شکل ۳-۷- واحدهای هیدرولوژیک منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………۳۷
شکل ۳-۸-پروفیل طولی رودخانه قزلار چای و امامقلی چای ۳۸
شکل ۳-۹- نمودار اقلیم نمای آمبرژه در منطقه مورد مطالعه ۴۵
شکل۳-۱۰- نمودار اقلیم نمای دومارتین و دومارتین اصلاح شده منطقه مورد مطالعه ۴۶
شکل ۳-۱۱- نمودار اقلیم نمای سیلیانینف منطقه مورد مطالعه ۴۷
شکل ۳-۱۲- نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه ۵۱
شکل ۳-۱۳- نمونه ای از فرسایش شیاری منطقه مورد مطالعه ۵۲
شکل ۳-۱۴- نمونه ای از فرسایش کنار رودخانه ای ۵۳
شکل۴-۱- نموگراف ویشمایر ..۷۰
شکل۴-۲- نقشه پوشش گیاهی حوضه آبریز سد ماکو …۷۶
شکل ۴-۳- منحنی نشان دهنده وضعیت سطح و نسبت تولید رسوب …۸۳
فصل اول
مقدمه، بیان مسئله و اهداف تحقیق
مقدمه، بیان مسئله و اهداف تحقیق ۲
۱-۱ مقدمه
سدهای مخزنی به عنوان پروژه های ملی و عظیم جز سرمایه های زیر بنائی جهت توسعه پایدار محسوب می شوند. رسوبدهی حوضه های آبخیز یکی از خصوصیات مهم هیدرولوژیکی آنهاست که در طراحی سازه ها آبی به عنوان یک مبحث اصلی مورد توجه طراحان می باشد. با احداث سد بر روی رودخانه ها دریاچه هایی در بالادست به وجود می آید. به دلیل پس زدگی آب در محل اتصال رودخانه به مخزن از سرعت جریان آب کاسته می شود، ظرفیت حمل رود خانه کم شده و پدیده رسوب گذاری در مخزن آغاز می شود در بعضی موارد پر شدن مخزن و بالا آمدن رسوبات در پشت سدهای مخزنی به قدری سریع است که عملا” عمر مفید سد را نصف می کند، از آنجایی که هزینه لایروبی و خارج کردن رسوبات از مخزن بسیار بالا بوده و با مشکلات خاص خود همراه است و همچنین باز نمودن دریچه های تحتانی به منظور خارج ساختن جریان حاوی رسوب موجب خالی شدن کامل مخزن از آب و ایجاد تنش ها و فشار هیدرو استاتیکی در بدنه سد می شود و همچنین هدایت آب حاوی رسوب از سمت دریچه ها به سمت دره پایین دست سد، موجب وارد آمدن خسارت به تاسیسات احتمالی موجود در پایین دست سد می شود. لذا عملا خارج نمودن کامل رسوبات از مخزن و استفاده از حجم کل آن در سدهای کشوری کاری دشوار و تقریبا” غیر عملی است اگر در طراحی سد مسئله رسوب مورد توجه قرار نگیرد پس از مدتی سازه های آبگیری و تاسیسات نیروگاههای برق آبی با مشکل جدی مواجه می گردند. لذا به نظر می رسد که میزان و وضعیت توزیع رسوب در مخزن باید قبل از ساخت سد مورد توجه قرار گیرد، و بعد از طراحی نیز مورد ارزیابی قرار گیرد اگر لازم بود اقدامات مدیریتی انجام شود.
