اسماعیل پاریزی

مدل سازی هیدرولیکی سیلاب، نقش مهمی در مدیریت بهینه سیل و کاهش خطرات مرتبط دارد. منطقه موردمطالعه در این پژوهش، بازه 20 کیلومتری رودخانه اترک در بالادست شهر مراوه تپه است که یکی از مخاطره آمیزترین مناطق ایران از منظر سیلاب رودخانه ای می باشد. هدف از پژوهش حاضر، برآورد میزان دقت مدل رقومی ارتفاعی TanDEM-X با قدرت تفکیک 12 متر در شبیه سازی مشخصات هیدرولیکی سیلاب است. برای رسیدن به این هدف، مدل دوبعدی HEC-RAS در شرایط پایدار برای شبیه سازی سیلاب با دوره بازگشت 5، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله استفاده شد؛ همچنین از تصاویر ماهواره ای Landsat-8 OLI برای استخراج پهنه سیلابی و اعتبارسنجی مدل هیدرولیکی بهره گرفته شد. نتایج مدل هیدرولیکی نشان دهنده آن است که وسعت پهنه سیلابی در محدوده 40/4 (دوره بازگشت 5 سال) تا 93/5 کیلومترمربع (دوره بازگشت 200 سال) متغیر است. از سوی دیگر، در دوره بازگشت 200 سال، میانگین عمق 9/67 درصد و سرعت جریان 5/49 درصد در مقایسه با دوره بازگشت 5 سال افزایش می یابد. تحلیل حساسیت ضریب مانینگ مؤید آن است که بیشترین حساسیت وسعت پهنه سیلابی، میانگین عمق و سرعت جریان نسبت به ضریب مانینگ 65/4، 84/4 و 23/12- درصد است. نتایج اعتبارسنجی مدل دوبعدی HEC-RAS با استفاده از پهنه سیلابی استخراج شده از تصاویر ماهواره ای Landsat-8 OLI برای دوره بازگشت 10 سال نشان از آن دارد که شاخص درصد تناسب 86 است. نتایج این پژوهش به عنوان نقطه عطفی برای مدل سازی هیدرولیکی مشخصات سیلاب با مدل رقومی ارتفاعی TDX در سایر مناطق ایران کمک می کند.

هدف از پژوهش حاضر، تحلیل فراوانی دبی پیک سیلاب با دوره بازگشت 100ساله و مدل سازی آن براساس مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر سیلاب در 206 حوضه آبریز در ایران است. در این راستا، تحلیل فراوانی سیلاب براساس داده های دبی حداکثر لحظه ای سالانه و برازش توزیع های پیوسته مرسوم انجام شد. سپس برای مدل سازی، هشت عامل مؤثر بر دبی اوج سیلاب شامل بارش سنگین روزانه، متوسط پوشش گیاهی، محیط، مساحت، میانگین شیب، میانگین ارتفاع، طول رودخانه اصلی و شیب رودخانه اصلی در سطح حوضه آبریز منتهی به ایستگاههای هیدرومتری انتخابی استخراج شد. همچنین از تکنیک تحلیل رگرسیون گام به گام به منظور تعیین عوامل مؤثر بر تولید دبی اوج سیلاب در ایستگاههای منتخب استفاده شد. نتایج نشان داد حوضه های جنوب غربی، جنوبی و جنوب شرقی ایران با دبی پیک بیش از 4000 مترمکعب بر ثانیه، بیشترین دبی پیک 100ساله را در بین حوضه های مطالعاتی دارند. یافته های مدل رگرسیون گام به گام مؤید آن بود که پنج عامل مساحت، بارش سنگین، ارتفاع، پوشش گیاهی و شیب حوضه با ضریب تعیین تعدیل شده 72/0، خطای برآورد استاندارد 7/132، معیار اطلاعات آکائیک 62/1 و فاکتور تورم واریانس 62/0، بهترین عملکرد را در تخمین دبی پیک سیلاب دارند. نتایج این پژوهش با توجه به مقیاس مکانی گسترده آن که شامل کل ایران است، می تواند یک راهنمای عملی در تخمین دبی پیک سیلاب 100ساله در حوضه های فاقد آمار کشور باشد و فقط براساس مهم ترین عوامل مؤثر بر تولید آن در سطح حوضه آبریز مورد استفاده هیدرولوژیست ها و مدیران حوضه آبریز قرار گیرد.

