ابراهیم یوسفی مبرهن

پدیده گردوغبار خطرهای فراوانی را برای جامعه بشری داشته و اهمیت ویژه ای برای ساکنان ایران دارد. پژوهش گران مختلف از زوایای متفاوت این پدیده را مورد مطالعه قرار داده اند و از نظر اهمیت موضوع و مخاطرات ناشی از آن، هم چنان در صدر موضوع های مورد علاقه پژوهش گران در سراسر جهان قرار دارد. هدف از پژوهش حاضر نیز استفاده از شاخص DSI در ارزیابی و پهنه بندی توفان های گردوغباردر استان سمنان است. در این تحقیق توزیع زمانی توفان های گردوغباراستان سمنان با درنظرگرفتن شرایط آب و هوایی و میانگین سرعت باد غالب منطقه مورد مطالعه در طی سال های 2003 تا 2017 در پنج ایستگاه سینوپتیک مورد بررسی قرار گرفت. همگن بودن پارامترهای اقلیمی و شاخص های توفان ریزگرد و روند این دو متغیر با استفاده از رگرسیون خطی در محیط نرم افزار SPSS محاسبه گردید و پس از بررسی روند تغییر شاخص یونپ، اطلاعات حاصل در محیط نرم افزار ArcGIS پهنه بندی شد. نتایج این مطالعه نشان داد که در طی دوره آماری مورد بررسی، شاخص DSI هم زمان با افزیش شدت خشکی افزایش یافته است درحالی که همبستگی آن با شاخص خشکی طی دوره 15 ساله در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار نبوده است. نقشه پهنه بندی شاخص DSI نشان داد که شهرستان شاهرود و دامغان از شاخص توفان گردوغبار بالاتری نسبت به سایر مناطق برخوردار هستند. هم چنین هم خوانی به نسبت مناسبی بین شاخص DSI و خشکی در منطقه وجود دارد به طوری که هرگاه دوره تری بوده، مقدار DSI به دنبال آن کاسته شده و هرگاه دوره خشکی بوده، مقدار شاخص گردوغبار افزایش یافته است.

شبیه سازی هیدرولوژیکی حوزه های آبخیز، برای تخمین دبی اوج و حجم سیلاب حاصل ازبارندگی ها، روند یابی سیلاب در رودخانه ها و تحلیل هیدروگراف سیلاب ها صورت می گیرد. هدف از این تحقیق، کاربرد مدل های احتساب کننده رطوبت خاک (HMS SMA) و نروفازی در برآورد دبی متوسط روزانه، حجم رواناب و تحلیل هیدروگراف ناشی از شبیه سازی فرآیند بارش-رواناب در حوزه آبخیز زولاچای می باشد. در این تحقیق پس از مدل سازی حوزه آبخیز در الحاقیه HEC-GeoHMS، مدل به برنامه HEC-HMS وارد و با تخمین پارامترهای مدل احتساب کننده رطوبت خاک، شبیه سازی بارش-رواناب در سایر مقیاس ها انجام شد. با بررسی مقیاس های زمانی واسنجی و بهینه سازی پارامترهای مدل HMS SMA می توان گفت که مقیاس زمانی ماهانه در شبیه سازی بارش-رواناب دقیق تر از مقیاس های زمانی سالانه، نیم سالانه و فصلی عمل می کند، همچنین مقیاس زمانی فصلی می تواند بهتر از سایر مقیاس های زمانی دبی اوج را تخمین بزند. مقایسه واسنجی و بهینه سازی روشهای احتساب کننده رطوبت خاک و نروفازی نشان داد روش فازی با بهترین ضرایب آماری (ضریب کارایی ناش-ساتکلیف 76/0 و مجموع مربعات خطای 18/0)، دقیق تر از روش SMA، شبیه سازی بارش-رواناب را انجام می دهد.