مقدمه، بیان مسئله و اهداف تحقیق ۳
۱-۲- بیان مسئله
روش های متعددی جهت تخمین بار رسوبی رود خانه ها در منابع ملی مختلف ارائه شده است که غالبا” تجربی بوده و بعضی نیز از روی اندازه گیری های رودخانه ای تدوین شده اند که آنها نیز بدون خطا نمی باشند. هیدروگرافی و رسوب سنجی مخازن، چنانچه با دقت انجام شود بهترین روش جهت برآورد پتانسیل تولید رسوب حوضه آبخیز بالادست سد مخزنی می باشد، در حین انجام عملیات هیدروگرافی می توان، پروفیل رسوب گذاری در مخزن، محاسبه حجم و ارتفاع مخزن، وزن مخصوص نهشته ها و غیره را مورد بررسی قرار داد. نظر به اینکه سالانه مقدار قابل توجهی رسوب وارد مخزن سدها شده و باعث کاهش حجم کل و حجم مفید مخزن می گردد، لذا انجام عملیات هیدرو گرافی به صورت دوره ای جهت دستیابی به احجام واقعی مخزن به منظور استفاده از آن ها در مدیریت منابع آب سدها و مصارف پایین دست ضروری می باشد. اغلب رسوباتی که در مخازن سدها انباشته می شوند از فرسایش حوضه آبریز سدها بوسیله آب های سطحی ناشی از ریزش های شدید جوی بوجود می آیند. شدت فرسایش حوضه های آبریز و در نتیجه سرعت کاهش حجم مفید مخزن سدها بستگی کامل به شرایط حوضه آبریز، توپوگرافی،پوشش گیاهی ، مدیریت بهره برداری از مراتع، اقلیم منطقه، میزان نزولات جوی و نوع آنها، پراکنش نزولات و غیره دارد. اغلب سدهایی که تاکنون با مشکل رسوب و کاهش عمر مفید مواجه بوده اند مخصوصا” سدهای کشورمان به علت عدم برنامه ریزی صحیح در مورد حوضه آبریز و یا بهتر بگوییم در نتیجه احداث سد قبل از مطالعه کامل و اصلاح حوضه مربوطه دچار چنین مشکلاتی شده اند، به گونه ای که در بعضی موارد مانند سد سفید رود حجم مفید مخزن در کمتر از ۲۰سال بهره برداری به میزان قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. ته نشین شدن رسوبات در مخازن سدها علاوه بر اینکه به دلیل کاهش حجم مخزن مشکلات زیادی در رابطه با تولید نیروی برق آبی و آبیاری مزارع بوجود می آورد، به دلیل حرکت رسوبات به طرف دریچه های آبگیری و عبور ذرات رسوبی از درون دریچه ها مشکلات زیادی برای تاسیسات سد از قبیل دریچه ها، توربین ها و سایر تاسیسات بوجود می آورد. از آنجایی که انباشته شدن رسوبات در مخزن سدها به دلیل عمق زیاد آب روی آنها منجر به تراکم فوق العاده زیاد و چسبندگی ذرات می شود، لذا خارج نمودن رسوبات از مخزن جهت تمدید ظرفیت آن با مشکل مواجه بوده و مستلزم صرف هزینه های زیاد و ایجاد وقفه در بهره برداری سد می گردد، به گونه ای که در بعضی موارد هزینه بازیابی حجم از دست رفته برابر و یا حتی بیشتر از احداث سد جدید می باشد. لذا بهترین راه برای عدم مواجه شدن با چنین مشکلاتی برنامه ریزی و اجرای طرح های آبخیزداری و دقت در انتخاب محل مناسب سد قبل از اجرا می باشد.

مقدمه، بیان مسئله و اهداف تحقیق ۴
۱-۳- هدف تحقیق
هدف اصلی دراین تحقیق بررسی فرسایش حوضه آبریز سدماکو با مدل های تجربی EPM و MPSIACو برآورد میزان رسوب وارد شده به مخزن سد با بهره گرفتن از دو مدل تجربی است و همچنین مقایسه میزان رسوب بدست بوسیله مدل های تجربی EPM و MPSIAC با هیدروگرافی های انجام شده سد ماکو در سال۱۳۸۲ و ۱۳۸۷و در نهایت اعتبار سنجی مدل ها با بهره گرفتن از میانگین قدر مطلق خطا، جذر میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا نسبی، انتخاب و پیشنهاد بهترین مدل از بین دو مدل تجربی EPM و MPSIAC برای حوضه آبریز سد ماکو است. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در بهبود هر چه بیشتر مدیریت منابع آب و مدیریت بهره برداری سد مذکور مفید واقع گردد.