دولین یکی از لندفرم های شاخص مناطق کارستی است که در اثر عوامل و فرآیندهای گوناگونی شکل می گیرد. مطالعه مورفومتریک این عوارض علاوه بر اینکه یک تحلیل کمی از محیط های کارستی را فراهم می کند، بلکه مقایسه پارامترهای متنوع دولین ها ممکن است منجر به طرح فرضیاتی در مورد نحوه تکامل آن ها شود. هدف از این پژوهش تجزیه وتحلیل کمّی مؤلفه های مورفومتری دولین ها جهت مدل سازی و ارائه شاخص بعد فرکتال گسل ها برای ارزیابی فعالیت گسل ها در مناطق کارستی بین پرآو و شاهو است. در این راستا از روش های ژئومورفومتری، CCLs، شمارش جعبه ای هاسدورف و تکنیک های آنالیز رگرسیون استفاده شده است تا امکان تحلیل رگرسیون، مدل سازی و حل تابع لگاریتمی Number – Size فراهم شود. نتایج آنالیز رگرسیون خطی تک متغیره نشان دهنده این است که مؤلفه های محیط با قطر بزرگ، قطر کوچک با محیط، قطر بزرگ با مساحت، مساحت با محیط و عمق با مساحت به ترتیب با ضرایب تبیین 93/0، 86/0، 85/0، 83/0 و 668/0 از بیشترین میزان همبستگی معنی دار برخوردارند. همچنین حداکثر ارتباط معنی داری برای روابط درجه 2 و 3 در سطح معنی داری 99/0، بین مؤلفه های مساحت و محیط با ضرایب تبیین 940/0 و 945/0 و خطای برآورد 05/0 و  04/0 وجود دارد. نتایج رگرسیون چند متغیره خطی نیز مؤید ارتباط معنی دار عمق با پارامترهای شیب، قطر کوچک و مساحت با ضریب تبیین 834/0 و خطای برآورد 85/7 است. تخمین بعد فرکتال در مناطق مورد مطالعه مؤید آن است که منطقه شاهو و پرآو به ترتیب با مقادیر 24/1 و 15/1 دارای بیشینه و کمینه ابعاد فرکتالی گسل ها می باشند. در واقع ارزیابی میزان فعالیت گسل ها به وسیله هندسه فرکتال نشان داد که معادله Number – Size و شاخص بعد فرکتال روشی مناسب جهت ارزیابی گسل ها در مناطق کارستی می باشند.

نبکاها تأثیر قابل توجهی در کنترل فرسایش بادی و ثبات محیط زیست مناطق بیابانی دارند. مورفومتری متفاوت نبکاها در دو سایت هم جوار در چاله دراَنجیر، سؤال هایی را در مورد عوامل اصلی کنترل کننده ی این اشکال مطرح می کند. ویژگی خاص منطقه، تنوع ویژگی های آب زیرزمینی و تفاوت مکانی مورفومتری نبکاها این فرضیه را مطرح می کند که تفاوت خصوصیات هیدروژئولوژی تأثیر مستقیمی بر مورفومتری نبکاها داشته است. برای دست یابی به این هدف، تکنیک های سنجش ازدور، داده های میدانی و آنالیزهای ژئوشیمی به کار گرفته شده اند. در این راستا، ابتدا دو سایت هم جوار که دارای گونه های متفاوت نبکا بودند، تفکیک شدند. در مرحله ی بعد مؤلفه های مورفومتری نبکاها در هر سایت اندازه گیری شدند. سپس با مغزه گیری توسط اوگر دستی، 8 گمانه تا عمق متوسط 2/06 متر حفاری و نمونه های رسوب در فواصل 20 سانتی متر برداشت گردیدند. حفاری با اوگر تا سطح ایستابی (متوسط عمق 2/06 متر) انجام و عمق آب زیرزمینی برای هر گمانه اندازه گیری شد. همچنین در هر گمانه، 300 میلی لیتر آب برای آنالیز شیمیایی توسط دستگاه نمونه بردار آب، برداشت گردید. در مجموع 46 نمونه رسوب از سایت اول، 58 نمونه رسوب از سایت دوم و 8 نمونه آب از 8 گمانه استخراج شد. بعد از انتقال نمونه ها به آزمایشگاه ژئومورفولوژی، ابتدا آنالیز شیمیایی نمونه های آب با استفاده از دستگاه مولتی پارامتر مدل HI9811-5 انجام گردید. سپس با تهیه ی عصاره ی اشباع نمونه های رسوب، مقادیر TDS، EC و pH هر کدام از نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج مؤید آن است که در سایت اول میانگین سطح ایستابی، میانگین TDS و EC به ترتیب 1/69 متر، ppm18850 و µS/cm37750 و در سایت دوم 2/44 متر، ppm27500 و µS/cm 54950 است. همچنین آنالیز شیمیایی نمونه های رسوب حاکی از آن است که میزان شوری رسوبات به ترتیب تحت تأثیر سطح ایستابی و کیفیت آب زیرزمینی است. در مجموع یافته ها نشان می دهند که شرایط هیدروژئولوژی در سایت های موردمطالعه نه تنها مهم ترین عامل شکل گیری نبکاها است، بلکه ویژگی های مورفومتری نبکاها را نیز کنترل می کند.

