مهری مرحمت

هدف این پژوهش، بررسی تاثیر ویژگی های خاک و آستانه توپوگرافی بر فرسایش خندقی درحوضه آبخیز رودخانه شور (شهرستان مهر) بوده است. بدین منظور، 15 خندق به صورت تصادفی برای نمونه برداری و مورفومتری انتخاب شد. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ا ی، خندق ها بر اساس ویژگی های ژئومتری به روش Ward و مقیاس مجذور فاصله اقلیدسی خوشه بندی شدند. از رگرسیون چند متغیره برای نمایش تاثیر ویژگی های خاک استفاده شد. همچنین برخی ویژگی های خندق ها نظیر شیب متوسط و مساحت حوضه آبخیز راس خندق ها به وسیله نرم افزار Arc-GIS بر روی نقشه های توپوگرافی مشخص شد. با توجه به نتایج تحلیل خوشه ا ی، خندق ها در سه گروه طبقه بندی شدند و برای آنالیزهای آماری از گروه یک استفاده شد. نتایج نشان داد در گسترش طولی و سطح مقطع خندق ها به ترتیب میزان ماسه (299/9) (162/7)، نسبت جذب سدیم(967/7) (769/5) و مواد خنثی شونده (185/6) (240/5) ضریب تاثیر بیشتری در ایجاد و گسترش خندق داشته اند. این در حالی است که وجود مواد آلی به ترتیب با مقادیر (058/3-) (390/-) و پتاسیم (410/-) (030/-) مانع از گسترش فرسایش خندقی در منطقه می گردد. با توجه به نتایج فرمول آستانه توپوگرافی منطقه (S=6759.756A^(-.556)) فرآیند رواناب سطحی به عنوان فرآیند غالب هیدرولوژیکی موثر بر گسترش فرسایش خندق ها شناخته شد. این نتایج نشان دهنده ی تاثیر نوع سازند زمین شناسی (نسبت جذب سدیم، مواد خنثی شونده و ماسه) و ویژگی های حوضه آبخیز راس خندق در تولید رسوب ناشی از فرسایش خندقی است که برآیند این عوامل موجب گسترش طولی و سطح مقطع خندق ها در منطقه مورد مطالعه می گردد.

فرسایش خندقی یکی از مهم ترین فرآیندهای تخریب زمین است که منجر به کاهش بهره برداری از زمین می گردد. بخش جنوب و جنوب شرقی حوضه شور مُهر تحت تأثیر فرسایش خندقی قرار گرفته است، از پیامدهای این نوع فرسایش می توان به بهم خوردن تعادل اکولوژیک منطقه، به خطر افتادن منابع زیستی اشاره کرد که این امر مطالعه در مورد فرسایش خندقی در منطقه را ضروری می کند. هدف از این پژوهش تهیه نقشه پهنه بندی حساسیت به فرسایش خندقی با استفاده از مدل حداکثر آنتروپی و سیستم اطلاعات جغرافیایی است. برای رسیدن به هدف مزبور 15 متغیر شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، فاصله از جاده، بافت خاک، زمین شناسی، کاربری اراضی، بارندگی، فاصله از گسل، پوشش گیاهی، انحنای مقطع، شاخص قدرت جریان (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) انتخاب و تست هم خطی با استفاده از شاخص های (Variance Inflation Factor) و (Tolernace) گرفته شد. از 100 خندق انتخابی موردبررسی 70 درصد به صورت تصادفی برای داده های آموزشی و 30 درصد برای اعتبار سنجی طبقه بندی و از روش نمونه برداری Bootstrap برای اجرای مدل استفاده شد. جهت تعیین مهم ترین متغیرها از آزمون جک نایف و برای مشخص نمودن قدرت پیش بینی مدل از منحنی ROC استفاده شد. نتایج تست هم خطی بین پوشش گیاهی، فاصله از گسل، انحنای مقطع، SPI و TWI وجود داشت درنتیجه حذف شدند. بر اساس آزمون جک نایف به ترتیب متغیرهای ارتفاع، متوسط بارندگی سالانه، بافت خاک، تراکم زهکشی، زمین شناسی، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه بیشترین تأثیر را در فرسایش خندقی داشتند. منحنیROC نشان دهنده دقت 95 درصدی در مرحله اعتبار سنجی مدل است. بر اساس این مدل بیش از 15 درصد حوضه (8445.83 هکتار) دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد به فرسایش خندقی است.

هدف از این مطالعه توسعه مدل های حساس فرسایش خندقی با اجرای الگوریتم یادگیری ماشینی (ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده) در حوضه مُهر است. ابتدا، مناطق خندقی شناسایی و پس از آن 13 متغیر مستعد کننده فرسایش خندقی (شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، شاخص زبری سطح، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، فاصله از جاده، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، متوسط بارندگی سالانه، زمین شناسی و بافت خاک) انتخاب شد. ضریب تورم واریانس برای ارزیابی چندخطی بین متغیرها استفاده شد. در نهایت نقشه حساسیت فرسایش خندقی در محیط (R) تهیه شد. همچنین تأثیر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بر فرسایش خندقی با استفاده از رگرسیون چند متغیره بررسی شد. از نظر اهمیت متغییرها، در مدل SVM کاربری اراضی و در مدل BRT زمین شناسی بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد. نقشه حساسیت پیش بینی شده با کمک منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که مساحت زیر منحنی (AUC) در مدل های ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده به ترتیب 92/0 و 94/0 محاسبه شد که منجر به پیش بینی دقیقی شد. همچنین نتایج نشان داد متغیر ماسه (299/9)، نسبت جذب سدیم (967/7) و مواد خنثی شونده (185/6) بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد