سپیده ایمنی

مخروط افکنه ها یکی از اشکال مهم ژئومورفولوژیک هستند که می توانند تأثیر قابل توجهی بر تنوع پوشش گیاهی داشته باشند.  امروزه پیشرفت های روزافزون سنجش از دور منجر به دسترسی پژوهشگران به پهپاد یا هواپیمای بدون سرنشین شده که از توان تفکیک مکانی بسیار زیاد برای مطالعه دقیق ویژگی های پوشش گیاهی برخوردار است. مطالعه حاضر به منظور اندازه گیری تراکم و درصد تاج پوشش گیاهان در مخروط افکنه های جنوب غرب میامی با استفاده از تصاویر تهیه شده از پهباد و بررسی تأثیر فرم ها و فرآیندهای ژئومورفولوژی سطح مخروط افکنه بر ویژگی های پوشش گیاهی انجام شد. به منظور تعیین تراکم و درصد تاج پوشش گیاهی در کانال ها و میاناب های سطح مخروط افکنه ها، با استفاده از پهباد مدلDji Phantom 4 Pro اقدام به تهیه عکس هوایی بزرگ مقیاس (1:500) ازمحدوده های مطالعاتی در ارتفاع  100  متر گردید.  به علاوه آنالیز نمونه های خاک، شناسایی گونه های گیاهی و ایجاد رابطه میان داده های به دست آمده، مورد بررسی قرار گرفت.  در نهایت جهت تعیین مؤثرترین مؤلفه در تراکم پوشش گیاهی از روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA)  استفاده گردید. نتایج نشان داد که در سطوح فعال مخروط افکنه ها، تراکم و درصد تاج پوشش گیاهی در پشته ها بیشتر از کانال ها می باشد؛ زیرا در پشته ها مقدار سیلت و رس بیشتر است و گونه های گیاهی درختچه ای و نیمه بوته ای که برای رشد نیاز به بافت ریزتری دارند در این لندفرم ها مستقر هستند.  در سطوح غیر فعال مخروط افکنه ها، عناصر حاصل خیزی خاک در میاناب ها بیشتر از کانال هاست در نتیجه تراکم پوشش گیاهی در این لندفرم ها بیشتر از سایر بخش ها می باشد.  همچنین از بین مؤلفه های مؤثر بر تراکم پوشش گیاهی مخروط افکنه های مورد مطالعه، دو مؤلفه مشخصات فیزیکی مخروط افکنه ها  (ارتفاع از سطح دریا) و حاصل خیزی خاک  (درصد رس و درصد رسوبات درشت دانه) با بیشترین مقادیر ویژه (65.64 و 34.36) در تراکم پوشش گیاهی مؤثر می باشند.

بررسی کمّی روابط پوشش گیاهی و عوامل محیطی ابزاری ضروری در تحقیقات مدرن بوم شناسی پوشش گیاهی است. پژوهش حاضر به منظور شناخت و درک روابط اکولوژیک پوشش گیاهی مخروط افکنه های مورد مطالعه در جنوب غرب شهرستان میامی انجام شده است. بدین منظور 6 مسیر در شامل بالادست و پایین دست  سطوح فعال و غیرفعال مخروط افکنه ها انتخاب شد و در هر سایت (P1 تا P6) 1 ترانسکت 200 متری و در امتداد هر ترانسکت 8 پلات 8*8 متر در کانال های سطوح فعال، کانال های سطوح غیرفعال، میاناب ها و پشته های بالادست و پایین دست هر سه مخروط افکنه مستقر گردید. از این رو 44 پلات نمونه برداری از پوشش گیاهی انداخته شد. سپس در داخل هر پلات اقدام به شناسایی گیاهان و تهیه فهرست گونه های گیاهی شده، درصد و تراکم تاج پوشش هر گونه در پلات ثبت شد. همچنین 48 نمونه خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری برداشت شد و مورد آنالیز آزمایشگاهی قرار گرفت. پس از تعیین گونه های گیاهی غالب در لندفرم های سطح مخروط افکنه ها، با استفاده از تحلیل خوشه ای پوشش گیاهی منطقه به 4 گروه طبقه بندی شد. در گام آخر به منظور بررسی رابطه بین عوامل محیطی و پراکنش جوامع گیاهی از روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج نشان داد که عوامل محیطی بر استقرار و پراکنش موزاییکی جوامع گیاهی مؤثر است و مهم ترین عوامل مؤثر بر تفکیک جوامع گیاهی درصد گراول یا رسوبات درشت، بافت خاک (درصد سیلت، درصد ماسه) و درصد نگهداشت آب در خاک می باشد.

استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS و سنجش از دور در تسهیل تخمین رواناب حوضه آبخیز در قرن اخیر (دهه های اخیر) رواج یافته است. این عمل با استفاده از مدل بارش - رواناب انجام می گیرد که شامل تغییرات اقلیمی و ژئومورفولوژیکی است. یکی از روش های برآورد ارتفاع رواناب، روش شماره منحنی (CN) است که رفتار هیدرولوژیکی حوضه را نشان می دهد. در این پژوهش از نرم افزار Arc GIS برای تهیه نقشه شماره منحنی با تلفیق نقشه های پوشش گیاهی، کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیک خاک استفاده و سپس نقشه ارتفاع رواناب سالیانه حوضه حصارک تهیه شد؛ علاوه بر این، با استفاده از روش های تجربی، رواناب سالیانه منطقه پژوهش برآورد و مقایسه شد. هدف این مطالعه، برآورد ارتفاع رواناب سالیانه و حداکثر دبی اوج سیل حوضه حصارک و مقایسه مقادیر رواناب برآوردشده با استفاده از روش ایکار، جاستین، انگلی- دی سوزا و SCS-CN در حوضه آبخیز است. مقایسه مقادیر رواناب برآوردشده در روش های مختلف با مقادیر رواناب مشاهداتی نشان داد روش SCS-CN انطباق بیشتری با رواناب و دبی مشاهداتی دارد. مزیت این مدل، استفاده از مؤلفه های مختلف نظیر بارش سالیانه، میزان نگهداشت خاک و نفوذپذیری و شماره منحنی حوضه است که سبب شده مقدار رواناب اندازه گیری شده از این روش به مقدار مشاهده شده نزدیک تر باشد.

رواناب و سیلاب یکی از مهمترین و پرحادثه ترین مخاطرات طبیعی ایران می باشد که در سال های اخیر تکرار و شدت وقوع آن بیشتر شده است. رواناب هایی که تبدیل به سیلاب می شوند بالاترین نرخ تلفات جانی را به همراه دارند و به لحاظ وسعت بعد از خشکسالی دومین بلای طبیعی محسوب می شوند. به همین منظور برآورد پتانسیل تولید رواناب و پیش بینی رواناب و سیلاب در یک حوضه، جهت برنامه ریزی در حفاظت خاک و فرسایش و نیز مدیریت حوضه های آبخیز از لحاظ تولید رواناب بسیار حائز اهمیت است. استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی GIS و سنجش از دور، در تسهیل تخمین رواناب حوضه آبخیز در قرن اخیر رواج یافته است . این عمل با استفاده از مدل بارش رواناب که شامل تغیرات اقلیمی و ژئومورفولوژیکی است انجام می گیرد . به منظور برآورد ارتفاع رواناب در حوضه آبخیز افجه، به نقشه های گروه هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و بارندگی 24 ساعته در فصل های مختلف نیاز است. نقشه شماره منحنی رواناب براساس تلفیق نقشه های گروه هیدرولوژیکی خاک و کاربری اراضی با استفاده از ابزار Arc - CN Runoff در محیط نرم افزار GIS تهیه شد. هدف از این مطالعه برآورد ارتفاع رواناب از ابزار Arc - CN Runoff در حوضه افجه و پهنه بندی پتانسیل تولید رواناب در حوضه آبخیز است. به همین منظور مقادیر بارندگی در چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان انتخاب شدند. نتایج تحقیق نشان داد که نوع کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیکی خاک در عکس العمل هیدرولوژیکی حوضه آبخیز افجه مؤثر بوده است. این نکته بیانگر این بود که در مناطقی از حوضه آبخیز افجه که برون زدگی های سنگی وجود دارد (گروه هیدرولوژیکی D ) شماره منحنی بالاتر و در نتیجه پتانسیل تولید رواناب بیشتر می باشد. در نهایت مقادیر دبی برآوردی با دبی مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفتند که مشخص شد در فصل تابستان و بهار، بین مقادیر دبی برآوردی و مشاهداتی انطباق بیشتری نسبت به فصل زمستان و تابستان وجود دارد.

یکی از روش های برآورد ارتفاع رواناب، روش شماره منحنی ( CN ) است که نشانگر رفتار هیدرولوژیکی حوضه است. داده ها و اطلاعات مورد نیاز از نقشه توپوگرافی1:25000 و نقشه زمین شناسی 1:100000 توسط سازمان زمین شناسی کشور استفاده شد . از نرم افزار SMADA برای محاسبه بارشهای کوتاه مدت در دوره بازگشت های مختلف و از نرم افزار GIS Arc برای تهیه نقشه شماره منحنی با تلفیق نقشه های پوشش گیاهی، کاربری اراضی و گروه هیدرولوژیک خاک با استفاده از جدول سازمان حفاظت خاک آمریکا ( SCS ) استفاده گردید و سپس نقشه ارتفاع رواناب حوضه حصارک تهیه شد. هدف از این مطالعه تعیین شماره منحنی و برآورد ضریب رواناب و حداکثر دبی اوج سیل با استفاده از روش SCS در حوضه حصارک و پهنه بندی پتانسیل تولید رواناب در حوضه آبخیز می باشد. نتایج تحقیق نشان داد که وضعیت هیدرولوژیکی اراضی و گروه های هیدرولوژیکی خاک در سطح حوضه مهم ترین پارامتر تعیین کننده CN بوده و بر روی رواناب تأثیرگذار است. بیشترین پتانسیل تولید رواناب در پایین دست حوضه است که با کاربری اراضی شهری مشخص شده است. همچنین میانگین وزنی شماره منحنی های بدست آمده برای هر زیرحوضه نشان داد، در زیرحوضه چپ دره با شماره منحنی 88 و میانگین رواناب 28/15 میلیمتر بیشترین حجم رواناب، زیرحوضه دوچناران با شماره منحنی 89/3 و میانگین رواناب 24/54 میلیمتر و زیرحوضه تقاطع دو شاخه با شماره منحنی 90/1 و میانگین رواناب 17/36 میلیمتر کمترین حجم رواناب احتمالی و پتانسیل سیلخیزی را دارد. اما به طور کلی پتانسیل تولید رواناب در این حوضه نسبتاً بالا می باشد. بیشترین مقدار شماره منحنی رواناب در شرایط رطوبتی زیاد در منطقه مورد مطالعه 99 و کمترین مقدار 78 است.