دشت های ریگی، یکی از مهم ترین اشکال ژئومورفیک مناطق خشک و نیمه خشک، تأثیر جالب توجهی در حفاظت از خاک در برابر فرسایش کاوشی باد دارند؛ بر این اساس، هدف از این پژوهش، الگو سازی تخمین فرسایش کاوشی باد در سطح دشت های ریگی منطقه بردسیر کرمان با بهره گیری از روش های آماری است. در این راستا، ابتدا مهم ترین پارامترهای فرسایشی سنگ فرش بیابان نظیر وزن کل رسوب عمقی، وزن رسوب عمقی زیر 2 میلیمتر، وزن رسوب عمقی بالای 2 میلیمتر، وزن رسوب سطحی و درصد پوشش سطحی، در امتداد 5 ترانسکت و 15 نقطه، به روش نمونه برداری میدانی اندازه گیری و سپس با تحلیل از طریق آزمون های آماری آنالیز رگرسیون ساده و چندگانه، رابطه سنجی و الگو سازی شد. نتایج نشان می دهد که بیشترین ارتباط معنا دار بین مؤلفه های وزن رسوب عمقی بالای 2 میلیمتر و وزن رسوب سطحی برای تمامی روابط خطی، درجه 2 و درجه 3 وجود دارد؛ به طوری که ضریب تبیین تمامی این الگوها، 918/0 بوده و به ترتیب دارای خطای برآورد 182/0، 189/0 و 198/0 هستند. همچنین نتایج الگو سازی چندگانه، دربردارنده بیشترین ارتباط معنادار پارامترهای وزن کل رسوب عمقی، وزن رسوب عمقی زیر 2 میلیمتر، وزن رسوب عمقی بالای 2 میلیمتر و وزن رسوب سطحی با یکدیگر با ضریب تبیین 1 و خطای برآورد 000/0 در سطح معناداری 99/0 است. درنهایت برای تخمین میزان مواد فرسایش یافته از سطح دشت ریگی، الگوهایی طراحی و ارائه شده که به منزله ابزارهایی سودمند در اختیار مدیران و برنامه ریزان محیطی، بیانگر روند و گرایش رفتاری چشم انداز سنگ فرش بیابان هستند. این نتایج، مدیریت محیط سیستم دشت های ریگی را از منظر وضعیت و عملکرد فرآیند رفت وروب بادی نمایان ساخته که نمایانگر وضع موجود نسبت به وضع ایده آل است.

در این پژوهش با توجّه به روش های آماری و مطالعات میدانی نبکاهای مناطق سیرجان و شهربابک مورد مقایسه و تجزیه وتحلیل قرارگرفته اند. در این راستا خصوصیات مورفومتری 51 نبکا در سیرجان و 55 نبکا در شهربابک در امتداد 5 ترانسکت 500 متری اندازه گیری و آنالیز شدند. جهت تعیین نوع رسوبات نبکاها و بازسازی قدرت گذشته باد به وسیله ی اندازه گیری قطر ذرات رسوبات نبکاها، یک پروفیل عمودی بر روی نبکاها حفر گردید و نمونه برداری لازم انجام شد. در مرحله ی بعد نوع پوشش گیاهی در هر منطقه مشخص گردید و با توجّه به نقش مهمّی که جهت و سرعت باد و سطح آب زیرزمینی در تشکیل نبکا دارند، گلباد مناطق مورد مطالعه ترسیم و سپس داده های سطح آب زیرزمینی در بازه ی زمانی 10 ساله مورد پایش قرار گرفتند. در نهایت نیز مرحله ی تکاملی نبکاها در هر منطقه مشخص شد. نتایج نشان می دهد که بین اغلب پارامترهای مورفومتری نبکاها همبستگی معنی داری وجود دارد. همچنین پوشش غالب نبکاها در هر دو منطقه گز درختچه ای (Tamarix macatensis) است. آنالیز گلباد ایستگاه ها به همراه جهت یافتگی خاص نبکاها نشان داد که عمده ترین بادهایی که باعث تشکیل نبکاها شده اند، در سیرجان دارای جهت جنوب غرب و غرب و در شهربابک دارای جهت جنوب غرب هستند. تجزیه وتحلیل رسوبات نبکاها مؤیّد آن است که رسوبات نبکاهای شهربابک در جهت ارتفاعی از نظر بافت هیچ تفاوتی ندارند، درصورتی که رسوبات نبکاهای سیرجان در یک دوره (دوره ای که ماسه ریز رسوب کرده) با بقیه ی دوره ها متفاوت است که نشان دهنده ی کاهش سرعت باد در دوره ی موردنظر است. هم چنین پایش آب زیرزمینی نشان داد که در محدوده ی نبکاها در هر دو منطقه آب زیرزمینی در هر سال 25 الی 30 سانتیمتر افت داشته است. از نظر مراحل تکاملی نیز نبکاهای سیرجان در مرحله ی در حال رشد و نبکاهای شهربابک در مرحله ی تخریبی قرار دارند.