۱-۴- فرضیه
در مطالعات مشاور طراح میزان ۵۵/۰ میلیون تن در سال به عنوان متوسط رسوب ورودی به مخزن سد ماکو پیش بینی شده که شواهد و آمار موجود نشان می دهد که مقادیر واقعی خیلی بیشتر از این میزان بوده است. حال در این مطالعه با بهره گرفتن از مدل EPM و MPSIAC به بررسی میزان آورد رسوب بوسیله دو حوضه امامقلی چای و قزلار چای به مخزن سد ماکو خواهیم پرداخت. مدلEPM و MPSIAC فرسایش و رسوب را به صورت کمی برآورد می کند. در ایران مدل EPM و MPSIAC نسبت به سایر مدل های تجربی بیشتر استفاده می شود . مدل EPM و MPSIAC در ارزیابی فرسایش و رسوب حوزه های فاقد آمار و اطلاعات از دقت نسبتاً خوبی برخوردار است. همچنین در مدل EPM به عوامل موثر در تولید رسوب و فرسایش از قبیل رواناب و پوشش گیاهی توجه نشده است
۱-۵- معرفی فصل های پایان نامه
در فصل اول که مقدمه ای بر گزارش حاضر است به بیان مسئله و اساس تحقیق پرداخته شده و فرضیه ها و اهداف تحقیق مشخص شده است. فصل دوم شامل شرح مفاهیم اساسی بحث و مروری برتحقیقات صورت گرفته در زمینه فرسایش و رسوب بوسیله دو مدل تجربی EPM و MPSIACدر داخل و خارج کشور می باشد. در فصل سوم به معرفی منطقه مورد مطالعه پرداخته و روش ها و مدل های مورد استفاده برای انجام تحقیق شرح داده شده اند در فصل چهارم نتایج حاصل از کاربرد روش های مشروحه در فصل سوم برای حوضه سد ماکو بیان و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه گردیده است، نهایتا” در فصل پنجم نتیجه گیری تحقیق پیش رو و پیشنهادات لازم ارائه گردیده است.
فصل دوم
مفاهیم و پیشینه تحقیق
مفاهیم و پیشینه تحقیق ۶

مقدمه
خاک، یکی از مهم ترین منابع طبیعی هر کشور محسوب می گردد. بشر در طی تاریخ تکاملی خود, همواره از خاک به عنوان بستری برای کشت و کار محصولات کشاورزی و تامین نیاز های غذایی استفاده نموده است تا ادامه ی حیات خود را تضمین سازد. یکی از عواملی که در کشاورزی، بسیار مورد توجه قرار می گیرد و عامل اصلی نابودی بسیاری از زمین های حاصلخیز کشاورزی و تبدیل آن ها به مکان های غیر قابل کشت می باشد، پدیده"فرسایش خاک"است.
در مناطقی که فرسایش کنترل نمی شود عمق خاک به تدریج کاهش می یابد و حاصل خیزی خود را از دست می دهد. فرسایش خاک نه تنها سبب فقیر شدن مزارع می گردد واز این راه خسارت های جبران ناپذیری بر جای می گذارد بلکه با رسوب گذاری در آبراهه ها، مخازن سد ها و بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آن ها زیان های فراوانی را موجب می گردد. اگر به ارزش اقتصادی خاک و اهمیت زیاد آن در حیات انسان توجه گردد معلوم می شود که این گوهر گرانبهای طبیعت سر منشأ تولید تمامی مایحتاج اولیه بشر و تامین کننده نیازهای کلیه موجودات زنده می باشد که زندگی انسان وابسته به آنان است. کیفیت آب در حوضه های آبریز تا حد بسیار زیادی به کمیت و کیفیت فرسایش و رسوب وابسته است. بطور کلی عمده فرسایش مربوط به فرسایش خاک و رسوبات در بالا دست حوضه می باشد که در نتیجه عملیاتی مانند کشاورزی، بهره برداری های بی رویه از جنگل ها و مراتع صورت می پذیرد.
