جمشید یاراحمدی

امروزه در کشورهای در حال توسعه، منابع طبیعی به خصوص جنگل ها به منظور اهداف اقتصادی با شدت زیادی در حال بهره برداری هستند که این امر موجب تأثیر بر تنوع زیستی، خصوصیات خاک، کمیت و کیفیت آب و اقلیم جهانی می شود. بنابراین لزوم توجه بیشتر به حفظ و احیاء جنگل ها بیش از پیش احساس می شود. امروزه تکنولوژی استفاده از اطلاعات مکانی حاصل از سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای، اطلاعات جامع و هدفمندی را برای مطالعات محیط زیستی فراهم کرده است. در این پژوهش نیز با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل2 که دارای قدرت تفکیک مکانی، طیفی و زمانی مطلوب می باشند، به بررسی و تعیین سطح، پراکنش و انبوهی جنگل های منطقه ارسباران و سایر کاربری ها پرداخته شد. جنگل های ارسباران در ارتفاعات قره داغ در شمال استان آذربایجان شرقی قرار گرفته است ومساحت منطقه مورد مطالعه 551211 هکتار می باشد. طبقه بندی منطقه به کاربری جنگل(انبوه، نیمه انبوه، تنک و خیلی تنک)، مرتع، کشاورزی، مسکونی و بایر، باغ و آب با استفاده از الگوریتم های مختلف انجام شد که نتایج نشان داد روش طبقه بندی نظارت شده حدکثر احتمال، بهترین روش برای طبقه بندی جنگل های ارسباران است. بر اساس نتایج به دست آمده مساحت جنگل های با تراکم بیشتر از 5 درصد،131019 هکتار محاسبه است که 39 درصد آن مربوط به جنگل انبوه، 36 درصد نیمه انبوه، 17 درصد تنک و 8 درصد خیلی تنک می باشد. در منطقه مورد مطالعه بیشترین سطح کاربری به ترتیب مربوط به مرتع، جنگل، کشاورزی، مسکونی و بایر، باغ و آب محاسبه شده است. با ارزیابی و تعیین صحت نقشه نهایی، ضریب کاپا  0.88 و صحت کلی 89.8% به دست آمد که این نتایج نشان داد روش طبقه بندی نظارت شده پیکسل پایه، روشی قابل قبول بوده و نقشه به دست آمده قابل اطمینان و کاربردی می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در تهیه برنامه های کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت مدیریت پایدار جنگل های کشور استفاده شود که منجر به شناسایی اراضی تخریب شده و جلوگیری از تعرض به اراضی منابع ملی جنگلی خواهد شد و همچنین به عنوان ابزاری مناسب برای برنامه ریزی و تصمیم گیری برای آینده جنگل ها به کار رود.

این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات مکانی-زمانی بارندگی تحت تاثیر احتمالی تغییر اقلیم در سطح حوضه دریان در شمال دریاچه ارومیه انجام گرفته است. باتوجه به عدم وجود ایستگاه-های هواشناسی با دوره آماری بلندمدت در نزدیکی منطقه مطالعاتی، امکان استفاده از داده های (CRU) به عنوان داده های مشاهداتی با بررسی وجود همبستگی بین این داده ها با داده های ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک موجود در منطقه انجام گرفت. نوسانات آتی بارش در دوره (2020-2050) با استفاده از پنج مدل های اقلیمی(GCM) و در قالب دو سناریوی انتشارRCP2.6 وRCP8.5 با استفاده از بسته نرم افزاری CCT پیش بینی شده است. انتخاب مناسب ترین مدل اقلیمی هر ایستگاه براساس مقدار RMSE انجام گرفت. نقشه های توزیع مکانی بارندگی در دوره های پایه و آتی به روش IDW در محیط GISتهیه شده است. وجود همبستگی معنی دار در سطح اطمینان 01/0 داده های (CRU) با ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک مجاور آنها، بیانگر امکان استفاده از آنها به عنوان داده های مشاهداتی بالاخص در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی می باشد. پیش بینی می شود درصد تغییرات وزنی بارش حوضه دریان در سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 به ترتیب (3/6+) (4/16-) نسبت به دوره پایه پیش-بینی شده است. متوسط وزنی بارش حوضه دریان در دوره پایه و سناریوهای یاد شده به ترتیب 7/312، 319 و 296 میلیمتر در سال برآورد گردید. علیرغم وجود عدم قطعیت در مطالعات تغییر اقلیم، نتایج حاصله در این تحقیق می تواند تصویر کلی از روند آتی بارندگی منطقه ارائه کرده و این اطلاعات می توند در برنامه ریزی منابع آب منطقه که ارتباط مستقیمی با حجم بارندگی ها دارند مفید واقع شود.

