بررسی آماری روند رسوب معلق با استفاده از تحلیل سری‌های زمانی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بار نیشابور)

فرسایش، انتقال رسوب، رسوب گذاری و کیفیت آب از مسائل بسیار مهم در مدیریت حوزه های آبخیز می باشند. از آنجاییکه بسیاری از حوزه های آبخیز در اکثر کشورها از جمله ایران فاقد ایستگاه رسوب سنجی هستند استفاده از روش های آماری برای تحلیل آمار رسوبدهی حوزه های آبخیز یکی از رهیافت های مهم بررسی روند رسوب زایی در حوزه های آبخیز است. بر همین اساس هدف از این مطالعه بررسی آماری روند رسوب معلق با استفاده از تحلیل سری زمانی در حوزه آبخیز بار نیشابور می باشد. در این مطالعه آمار رسوبدهی ایستگاه بار اریه در دوره زمانی 1393-1346 با استفاده از آزمون های مانکندال و پتیت مورد بررسی قرار گرفت. بررسی آماری سری زمانی دبی رسوب نشان می دهد که تغییرات تدریجی دبی رسوب در سطح پنج درصد معنی دار و کاهشی است. تغییرات ناگهانی سری زمانی دبی رسوب در سطح پنج درصد معنی دار است که نقطه تغییر آن سال1382 می باشد که میانگین رسوب از 317.62 تن در روز به میزان 17.25 تن در روز، در دوره بعد از سال 1382 کاهش یافته است. تحلیل روند آماری سری زمانی بارندگی روزانه ایستگاه های هیدرومتری کارخانه قند، ماروسک و بار اریه بعنوان ایستگاه های معرف اقلیمی حوزه و سری زمانی دبی آب در دوره زمانی 1393-1346 روند معنی داری را در سطح پنج درصد نشان نداد. در نتیجه می توان اظهار داشت که حداقل در سه دهه اخیر تغییرات محسوسی در میزان بارش و خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک در حوزه آبخیز بار وجود نداشته و نمی توان کاهش دبی رسوب در حوزه آبخیز بار را به شرایط خشکسالی و اقلیمی در دوره منتهی به نقطه تغییر نسبت داد. با توجه به اینکه اوج گیری فعالیت های آبخیزداری در حوزه آبخیز بار از سال 1384 (تقریباً مصادف با نقطه تغییر در سری زمانی رسوب معلق حوزه) شروع شده و تا 1389 بصورت رسمی ادامه داشته است می توان روند کاهشی در سری زمانی رسوب معلق حوزه را بیشتر مرتبط با فعالیت های سازه ای (گابیونی، خشکه چین، بند خاکی و تورکینست) عملیات آبخیزداری از اواخر دهه 70 تا کنون دانست.

Statistical trend analysis of suspended sediment load (Case study: Bar watershed, Neyshabur, Iran)

Erosion, sediment transport, sedimentation and water quality are considered as very important controversial issues in watershed management. Since many watersheds in countries including Iran don rsquo;t have any sediment gauge station, using statistical techniques to analyze erosion/sediment process is one of the important strategies for evaluating the trend of sediment yield. Accordingly the purpose of this study was to statistically evaluate the trend of suspended sediment load by using time series analysis in the Bar watershed, Neyshabur. In this work, the sediment load statistical records of the Bar hydrometric station during the period 19672012 were analyzed through the MannKendall and Pettit tests. Results showed that the gradual change of sediment load was decreasing and significant at the level of 5%. Abrupt change of sediment load time series was also significant at the level of 5%. The change point was matched with the year 2003 in which average sediment load of 317.62 tonnes per day declined by 17.25 tonnes per day after that. The statistical trend analysis of daily rainfall at the representative stations ldquo;Karkhane Ghand rdquo;, ldquo;Marusk rdquo; and ldquo;Bar rdquo; and water discharge time series at the Bar hydrometric station for the period 19672012 showed no significant trend at the level of 0.05. As a result, it can be stated that at least in the last three decades, there was no marked changes in rainfall and water yield and consequently meteorological and hydrological drought in the watershed. Therefore, we cannot attribute the decreasing trend of sediment load of the Bar watershed to metorological drought conditions in the period leading up to the change point. Investigations revealed that watershed management operations in the Bar basin started in 2005 (corresponding with the change point in time series of suspended sediment load) and officially continued until 2010. Therefore, the downward trend in the time series of suspended sediment load can be associated with structural operations (Gabion, rock and soil chack dams) from the late 90's until now which trap a considerable part of sediments.