مورفوتکتونیک از منظر زمین ساخت و نیروهای درونی با بررسی چشم اندازهای هر ناحیه، نقش مهمی در شناخت نحوه تکامل لندفرمها و تفسیر آنها دارد. هدف از این پژوهش بررسی شواهد ژئومورفیک گسل دهشیر می باشد. در این راستا شواهد تکتونیک فعال منطقه با تکنیک های مختلف دورسنجی، ژئومورفومتری، پیمایش ها، اندازه گیری ها و برداشت های میدانی شناسایی و ارتباط فرم و فرآیند مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته است. نتایج کمی حاصل از بررسی های صورت گرفته بر روی تپه شاهدهای تراورتنی (با سن تقریبی ۸/۱ میلیون سال)، اشکال پلی ژنتیک، پرتگاه های گسلی و چاه های اکتشافی منطقه نشان می دهند که گسل دهشیر با جهش تجمعی ۲۰۰ متری در طی کواترنر، نرخ لغزش تقریبی ۱۱/۰ میلی متر در هر سال را داشته است. در واقع این امر سبب افت سطح اساس شبکه های زهکشی دامنه های جنوبغرب شیرکوه از اوایل کواترنر تاکنون و در نتیجه تسریع فرسایش قهقرایی و کاوش سطوح تراورتنی و پیدایش تپه شاهدها و پیش تپه ها در این ناحیه شده است. همچنین دینامیک اخیر به همراه حرکت راستا لغز این گسل، موجب تغییر شکل شبکه زهکشی، توالی مخروط افکنه ها و ظهور چشمه های گسلی شده اند که همگی بیانگر فعالیت قابل توجه این گسل می باشند.

وجود آثار یخچالی به عنوان یکی از مواریث اقلیمی کواترنر در سرزمین ایران نشان دهنده حاکم بودن یخچال ها در بخش های مختلفی از ایران در گذشته محسوب می شود. لذا با توجه به این آثار و شواهد می توان شرایط اقلیمی گذشته را بازسازی نمود. هدف از این پژوهش شناسایی شواهد یخچال های کواترنر پایانی در حوضه تنگوئیه سیرجان می باشد. نقشه های توپوگرافی، تصاویر ماهواره ای و داده های اقلیمی ابزار و داده های مورد استفاده در این پژوهش می باشند. همچنین جهت تجزیه و تحلیل داده ها از نرم افزار های ARC GIS، SURFER و GLOBAL MAPPERاستفاده شده است. شناسایی شواهد یخچال های کواترنر مشتمل بر 4 دسته از شواهد بود که عبارتند از: شاخص ه ای م ورفیک، شواهد اقلیمی، شواهد ژئومورفولوژیکی و شاخص های آزمایشگاهی. با استفاده از شاخص های م ورفیک (فرم خطوط منحنی میزان بر روی نقشه های توپوگرافی) و تصاویر ماهواره ای، نواحی تحت سلطه پهنه های یخی و آثار 251 سیرک یخچالی شناسایی شد. شواهد اقلیمی نشان دهنده این است که حوضه تنگوئیه نه تنها در کواترنر حدود 9 درجه نسبت به زمان فعلی سردتر بوده بلکه بارش آن نیز نسبت به زمان حال تقریبا دوبرابر بیشتر بوده است. از طرفی سیرک های یخچالی، دره های یخچالی و یخرفت ها به عنوان مشخص ترین شواهد ژئومورفولوژیکی یخچال ها در حوضه مورد مطالعه شناسایی شدند. در نهایت شاخص های آزمایشگاهی (گرانولومتری ) به عنوان تکمیل کننده شواهد یخچال ها، وجود رسوبات یخچالی را در حوضه تنگوئیه به اثبات رسانید. همچنین با استفاده از روش رایت خط مرز برف دائمی در دوران حاکمیت یخچال ها در حوضه تنگوئیه در ارتفاع 2719 متری و به روش ارتفاع کف سیرک پورتر در ارتفاع 2714 متری تخمین زده شد.