منطبق با ویژگی­های محل.
۱-۵-۲- مزایای استفاده از GIS
با بهره گرفتن از محیط GIS و امکانات نرم­افزاری و سخت­افزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راه­ حل­های ریاضی و منطقی در GIS می­توان مدل­های تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستم­های اطلاعاتی جدا می­سازد، توانایی به کارگیری توأم داده ­های مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاس­های مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکته­های بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزش­های وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگام­سازی داده ­های وارد شده را در هر زمان امکان­ پذیر می­سازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزه­ها، با دخالت آن‌ها می­توان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
۱-۶- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (۱۹۸۵) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمه­خشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا می­برد و استفاده کامل­تر از علوفه آن‌ها را امکان­ پذیر می­سازد.
ریس­زو[۲۴]و همکاران (۱۹۹۱) نسبت­های مختلف سطح جمع­آوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت ۱ به ۱ در مقایسه با شاهد ۷۱/۱ برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور[۲۵] (۱۹۹۴) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمع­آوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمع­آوری کننده رواناب باران را برای منطقه­ای با بارش متوسط سالانه ۲۴۰ میلی‌متر، ۴۰ متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا[۲۶] (۱۹۹۴) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا ۴ برابر و از ۶۹/۱ تن در هکتار به ۳/۶ تن در هکتار رسید.
بور و بن­عاشر[۲۷] (۱۹۹۶) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام داده­اند و سطح مناسب جمع­آوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سال­های پرباران، با باران متوسط را محاسبه کرده ­اند.
اسچیتکاک[۲۸] و همکاران (۲۰۰۴) تأثیر تکنیک­های جمع­آوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سال­های خشک در حوزه ایمپلوویوم[۲۹] می­توان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط ۲۳۵ میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراس­های جمع­آوری کننده رواناب حداقل ۴/۷ باشد.
وینار[۳۰] و همکاران (۲۰۰۵) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا[۳۱] در جنوب آفریقا برای جمع­آوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که ۱۸ درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری[۳۲] و همکاران (۲۰۰۷) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT[33]) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA[34]) به پیش ­بینی رواناب در منطقه کانونس­ویل[۳۵] در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظه­ای، رواناب سطحی و سفره آب زیر­زمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفره ­های آب زیر­زمینی قرار گرفتند را نیز با بهره گرفتن از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیش ­بینی بهتری را انجام می­دهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردی­تر است و می ­تواند به طور دقیق­تری پیش ­بینی کند که رواناب از کجا آغاز می­ شود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو[۳۶] و همکاران (۲۰۰۶) اثر جمع­آوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایون[۳۷]چین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خط­الرأس­ها ۵/۵ تا ۸/۵ درصد بوده است ولی در کشت در گودال­های بر روی خط­الرأس­ها ۴/۹ تا ۶/۹ درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با بهره گرفتن از آب باران جمع­آوری شده می­توان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودال­های بر روی خط­الرأس­ها را ۴۰/۴ درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی[۳۸] و همکاران (۲۰۰۷) به مکان­ یابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمع­آوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه ۶/۲۳ درصد از حوزه آبخیز ماکانیا[۳۹] در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمع­آوری آب باران می­باشد.
ونگ کاهیندا[۴۰] و همکاران (۲۰۰۷) اثر جمع­آوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهره­وری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمه­خشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از ۲۰ درصد را به ۷ درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از ۷۵/۱ کیلوگرم در مترمکعب به ۳/۲ کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم[۴۱] و همکاران (۲۰۰۹) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بام­ها به عنوان مناطق جمع­آوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستم­ها از نظر اقتصادی امکان­ پذیر می­باشند.
اسماعیلی (۱۹۹۷) اثر روش­های مختلف استحصال آب باران در عرصه ­های منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روش­ها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان ۵ برابر شده است.
گازری­پور (۱۹۹۷) جمع­آوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقه­ای با بارندگی سالانه ۲۰۰ میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچه­هایی با شیب ۲ تا ۵ درصد، عملکرد بادام تا ۴۰ درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (۱۳۸۴) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفه­ای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمع­آوری آب باران در مناطق خشک و نیمه­خشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمع­آوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخر­های سر­پوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سال­های خشک و سال­های پر­باران را محاسبه کرده ­اند.
طهماسبی و رجبی­ثانی (۱۳۸۵) جمع­آوری آب باران در عرصه ­های طبیعی را راه­حلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمه­خشک دانسته و بر اساس مطالعه­ ای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسب­ترین سطح جمع­آوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمه­خشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (۱۳۸۵) به مقایسه دیم­زارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با بهره گرفتن از باران­ساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار ­محال ­بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد ۹۹ درصد بیشتر از دیم­زارها می­باشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیم­زارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر می­باشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسب­ترین و سریع­ترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود می­باشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می ­تواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، ۱۳۸۱).
۱-۷- طبقه ­بندی روش­های استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانه­های سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم می­شوند (ریج[۴۲] و همکاران، ۱۹۸۷):

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...