استمرار خشکسالی های اخیر در استان آذربایجان شرقی باعث کاهش منابع آبی قابل دسترس، افت شدید سطح سفره های آب زیرزمینی، خشک شدن و پسروی دریاچه ارومیه و گسترش سطح اراضی شور حاشیه دریاچه ارومیه شده است. از طرف دیگر، سطح زیر کشت باغات و اراضی زراعی نیزکه شدیداً وابسته به منابع آب زیرزمینی بوده، بصورت بی رویه و نامتناسب با شرایط اقلیمی توسعه پیدا کرده است. لذا تغییر الگوی کشت راهکار اساسی برای اصلاح الگوی مصرف آب در بخش کشاورزی بوده و تنها راه حل عملی در ارتباط با توسعه کشاورزی پایدار منطقه بشمار می رود. تحقیق حاضر با هدف تعیین پهنه های مناسب رویشی پسته جهت جایگزینی آن با باغات درجه دو و سه موجود در سطح استان انجام شده است. پهنه های مناسب کاشت پسته بر اساس فاکتورهای اقلیمی مختلف تاثیر گذار در مراحل مختلف رشد گیاه با استفاده از مدل سازی در محیط نرم افزار ArcGIS صورت گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که از کل مساحت استان حدود 25 درصدکاملاً مناسب، 27 درصد نسبتاً مناسب و 4/48 درصد نیزکاملاً نامناسب جهت کاشت پسته می باشد. نکته قابل توجه اینکه مناطق حاشیه دریاچه ارومیه جزء مناطق کاملاً مناسب بوده و این امر نشان می دهد که امکان جایگزینی باغات پسته با باغات موجود در این مناطق که نیاز آبی بالائی دارند، کاملاً عملی و امکان پذیر است. نتایج حاصله می تواند مبنای تصمیم گیری مطمئن تر برنامه ریزان بخش کشاورزی جهت ارائه الگوی کشت جدید و جایگزینی باغات پسته با باغاتی با نیاز آبی بالا گردد.

امروزه، اینترفرومتری تفاضلی راداری(DInSAR) به عنوان یکی از روش های کارآمد در اندازه-گیری جابجایی سطح زمین محسوب می شود. به طوری که با استفاده از این فناوری، امکان پایش حرکات کوچک سطح زمین به صورت پیوسته، با دقت بالا و در گستره وسیعی امکان پذیر است. در این پژوهش، از تکنیک اینترفرومتری تفاضلی بر اساس سری زمانی 6 تصویر راداری از سنجنده PALSAR ماهواره ALOS از 2007 تا 2010جهت شناسایی و پایش مناطق ناپایدار دامنه ای حوضه آبریز گرمی چای استفاده گردید. نتایج حاصله از این تحقیق بر اساس مشاهدات میدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج این تحقیق، 20 نقطه ناپایدار در بازه 92 روزه زوج تصویر راداری سال2007 شناسایی شد که بزرگ ترین آن ها از نوع لغزش چرخشی بوده و 11- سانتی متر در این مدت جابجایی داشته است. بر همین اساس، تعداد 25 نقطه لغزشی نیز در سال 2009 شناسایی گردید که مهم ترین آن، لغزش روستای سوین با میزان جابجایی cm5/7 تا 3/10- بوده است. نتایج به دست آمده در سال 2010 از برخی جهات قابل مقایسه با دو دوره قبلی بوده به طوری که تعداد مناطق ناپایدار در این دوره کمتر از دو دوره قبلی بوده و توزیع مکانی مناطق ناپایدار نیز عمدتاً به نیمه شرق حوضه محدودشده است. میزان جابجایی محاسبه شده در این دوره(cm2 تا 1/5-) نیز کمتر از دو دوره قبل بوده است. مهم ترین نقطه لغزشی شناسایی شده در دوره اخیر، توده لغزشی مجاور سد گرمی بوده که ادامه فعالیت ساختمانی سد را تحت تأثیر قرارداده است.