مفاهیم و پیشینه تحقیق ۷
فرسایش خاک همواره در طی قرن های مختلف یکی از خطرات جدی و تهدید کننده ی رفاه وآبادی هر جامعه محسوب می شده است. بر پایه بر آورده های انجام شده سالیانه چندین میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان بر اثر فرسایش خاک به کام نابودی کشیده می شوند. فائو (۱۹۹۱)یش بینی نموده است که مقدار فرسایش در ایران در سال ۱۳۹۰به۵/۴میلیارد تن برسد. فعل و انفعالات فرسایش خاک و جایگزینى اراضی غیر قابل کشت بجای بسترهای حاصلخیز خاک، تاسف انگیز است واین فرایند، باعث مهاجرت هزاران نفر از روستاییان به سمت شهرها شده است. بنابراین تردیدی نیست که پیشرفت و دوام کشاورزی مستلزم به کار بردن روش های مناسب ومؤثر برای جلو گیری یا کم نمودن شست وشو و هدرروی خاک می باشد. تلاش در جهت کاهش مقدار فرسایش با هدف نزدیک نمودن آن به مقدارخاک تشکیل یافته از جمله اقدامات مؤثری است که خواهد توانست منابع آب و خاک کشور را در شرایط مطلوب خود حفظ نماید. به عقیده ی عموم کار شناسان، مهم ترین علت فرسایش خاک عوامل انسانی است. افزایش رشد جمعیت نیازهای اقتصادی زیادی را به دنبال داشته است چرا که یکی از اساسی ترین نیاز های جمعیت موجود در کشور تامین مسکن می باشد و افراد سود جو، از این نیاز آگاهی دارند و به تخریب جنگل ها می پردازند متأسفانه ناتوانی مراکز ترویجی در اشاعه ی فرهنگ استفاده صحیح از جنگل ها و مراتع بر اساس اصول علمی و فقدان مدارس آموزش منابع طبیعی کافی برای روستاییان و عشایر از علل دیگر روند تصاعدی بالا می باشد. بر مبنای دلایل فوق انسان از طریق برهم زدن تعادل طبیعی، گونه های گیاهی با ارزش جای خود را به گونه های کم ارزش و خشبی می دهد، به تدریج نفوذپذیری خاک کاهش یافته و به تبع آن میزان ضریب رواناب به شدت افزایش می یابد. این هرز آب ها به جای نفوذ در زمین و تغذیه سفره های آب زیر زمینی، در سطح زمین جاری شده و بدلیل مسدود و یا انباشته شدن آبراهه ها و کاهش ظرفیت آن ها، هرزآب ها در تمام سطح اراضی جاری شده و به سیل تبدیل می گردند. در واقع آب حاصل از بارش بویژه بارندگی که موهبتی الهی و مایه ی حیات محسوب می شود، بواسطه ی فرسایش به بلایی خانمان سوز و زیان بار مبدل می گردد. و همچنین انسان با افزایش تعداد دام در سطح مراتع و تخریب غیر قانونی جنگل ها، عدم کاربری صحیح اراضی کشاورزی، استفاده نادرست از منابع آب وگاهی از طریق احداث خطوط جاده ای و بهره بر دارى غلط از معادن، فرسایش خاک را از حالت طبیعی و معمول خود خارج ساخته است و بر آن دامن زده است. علاوه بر این می توان به عدم تخصیص بودجه ی مناسب برای مبارزه با پیشرفت بیابان و هم چنین عدم توجه به حفظ زمین های زیر کشت اشاره نمود.
مفاهیم و پیشینه تحقیق ۸
با نیم نگاهی به تاریخچه ی کشاورزی کشور های توسعه یافته (مانند آمریکا ،فرانسه وژاپن) می توان دریافت که این کشورها دارای برنامه ریزی صحیح در بخش کشاورزی می باشند وکمبود بودجه ی بخش صنعت خویش را از درآمدهای بخش کشاورزی تامین می کنند.