سرآغاز مطالعه هر پدیده شناخت کامل و درک روابط آن با سایر پدیده های تاثیرگذار و تاثیرپذیراست. تولید رواناب و سیل تابع عوامل پیچیده ای می باشند. بنابراین مشخص کردن این عوامل و شناخت اثر آنها بر تولید رواناب یک حوضه، به برنامه ریزی های بهتر برای کاهش خسارات ناشی از رواناب و سیلاب در یک حوضه کمک می کند. عوامل مختلفی چون بهره برداری غیر اصولی انسان از طبیعت، ویژگی های فیزیکی و هیدرولوژیکی حوضه بر مؤلفه هایی نظیر روند تولید و تجمیع رواناب تأثیرگذار می باشند. تعیین عوامل مؤثر در این فرآیند، راهگشای دستیابی به مدل ها و روش های بهینه کاهش رواناب و رخداد سیل خواهد بود. هدف از این مطالعه شناخت عوامل و میزان تأثیرگذاری آنها بر تولید رواناب حوضه حصارک می باشد. بر این اساس میزان رواناب حوضه آبخیز با استفاده از روش SCS و مدل HEC- HMS اندازه گیری و مهم ترین عوامل تأثیرگذار در رواناب حوضه مورد مطالعه در پنج گروه شامل خصوصیات فیزیوگرافی (7 پارامتر)، زمین شناسی (3 پارامتر)، انواع رسوبات (3 پارامتر)، کاربری اراضی (7 پارامتر) و حداکثر بارندگی 24 ساعته و 21 متغیر مشخص گردید. لذا لایه ها و اطلاعات مورد نیاز شامل لایه های کاربری اراضی، زمین شناسی، حداکثر بارندگی 24 ساعته و ارتفاع رواناب برای هر کدام از زیرحوضه ها محاسبه شد. سپس اطلاعات جمع آوری شده پس از تبدیل و استاندارد شدن، با استفاده از تجزیه مؤلفه های اصلی اقدام به تعیین مؤثرترین عوامل و مناسب ترین رابطه آماری بین تولید رواناب و مشخصات حوضه آبخیز گردید. نتایج نشان داد که از بین عوامل مؤثر بر تولید رواناب حوضه آبخیز حصارک، دو عامل زمین شناسی و نوع کاربری اراضی در میزان تولید رواناب مؤثر است. و به دلیل تعداد زیاد متغیرها، این 2 عامل 100 درصد واریانس داده ها را توجیه می کنند.

یکی از مهمترین اقدامات مورد نظر در پروژه های مدیریت سیلاب، بررسی میزان مشارکت زیرحوضه های مختلف یک آبخیز در تعیین مؤلفه های مختلف سیلاب خروجی از حوضه است. با توجه به نبود ایستگاه های هیدرومتری در محل خروجی تمام زیرحوضه ها، تحقق هدف مذکور نیازمند شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در زیرحوضه ها از طریق مدل های هیدرولوژیکی می باشد. از این رو برای اجرای برنامه های کنترل سیلاب در بالادست حوضه باید به سهم زیرحوضه ها در سیلاب توجه کرد و آنها را اولویت بندی نمود. در این پژوهش، ابتدا برای تعیین مشارکت زیرحوضه ها در دبی سیلابی، حوضه حصارک به 3 زیرحوضه تقسیم گردید. سپس با اجرای مدل HEC- HMS، زیرحوضه های آبخیز حصارک از نظر سیلخیزی اولویت بندی شدند. هدف از این مطالعه برآورد ارتفاع رواناب و سیلاب خروجی در زیرحوضه های آبخیز حصارک میباشد. نتایج نشان داد، میزان مشارکت زیرحوضه ها در دبی اوج کل حوضه صرفاً به یک عامل بستگی ندارد و اثرات متقابل عوامل تعیین کننده سهم مشارکت زیرحوضه ها را در سیلخیزی تعیین میکند. با اجرای مدل HEC- HMS مشاهده شد، زیرحوضه تقاطع دو شاخه (S1) کمترین سهم و زیرحوضه چپ دره (S3) بیشترین سهم را در دبی اوج کل حوضه دارا است و در اولویت اول قرار می گیرد.