کژال غفوری

هندسه فرکتال ابزار مناسبی برای بررسی و شناخت رفتار پیچیده رودخانه است. مهم ترین ویژگی فرکتال، بُعد آن است. هدف این مقاله تعیین بُعد فرکتال و تحلیل آن با استفاده از تئوری هندسه فرکتال در زیرحوضه های واحد زمین ساختی زاگرس در غرب و جنوب غربی ایران است. برای بررسی بعد فرکتال واحد ژئومورفیک زاگرس، ابتدا لایه رودخانه های اصلی و آبراهه ها از 30*30 DEM مستخرج از ماهواره ی SRTM تهیه گردید. کل واحد ژئومورفیک ابتدا به یازده حوضه آبی حله، جراحی و زهره، کل مهران، کرخه، کارون، طشتک بختگان، مرزی غرب، مند، ابرقو- سیرجان، بندرعباس سدیچ، گاوخونی و هامون جازموریان تقسیم شد. سپس این حوضه های آبی به 272 زیرحوضه تقسیم شد. در گام بعدی رتبه بندی آبراهه ها به روش هورتن و استرالر انجام گرفت؛ به کمک طول شاخه ها و نسبت انشعاب، بُعد فرکتال تمامی زیرحوضه ها محاسبه شد. بعد فرکتال 30 زیرحوضه در این واحد مورفوتکتونیک 1-0 (02/11%)، 185 زیرحوضه 2-1 (01/68%) و 57 حوضه بیشتر از 2 (95/20%) برآورد گردید. تجزیه و تحلیل بعد فرکتال بین 2-1 زیرحوضه ها با رتبه نهایی هفت، در غالب زیرحوضه ها، نشان می دهد که این واحد زمین ساخت ازنظر حوضه ای به تکامل رسیده است و درصد کم تری از زیرحوضه ها، بعد فرکتال کمتر از یک و بیشتر از 2 دارند. بعد فرکتال کمتر از 1 و بیش از 2 می تواند انعکاسی از وضعیت تکتونیک و لیتولوژی زیرحوضه ها باشد که مانع از به تعادل رسیدن بعد فرکتال زیرحوضه ها، در سطح یا خط شده اند. تجزیه و تحلیل نهایی زیرحوضه ها در واحد زمین ساختی زاگرس نشان می دهد که نمی توان رابطه معنی داری بین بعد فرکتالی و خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه ها برآورد نمود.

افزایش رتبه آبراهه های حوضه ای آبریز بر کانتکست های مختلف ژئومورفولوژیکی، ژئولوژیکی، کلیماتولوژی، اکولوژیکی و ... اثر می گذارد. به طور معمول، محققان در بررسی سیستم های باز، فرض را بر اثرگذاری بردارهای مشخص و در دسترس قرار می دهند و رفتار سیستم را در ارتباط با آ نها ارزیابی می کنند. در این پژوهش، افزایش رتبه آبراهه های حوضه های آبریز ایران در غالب ۹۸۴ زیر حوضه در ارتباط با نسبت انشعاب، طول و میانگین کل آبراهه ها و مساحت حوضه بررسی شده است. به این منظور، ابتدا لایه رودخانه های اصلی و آبراهه ها از 30*30 DEM مستخرج از ماهواره SRTM تهیه شد. پس از استخراج آبراهه در نرم افزار ArcGIS 10.3، براساس نظریه هورتن-استرالر رتبه بندی شد. رابطه بین رتبه برابر آبراهه با مساحت حوضه آبریز و همچنین ارتباط بین ثابت نگهداشت ویژه با شیب و تراکم زهکشی، به عنوان خصوصیات فیزیوگرافی حوضه آبریز ارزیابی شد. بین دو پارامتر، مجموع رتبه آبراهه ها و مساحت حوضه آبریز، رابطه مستقیمی وجود دارد؛ به گونه ای که در بیشتر حوضه های آبریز، ضریب تبیین این دو پارامتر ۹۹ درصد برآورد شده است. در حوضه های آبریز ایران مقدار ضریب، تبیین نسبت انشعاب و افزایش رتبه رودخانه ها از ۳۵ درصد در حوضه کویر سیاه کوه تا ۸۲ درصد در حوضه آبریز سفیدرود متغیر است. مساحت حوضه آبریز امکان دارد بر نسبت انشعاب با ضریب تبیین ۹۹ درصد اثر بگذارد. در برخی از حوضه های آبریز ایران، که تکتونیک فعال دارند یا رودخانه ها منحرف شده اند، گاه طول جریان در رتبه های پایین کمتر از رتبه های بالاتر است؛ به شرط آنکه توپوگرافی حوضه طی زمان، متعادل شده باشد. با افزایش رتبه آبراهه ها، میانگین طول جریان در همان رتبه افزایش می یابد. این فرض که هرچه ثابت نگهداشت حوضه بیشتر شود تراکم زهکشی حوضه کاهش می یابد، در بیشتر حوضه های آبریز ایران با ضریب تبیین بیشتر از ۹۰ درصد قابل تعمیم است.