ارزیابی پروژه های اجرا شده آبخیزداری و ارائه دورنمایی از نتایج عملکرد آن ها، اطلاعات مناسبی را برای برنامه ریزی بلندمدت در اختیار مدیران و تصمیم گیران قرار می دهد. امروزه با استفاده از نرم افزارهای توانمند سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی می توان محاسبات لازم را با دقت و سرعت بیشتری انجام داد. هدف از این تحقیق، ارزیابی اثرات طرح های آبخیزداری اجراشده در حوزه آبخیز ریمله بااستفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور از نظر فرسایش و رسوب و رواناب بوده است. جهت پیش بینی فرسایش قبل از اجرای طرح های آبخیزداری و بعد از اجرای آن ها، از مدل EPM استفاده شد. از روش شماره منحنی انجمن حفاظت خاک امریکا (SCS) برای محاسبه رواناب قبل از اجرای طرح های مدیریتی آبخیز و بعد از اجرا استفاده شد. ضریب CN برای دو کاربری تهیه شده در سال ۱۳۷۰ و فعلی محاسبه شد. آزمون t زوجی به منظور بررسی تفاوت آماری اختلاف رواناب تولیدی و میزان فرسایش و رسوب قبل و بعد از اجرای طرح های آبخیزداری استفاده شد. میزان فرسایش و رسوب کل سالیانه در شرایط کنونی نسبت به قبل از اجرای طرح های حفاظتی آبخیزداری به ترتیب به طور متوسط حدود ۶۷۹۳ مترمکعب و ۵۷۱۲ تن کاهش یافته اند. مقدار تفاوت حجم رواناب سالیانه بین قبل از اجرای طرح ها و شرایط کنونی به طور متوسط حدود 15256 مترمکعب می باشد. نتایج آزمون t زوجی نشان داد که اقدامات حفاظتی آبخیزداری انجام شده در حوضه ریمله توانسته اند اختلاف معنی داری را در کاهش فرسایش و رسوب و رواناب تولیدی را ایجاد کنند و نتیجه گیری کلی اینکه این اقدامات اثر مثبت معنی داری را در کاهش فرسایش و رسوب و رواناب تولیدی داشته اند.

امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حیات او بشمار می آید درمناطقی که فرسایش کنترل نمی شود خاکها به تدریج فرسایش یافته و حاصل خیزی خود را از دست میدهند لذا بررسی موضوع فرسایش ضرورت می یابد. با توجه به مطالعه انجام شده در حوزه آبخیز ماسوله، دو نوع از شدت فرسایش به نام های تیپ 3 یا فرسایش متوسط با مساحت 15/28 کیلومتر مربع، تیپ 4 یا فرسایش زیاد با مساحت 79/13 کیلومترمربع، را دارا می باشد. اشکال غالب فرسایشی در منطقه شامل فرسایش مکانیکی، سطحی، شیاری، آبراهه ای و واریزه ای می باشد. طبق این مطالعه مقدار متوسط فرسایش بر اساس روش Mpsiac در این حوزه 81/4 تن در هکتار در سال، نسبت تحویل رسوب(SDR) 3/74 و مقدار متوسط رسوب در این حوزه 58/3 تن در هکتار در سال می باشد که بیانگر فرسایش و رسوبزائی متوسط در کل حوزه و زیاد در بعضی زیرحوزه ها است. جهت کنترل فرسایش و کاهش رسوب تولیدی این حوزه برنامه های مختلفی شامل برگزاری دوره های آموزشی برای مردم در برخورد با طبیعت، اجرای برنامه های مدیریتی( شامل اعمال سیستم های چرایی، تعادل دام و مرتع، توسعه و گیاهان داروئی)، انجام عملیات بیولوژیک( شامل مرتعکاری به صورت بذرکاری، بذرپاشی، کپه کاری و نهالکاری به صورت غیرمثمر) و اجرای عملیات مکانیکی( شامل احداث بندهای سنگی ملاتی، گابیون، خشکه چین، و...) پیشنهاد گردیده است.

برای محاسبه دبی اوج سیلاب در حوضه های فاقد آمار یکی از روش های مورد استفاده، روش های تجربی است. از روش-های تجربی که در این تحقیق استفاده شده است، روش فولر بوده که محاسن آن نسبت به سایر روش های تجربی ارائه دوره های مختلف سیلاب می باشد. در این تحقیق، مقایسه تکنیک های بهینه سازی برنامه ریزی خطی و الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی ضرایب فرمول تجربی فولر بترتیب در محیط برنامه نویسی اکسل و متلب برای حوضه های منتخب منطقه هدف قرار داده شده است. بدین منظور آمار دبی حداکثر 24 ساعته 9 ایستگاه موجود در استان آذربایجان غربی با طول دوره آماری 21 سال مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج برتری روش الگوریتم ژنتیک و سپس برنامه ریزی خطی را نشان داد. همچنین نتایج نشان می دهد که استفاده از روش های جستجوی هوشمند عملکرد روش های مرسوم را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.