ناپایداری دامنه ای باعث ایجاد خسارات هنگفت اقتصادی و تلفات انسانی در سطح جهان می شوند. تهیه نقشه احتمال ریسک و تعیین مناطق مستعد وقوع آن ها،یکی از راه های آمادگی به منظور کاهش تأثیرات آتی چنین وقایع پرمخاطره محسوب می شود.هدف از این تحقیق، بررسی میزان حساسیت و تعیین احتمال وقوع ناپایداری دامنه ای در حوضه آبریز تسوج می باشد.بدین منظور، از مدل فرآیندیSINMAPدر محیط نرم افزاریGISو با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی زمین(DEM) مستخرج از نقشه های توپوگرافی مقیاس1:25000استفاده شده است.نتایج حاصل از اجرای مدل نشان داد که احتمال وقوع ناپایداری در منطقه نسبتاً بالا می باشد. واسنجی شبیه سازی از طریق مقایسه نتایج حاصله با داده های مشاهده ی در قالب نتایج تفسیر عکس های هوایی و مشاهدات صحرائی نشان داد که نتایج حاصل از شبیه سازی مدل با ضریب اطمینان بالائی قابل قبول است. همچنین، همپوشانی نتایج حاصل از مدل با نقشه های شیب و لیتولوژی منطقه نشان داد که زمین لغزش های منطقه عمدتاً نیز در روی سازندهای زمین شناسی ماسه سنگ، شیل و مارن و در شیب های 20-50 درصد رخ داده اند. گسترش سازندهای حساس به فرسایش و تأثیر فعالیت های تکتونیکی بر آن ها باعث شده تا حجم وسیعی از مواد واریزه ای در دامنه ها تشکیل شده و به علت شیب بالای حوضه و فقر پوشش گیاهی آن شاهد حرکات توده ای فعال در این ناحیه باشیم. بطوریکه انتقال این مواد سالانه خسارات هنگفتی به سازه های هیدرولوژیکی موجود در عرصه آبخوان تسوج وارد می سازد. با توجه به تطابق و همخوانی مطلوب نتایج مدل با مشاهدات صحرائی پیشنهاد می گردد تا مطالعات مشابهی برای تعیین مناطق دارای ریسک بالای ناپایداری دامنه ای قبل از شروع عملیات سازه ای مخصوصاً در مناطق ناهموار صورت گیرد. این امر می تواند خسارات ناشی از انتقال رسوب به این سازه ها را کاهش داده و عمر مفید آن ها را افزایش دهد.

این تحقیق به منظور بررسی نقش عوامل تکتونیک و لیتولوژی که از پارامترهای عمده و تاثیرگذار در ناپایداری دامنه ای در منطقه مطالعاتی می باشد مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش مشخص گردید که درحدود 90 درصد از مساحت پیکره ارتفاعات حوضه شمال آبخوانداری تسوج از سازندهای رسوبی تشکیل شده است. عملکرد شدید نیروهای تکتونیکی به ویژه در سازند های مقاوم و غیر مقاوم با ایجاد تراکم گسلی بالا (km 2 /km)2/2 به همراه حاکمیت سیستم فرسایش پریگلاسیر، به ویژه در ارتفاعات1700متری به بالا باعث شده تا با تخریب فیزیکی سنگ ها و پسروی پرتگاه ها، جریان های واریزه ای مجزا و ممتد بسیار تیپیک در سطح وسیعی در منطقه شکل بگیرند. برای مطالعه جهت اهداف تحقیق از نرم افزارهای Arc GISو داده های سنجش از راه دور استفاده گردیده و نهایتاً نقشه های تکتونیک و لیتولوژی و حساسیت سازندهای زمین شناسی با نقشه حرکات توده ای موثر در ناپایداری دامنه ای، ترکیب یا تلفیق داده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که ناپایداری دامنه ای غالب در منطقه عمدتاً از نوع واریزه های دامنه ای (Debris slide) و واریزه های دره ای (Debris flow) هستند و دینامیک آنها نیز عمدتا منشاء طبیعی داشته، که در میان عوامل موثر می توان به نقش تکتونیک و لیتولوژی،  نوع زمین ساخت به همراه عامل حساسیت سازندها از جمله مهم ترین پارامتر های تاثیر گذار آنها پرداخت. نتایج تحلیل های کمی نشان داد که اکثر ناپایداری دامنه ای(حرکات توده ای) دراثر عملکرد گسل های منطقه و در سازندهای حساس به فرسایش رخ داده است.

