آنالیز آماری روابط بین بارش، رواناب و رسوب در مقیاس کرت (مطالعه موردی: حوزه آبخیز معرّف خامسان)

فرسایش خاک یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی، کشاورزی و تولید غذا در جهان است که در سال های اخیر با افزایش جمعیت شدت یافته است. میزان فرسایش در ایران نیز طی دهه های اخیر افزایش چشمگیری یافته است به طوری که میزان آن در سال 1330 حدود 500 میلیون تن، در سال 1340 حدود 750 میلیون تن، در سال 1350 حدود یک میلیارد تن و در سال 1372 بین 2 تا 2/2 میلیارد تن گزارش شده است (حسینی و قربانی، 1384). از طرفی، پیچیدگی فرآیند و اشکال مختلف فرسایش، پراکنش مکانی و زمانی آن و همچنین نبود و یا کمبود آمار و اطلاعات در اغلب حوزه های آبخیز، استفاده از مدل های تجربی مبتنی بر متغیّرهای در دسترس را ضروری می کند. لذا در این پژوهش که در حوزه آبخیز معرّف خامسان واقع در استان کردستان انجام گرفت، رابطه بین بارش، رواناب و رسوب در مقیاس کرت با استفاده از انواع رگرسیون دو و چند متغیّره و با تغییر شکل مختلف داده ها و نیز تغییرات زمانی تولید رسوب و رواناب بررسی شد. بدین منظور، ابتدا پس از هر رگبار منجر به تولید رواناب، مقادیر رواناب و رسوب در مخزن انتهائی کرت ها ی دائمی جمع آوری گردید، داده های بارش نیز از ایستگاه هواشناسی ثبات موجود در مجاورت کرت ها تهیه و با توجه به سابقه تحقیق مشخصه های مختلف رگبار و رواناب شامل مدت و مقدار بارش، حداکثر شدت لحظه ای و شدت در پایه های زمانی مختلف از جمله10، 15، 20، 25، 30، 35، 40، 45، 50، 55، 60، 65 و 90 دقیقه ای، شدت متوسط بارش، چارک های اول، دوم، سوم و چهارم بارندگی، انرژی جنبشی رگبار و همچنین ضریب، ارتفاع و حجم روان آب محاسبه شد. نتایج نشان داد که رسوب دهی کرت ها دارای بیشترین همبستگی معنی دار با حجم رواناب، حداکثر شدت های 20، 25، 55، 60 و 65 دقیقه ای با مقادیر ضریب همبستگی به ترتیب برابر با (887/0، 810/0، 813/0، 818/0، 821/0 و 814/0) می باشد. تولید رواناب کرت نیز دارای بیشترین همبستگی با مقدار بارش و چارک های سوم و چهارم بارندگی در سطح اطمینان 99 درصد می-باشد. همچنین نتایج نشان داد که مدل لگاریتمی با بیشترین ضریب تبیین (825/0)، ضریب کارایی (84/0) و حداقل خطای تخمین (57/11) و rmse (058/0)، بهترین مدل در تبیین تولید رواناب کرت می باشد. بعد از آن به ترتیب مدل-های توانی و معکوس با مقادیر ضریب کارائی (8/0 و 794/0)، ضریب تبیین (769/0 و 768/0) و خطای تأیید (73/4 و 84/3) قرار دارد. نتایج همچنین نشان دهنده بهینه تر بودن مدل های چندگانه در تبیین رسوب رگبارها می باشد که بعد از آن مدل های منحنی s، مکعبی، سهمی، نمایی، توانی و خطی قرار می گیرد. بررسی تغییرات زمانی رواناب و رسوب نیز نشان داد که از بین تمام پارامترها، در درجه اول حداکثر شدت رگبار در پایه زمانی 20 دقیقه و حجم روان آب و در مرحله بعد شدت های 25 و 30 دقیقه ای جزو مهمترین مشخصه ها در تبیین تغییرات زمانی تولید رسوب است که با نتایج بخش رگرسیون هم سو می باشد. درنهایت تحلیل نتایج موید حداقل بودن متوسط تولید رواناب و رسوب در فصل اسفند به ترتیب با مقدار 36803/0 متر مکعب و 12343/0 کیلوگرم و حداکثر بودن متوسط تولید رواناب (92655/0 مترمکعب) و رسوب (51511/0 کیلوگرم) به ترتیب در ماه های دی و آبان است.