متاسفانه در کشور ما به دلیل توجه بیشتر مسؤولان کشوری به بخش صنعت وعدم توجه آنان به بخش کشاورزی و نادیده گرفتن مشکلات آن باعث شده است که مسیر قهقرایی تخریب اراضی کشاورزی در سالیان اخیر سرعت بیشتری به خود بگیرد. بنابراین نباید مسأله ى حفاظت خاک را کوچک و کم اهمیت شمرد و توجه هر چه بیشتر و بهتر به این موضوع می تواند آینده جمعیت ایران را تامین سازد. در واقع به منظور جلوگیری از فرسایش خاک که به معنی کاهش میزان تلفات خاک می باشند بایستی سرعت فرسایش تقریبا” برابر سرعت طبیعی تلفات خاک گردد و آیت امر بستگی به انتخاب راهکارهای مناسب درجهت حفاظت خاک دارد.

تعریف فرسایش
کلمه فرسایش (اروژن^[۱]) از ریشه لاتین “ارودرى^[۲]” به معنی “ساییدگی” گرفته شده است و عبارت از ساییدگی سطح زمین یا “کاهش تدریج مواد” می باشد. به طور کلی فرسایش به فرآیندی گفته می شود که طی آن ذرات خاک از بستر اصلی خود جدا می شوند و به کمک یک عامل انتقال دهنده (مانند آب یا باد) به مکان دیگری حمل می گردند در علم کشاورزی فرسایش خاک انتقال یا حرکت خاک از نقطه ی به نقطه ی دیگر درسطح زمین می گویند که باعث تخریب اراضی وکاهش حاصلخیز ی خاک می شود.
مفاهیم و پیشینه تحقیق ۹
۲-۳- عوامل مؤثر بر فر سایش خاک
فرسایش یک پدیده ی تسطیح یا هموار کننده ی سطح زمین است به این معنی که خاک ها و قلوه سنگ ها درطی فرایند فرسایش از نقاط مرتفع تر به محل های پست تر حرکت مى کنند که نیرو های مختلفی دراین رابطه تاثیر گذار می باشند. به طور کلی فاکتور های که بر مقدار فرسایش اثر گذار هستند در سه گروه خلاصه می شوند:
۲-۳-۱- عامل انرژی
انرژی اولیه برای سست شدن بستر سنگ وخاک و به حرکت در آمدن آن ها می تواند تحت تاثیر نیرو های مختلف تامین گردد که در زیر به برخی از مهم ترین آن ها اشاره می گردد.
۲-۳-۱-۱- شیب زمین
شیب زیاد باعث تسریع جریان آب می شود و به همان نسبت، میزان فرسایش و هدرروی آب افزایش پیدا می کند. طول شیب نیز اهمیت دارد، چون هر قدر شیب ادامه ی بیشتری داشته باشد، بر مقدار جریان سطحی آب افزوده خواهد شد.
۲-۳-۱-۲- باد
باد به خودی خود نمی تواند صخره ها بفرساید ولی وقتی همراه خود ذرات معلق سیلت و رس حمل می کند یا ذرات شن را به صورت خزش وجهش منتقل می کند، موجب ساییده شدن(حتی سخت ترین صخره ها ) می گردد. این عمل، شبیه حرکت با دور آهسته ی عمل سنباده کشی است که به منظور تمیز کردن سطح فلزات، قبل از رنگ کردن آن ها، مورد استفاده قرار می گیرد.
مفاهیم و پیشینه تحقیق ۱۰
۲-۳-۱-۳- مقدار کل بارندگی و شدت آن ها
بارندگی زیاد در صورت که ریزش آن آرام باشد فرسایش زیادی ایجاد نمی کند؛ در حالی که باران هاى شدید، حتی به مقدار کم موجب فرسایش زیاد می شوند. در فصل سرما که زمین منجمد می شود و در فصل رشد گیاهان که پوشش گیاهی انبوه است، بارندگی اثر فرسایش کمتری دارد.