هدف از این تحقیق به کارگیری روش ژئوپدولوژی در تهیه نقشه خاک دشت هرزندات مرند در استان آذربایجان شرقی و مقایسه آن با نقشه خاکی است که قبلاً با روش فیزیوگرافی تهیه شده بود. ابتدا نقشه های پایه شامل عکس های هوایی، نقشه توپوگرافی ۱:۲۵۰۰۰ و نقشه زمین شناسی، تصویر لندست ETM منطقه، رقومی و سپس نقشه های اولیه مانند مدل ارتفاع رقومی، جهات و درصد شیب، سنگ شناسی و مدل سه بعدی تصاویر منطقه(۳D) تهیه شد سپس با استفاده از آن ها واحدهای زمین نما بر اساس تفسیر رقومی و پس از تست زمینی مرزبندی و نام گذاری شدند در مرحله بعد مطالعات خاکشناسی در مناطق نمونه صورت گرفت. با تجزیه وتحلیل نتایج آزمایشگاهی و اطلاعات حاصل از مطالعات صحرایی، خاک ها طبق روش طبقه بندی جامع خاک ها یا روش آمریکائی طبقه بندی و نیز لند فرم های مختلف تشخیص و نام گذاری شدند. نتایج نشان داد که منطقه مطالعاتی از سه واحد ژئومورفولوژیک کوهستان، دشت های دامنه ای و دره تشکیل شده اند. در این پژوهش، با توجه به الگوی پراکنش خاک های منطقه دو نوع واحد نقشه خاک شامل واحد همگون و واحد اجتماع یا مجموعه ها که خلوص واحدهای نقشه را نشان می دهد تشخیص داده شد که در روش فیزیوگرافی این ناخالصی ها در خاک های غالب ادغام و در نقشه خاک هیچ اشاره ای به آن ها نمی شود. در روش ژئوپدولوژی۸ فامیل خاک در سه رده انتی سولز، اینسپتی سولز و اریدی سولز و ۶۹ واحد اراضی و ۱۴۵ مرزبندی نقشه تفکیک شد. در حالیکه در روش فیزوگرافی تنها ۳۷ واحد اراضی و ۶۳ مرزبندی نقشه در دو رده انتی سولز و اینسپتی سولز تشخیص داده شده بود. از کیفیت بهتری برخوردار است. همچنین در این روش تنها ۳۷ پروفیل حفر شد که در مقایسه با روش فیزیوگرافی که ۱۸۰ پروفیل در آن حفر و مطالعه و نمونه برداری گردیده است هزینه کمتری صرف شده و زمان لازم برای تهیه نقشه خاک نیز به مراتب کمتر از روش فیزیوگرافی است. تعیین حدود و ترکیب واحدهای نقشه خاک در روش فیزیوگرافی در نظر گرفته نشده و تعیین حدود واحدها و مرزبندی های نقشه عاری از جنبه های آماری است. اما در روش ژئوپدولوژی مرزبندی واحدهای تفکیکی با واقعیت زمین منطبق است. لذا کارایی این روش به مراتب از روش فیزیوگرافی بیشتر بوده و توصیه می شود که در تهیه نقشه خاک روش ژئوپدولوژی جایگزین روش فیزیوگرافی شود.

نقش فرسایش خاک، در تولید رسوب و پُر شدن مخازن سدها، از اهمیت جهانی برخوردار است. از آنجا که بسیاری از حوضه های آبخیز در اکثر کشورها ، ازجمله ایران، فاقد ایستگاه های رسوب سنجی هستند، بنابراین باید در چنین مناطقی برای برآورد فرسایش و رسوب از مدل سازی استفاده شود. منطقه مورد مطالعه، ایستگاه های حفاظت خاک مرکز تحقیقات کشاورزی آذربایجان شرقی است که از سازندهای مارنی تشکیل شده است. برای برآورد فرسایش و رسوب، منطقه مورد مطالعه به سه زیرحوضه تقسیم شد و هر زیرحوضه تحت مدیریت متفاوت حفاظت خاک قرار گرفت و در خروجی آنها، میزان فرسایش و رسوب به صورت مستقیم اندازه گیری شد. برای ارائه تصویر مناسبی از توزیع مکانی مقادیر تلفات خاک در سطح منطقه و همچنین بررسی تأثیر روش های مختلف مدیریتی در کاهش هدررفت خاک و نهشته گذاری آن، از مدل ویپ با به کارگیری برنامه ژئوویپ استفاده شده است. نتایج این مدل در قالب نقشه های تلفات خاک و مکان های ترسیب در محیط GIS ارائه شده است. ارزیابی کارایی مدل مذکور از طریق مقایسه مقادیر کمی رسوب مشاهداتی با مقادیر برآوردی صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی مدل در محل خروجی هر زیرحوضه، به ترتیب مقادیر 2/23، 3/21 و 5/6 تن در هکتار گزارش شده است؛ در حالی که مقادیر مشاهداتی در این مناطق، به ترتیب 2/20، 7/18 و 8/4 تن در هکتار بوده است. از سوی دیگر مکان های نهشته گذاری در سطح حوضه، مطابقت کاملاًً مناسبی با محل های سازه های مکانیکی (کنتور باند و کنتور ترنج ها) نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل WEPP کارایی خوبی در شبیه سازی فرسایش و رسوب دارد؛ به طوری که مقایسه آماری نتایج به دست آمده از این روش با نتایج آزمون t نرم افزار STATGRAPHICS بین داده های مشاهده ای، در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنا داری دیده نشد.

