مراتع یکی از مهم­ترین و با ارزش­ترین منابع طبیعی تجدید­شونده می­باشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیات­وحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژن­های گیاهی از جمله استفاده­های دیگری است که ارزش حاصل از آن­ها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفاده­های چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهره­برداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتناب­ناپذیر است.

به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمه­خشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتع­داران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمه­خشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گله­های دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز می­باشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهره­برداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسی­ترین نیاز بهره­برداران از مراتع در مناطق خشک و نیمه­خشک است (ایفاد، 2004).

در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان می­شود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود می­شود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگی­های خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمع­آوری رواناب به شمار می­آید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم می­دانند و استفاده از آن را یک فن­آوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی می­دانند که در مناطق خشک و نیمه­خشک به طور معنی­داری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک می­کنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقه­ای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت می­باشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیره­ای جمع می­شود، آب مصرفی دام را تأمین می­کند. همچنین منبع آبی برای مناطق پایین­دست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم می­نماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد می­باشد دارای اهمیت است. بنابر­این، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید می­نماید (محسنی ساروی، 1387).

جمع­آوری آب باران، با اهداف و انگیزه­های گوناگونی صورت می­گیرد که هدف اصلی آن، بهینه­سازی و مدیریت بهره­برداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمی­بارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدم­های بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفق­تر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمع­آوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانه­ها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پایین­دست هم صورت می­گیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمع­آوری می­شود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمه­خشک با جمع­آوری آب باران و تنظیم آن در بالا­دست حوزه­های آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیم­کاری برنامه­ریزی می­شود. بخشی از طرح­های آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت می­گیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دوره­های خشک به وجود می­آید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل می­یابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا می­کند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمع­آوری آب باران برای تغذیه سفره­های آب زیرزمینی، چشمه­ها و قنات­ها باشد. برای این کار، در بالا­دست قنوات و چشمه­ها در آبراهه­ها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری می­شود. این سیلاب­ها به تدریج در زمین نفوذ می­کنند و باعث افزایش آب‌دهی قنات­ها و چشمه­ها می­شوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری می­کنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشت­های کشور ما است را تا حدودی جبران می­کند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمع­آوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمع­آوری آب را فرآیند جمع­آوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.

1-2- هدف و ضرورت تحقیق:

امروزه تلاش­های بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینه­های مربوط به مکان­یابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیک­های جمع­آوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستم­های کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه می­نماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمع­آوری، ذخیره­سازی، تحلیل و تبدیل داده­های مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا می­باشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژی­های کامپیوتری و بسته­های GIS ای، امکان ارزیابی و درون­یابی داده­ها را در محدوده­های تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز داده­ها را برای کاربران فراهم می­سازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزه­ها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدل­سازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی می­باشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).

برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامه­های مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشه­های مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرح­ها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش می­تواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتع­داران جهت تأمین آب از طریق روش­های استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینه­ها، بایگانی و تکثیر راحت­تر آن‌ها می­گردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:

1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق داده­ها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأكید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.

2- مکان­یابی عرصه­های مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.

3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.

1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن

در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف می­شود: جمع­آوری رواناب­ها از سطح بام­ها، زمین­ها و همچنین آب­های گذران فصلی جهت استفاده از رواناب­ها.

جمع­آوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیت­هایی که به ذخیره شدن رواناب­های سطحی ناشی از بارش در داخل بانکت­ها، سطح تراس­ها و درون حوضچه­ها و استخرهای ذخیره­ی آب برای مصارف گوناگون منجر می­شود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و … ذخیره می­شود تا در ایام بی­باران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).

در تعریف جمع­آوری آب باران بین متخصصان آب­شناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمره­ی کارهای جمع­آوری آب باران می­دانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان می­دهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمه­خشک، با فناوری و روش­هایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمع­آوری مناسب، ذخیره­ی سریع‌تر و عملی­تر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).