فرسایش آبی و زمین لغزش ها، هر دو از منابع اصلی تولید رسوب در حوضه های آبخیز هستند، ولی تا کنون مدل جامعی برای تعیین سهم حرکات توده ای در بار رسوبی حوضه هایی که در آن زمین لغزش های زیادی اتفاق افتاده، ارائه نشده است. پژوهش پیش رو با این فرض انجام گرفته است که عوامل مؤثر در فرسایش پذیری و افزایش بار رسوبی حوضه ها، تأثیر مشابهی در ایجاد و تشدید حرکات توده ای زمین داشته و توان تولید رسوب در دامنه های ناپایدار همبستگی معناداری با سطوح گسیختگی دارد. با توجه به اینکه همیشه تمامی مواد جابه جا شده لغزشی، امکان انتقال به داخل شبکه زهکشی را نداشته و در اغلب موارد، بخشی از آن در سطح دامنه ها همچنان باقی خواهند ماند. در این پژوهش، از مدل فرایندی WEPPدر محیط نرم افزاری ArcGIS با عنوان GeoWEPP، برای شبیه سازی مقادیر رسوب و ته نشست متأثر از وقوع زمین لغزش ها در حوضه گرمچای میانه استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان داد که بار رسوبی سطوح ناپایدار دامنه ای در ارتباط با مورفولوژی دامنه و مدیریت حاکم برآن در قالب کاربری زمین و اقلیم منطقه متغیر بوده و مدل یاد شده به خوبی قادر به شبیه سازی مقادیر رسوب و ته نشست در ارتباط با عوامل تأثیرگذار برآن بوده است. قابلیت مدل یادشده در این زمینه، پیش از این در مطالعات مشابه دیگری ثابت شده است. از آنجاکه در حوضه آبخیز گرمچای اطلاعات رسوب اندازه گیری شده موجود نبود، لذا نتایج شبیه سازی مدل فقط از طریق انطباق مناطق بحرانی رسوب با سطوح لغزشی مشاهده ای، به صورت کیفی ارزیابی شده است. رابطه بین مناطق لغزشی با بار رسوبی، از طریق ارائه مدل رگرسیونی دو متغیره بررسی شد. نتایج آن وجود رابطه معناداری با ضریب تبیین 71/0 درصد را نشان داد که این رقم معیار مناسبی از موفقیت مدل یاد شده است و نشان می دهد که می توان از این مدل در برآورد بار رسوبی مناطق لغزشی حوضه های فاقد آمار رسوب استفاده کرد.

این مطالعه با هدف بررسی اثرات تغییرات کاربری اراضی بر وقوع و افزایش سیل در حوضة صوفی­چای مراغه صورت گرفته است. منطقة مورد مطالعه با مساحت 250 کیلومترمربع مناطق بالادست حوضة سد علویان را تشکیل می­دهد. سیلاب­های منطقه براساس مقایسه آمار دبی روزانه ایستگاه دبی­سنجی تازه­کند با سیل مبنا محاسبه شده است. در این تحقیق سیل مبنا براساس برازش مدل­های مختلف توزیع احتمالی بر داده­های حداکثر سالانه و محاسبه سیل با دورة بازگشت دو ساله بعد از انتخاب مناسب­ترین مدل توزیع احتمالی بر مبنای میزان RSS محاسبه شده است. یافته­های این تحقیق نشان می­دهدکه تعداد وقوع و تداوم سیلاب­های منطقه در دهة اخیر کاهش یافته ­است. تغییرات پوشش گیاهی به صورت آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی براساس تفسیر رقومی تصاویر ماهواره­ای چندزمانه با استفاده از روش شیء­گرا بوده­ است. نتایج این بررسی نشان داد که تغییرات کاربری منطقه به صورت تغییر در الگوی کشت و تبدیل کاربری اراضی در جهت مثبت آن بوده است. مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS برای شبیه­سازی بارش-رواناب و نشان دادن تأثیر تغییرات پوشش گیاهی حوضه بر افزایش و یا کاهش سیلاب­ها درحوضه بکار گرفته شده است. شبیه­سازی مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS برای مقادیر CN سال­های 2005 و 2000 کاهش 36 درصدی دبی سیلابی در دهة اخیر را نشان می­دهد. ناگفته نماند احداث حجم قابل توجهی از عملیات سازه­ای در قسمت­هایی از حوضه در کاهش رواناب­های سطحی و ذخیرة آنها نقش عمده­ای داشته­است.