جغرافیا و مخاطرات محیطی

وضعیت پوشش سطح زمین نقش بسیار مهمی در دمای هوا و در لایه خرد و محلی دارد. بطورکلی هرگونه تغییر در سطح زمین پیامدهای آب وهوای شدیدی در این مقیاس ها خواهد داشت. خشک شدن دریاچه های داخلی از مسائل نوظهور آب وهواشناسی می باشد که خشک شدن احتمالی دریاچه ارومیه در شمال غربی ایران یکی از این نمونه هاست. در این پژوهش از مدل شبیه ساز آلودگی هوا (TAPM)، جهت شناخت اثر خشک شدن دریاچه ارومیه بر تغییرات دمایی ایستگاه مراغه در سال های 2003 و 2006 استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده در این پژوهش، متوسط دمای سالانه ایستگاه مراغه در اثر خشک شدن دریاچه 0.25 درجه سلسیوس افزایش، و در ماه های گرم سال به ویژه اوت و ژوئیه در ساعات میانی روز به طور متوسط افزایش حدود 4 درجه سلسیوس و همچنین در ماه های سرد به ویژه دسامبر و ژانویه حدود 3.5- درجه سلسیوس در متوسط دمای شبانه، کاهش را نشان می دهد. بر این اساس با خشک شدن دریاچه ارومیه دماهای کمینه و بیشینه سالانه در منطقه مورد مطالعه تغییرات محسوسی را نشان می دهند.

از ویژگی های بارز رودخانه کرخه در غرب استان خوزستان به ویژه در دشت آزادگان، دینامیک فعال آن است. بررسی این پویایی و تعیین نقش آن در ایجاد مخاطرات محیطی و ساختار فضایی منطقه، مستلزم شناخت مورفودینامیک رودخانه از گذشته تا حال بر اساس شواهد رسوبی و هیدرومورفولوژی است؛ زیرا مورفودینامیک رودخانه ها به خصوص در دشت های سیلابی معلول شرایط رسوب گذاری و وقایع محیط شناسی مانند تغییرات آب و هوایی و تغییرات سطح اساس آب هاست. بدین منظور، پس از جمع آوری داده ها، تغییرات مسیر رودخانه و شرایط محیط های رسوبی به عنوان متغیر مستقل و عناصر فضایی مانند تغییر در اندازه ذرات رسوبی، تپه های ماسه ای، کاربری های کشاورزی، مسکونی و غیره به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند. ابتدا با استفاده از روش های پردازش رقومی بر روی تصاویرماهواره ای لندست سال های 1990،1993،1998،2002 میلادی و سنجنده Liss از ماهواره IRS هند سال 2006 میلادی و ثبت نقاط شاخص در بازدیدهای میدانی، مسیرهای متروکه بازسازی و مسیرهای فعال بررسی شدند. در ادامه با تطبیق مسیرهای رودخانه با سایر لایه های اطلاعاتی، دو مغزه رسوبی در محل های رفیع و جفیرتا عمق 10 متری به منظور تعیین رابطه بین قطر ذرات رسوبی با شرایط سیلابی و محیط های رسوب گذاری گرفته شد. نتایج نشان داد، سه توالی رسوبی با شرایط اقلیمی مرطوب و کاهش قطر ذرات رسوبی در اعماق(10-6، 5-4، 3-0 متری) و دو دوره با شرایط اقلیمی خشک به همراه افزایش قطر ذرات رسوبی در اعماق( 6-5 و 4-3 متری) را می توان در مغزه ها تشخیص داد. شرایط اقلیمی خشک به همراه عقب نشینی خط ساحلی در هولوسن میانی سبب شد، دلتای کارون و کرخه توسعه پیداکرده و جابجایی و تغییر مسیرهایی نیز در بستر این رودخانه ها پدیدار شود. این تغییرات در مسیر روستای عبدالخان تا تالاب هویزه دارای حداقل دو تغییر شکل پلان خم رودخانه و چندین مسیر متروکه طبیعی می باشد. به دلیل سرعت و تنش برشی، خم ها با پدیده انتقال وگسترش همراه بوده و ضمن ایجاد خسارت به اراضی کشاورزی و مسکونی، موجب جابجایی آن ها نیز شده است.

با توجه به ماهیت عناصر اقلیمی که در قالب مقیاس های مختلف زمانی مورد استفاده قرار می گیرند، تغییرات زمانی عناصر اقلیمی از اهمیت زیادی برخوردار است که یکی از مولفه های مهم مورد مطالعه، تغییرات گرایش دار یا روند می باشد. در این پژوهش به منظور بررسی روند حداقل دمای ایران، حداقل دمای 78 ایستگاه در طی دوره آماری 2008- 1958 مورد بررسی گرفته است. با توجه به سنجش حداقل دمای سالانه ایستگاه های ایران با استفاده از آزمون جوینر و اسمیرونوف، نتایج حاصله بیان می دارد که حداقل دمای 19 ایستگاه ایران دارای توزیع نابهنجار است. ایستگاه هایی با توزیع نابهنجار با آزمون ناعاملی دنیلس و سایر ایستگاه-ها به دلیل بهنجاری توزیع حداقل دما، با آزمون عاملی tr مورد بررسی و سنجش قرار گرفته-اند. نتایج حاصله نشان می دهد از بین 78 ایستگاه، حداقل دمای 26 ایستگاه که عبارتند از بردسیر، سقدار، اردبیل، آباده، بجنورد، دامنه فریدن، همگین، کاشان، پل زمانخان، اصفهان، قزوین، ارومیه، همدان نوژه، گرگان، سقز، زنجان، خوی، دزفول، کروندار، برازجان، برنیشابور، نصرت آباد، خوانسار، بیرجند، سنندج و اراک بدون الگوی روند هستند. میل تغییرات روند حداقل دما در 4 ایستگاه شهرکرد، خرم آباد، بندرعباس و فسا به صورت نزولی و تغییرات روند در 48 ایستگاه ایران به صورت مثبت یا صعودی بدست آمده است. برازش و پیش بینی سری های حداقل دمای روند دار ایران با مدل هموارسازی هولت نشان دهنده افزایش حداقل دما در مناطق غربی بین 02/0 تا 32/0 درجه، در مناطق شرقی بین 27/0 تا 45/0 درجه، در مناطق شمالی بین 35/0- تا 28/2 درجه و در نواحی جنوبی ایران بین 27/0- تا 28/0 درجه می باشد.

یکی از کاربردهای دورسنجی در زمین شناسی تهیه نقشه خطواره هاست که به عنوان یکی از مهم ترین موضوعات در مطالعات زمین شناسی مناطق مختلف در نظر گرفته می شود. هدف از این تحقیق، استخراج خطواره های (گسل) البرز مرکزی با استفاده از تصاویر ماهواره ای سنجنده ASTER به روش بصری و رقومی خودکار است. بعد از انجام تصحیحات هندسی تصاویر تکنیک های بارزسازی مکانی شامل فیلترگذاری، تجزیه مؤلفه های اصلی و نسبت گیری باندی بر روی تصاویر سنجنده ASTER اعمال شد. استخراج خطواره ها بر روی این تصاویر پردازش شده به دو روش تفسیر بصری و رقومی خودکار انجام شد. سپس خطواره های استخراج شده به دو روش بصری و رقومی خودکار با یکدیگر و با خطواره های (گسل) استخراج شده از نقشه زمین شناسی منطقه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که میزان گسل های استخراج شده با روش تفسیر رقومی خودکار با میزان گسل های نقشه زمین شناسی همخوانی ندارد و روش تفسیر رقومی خودکار نتوانسته سبب استخراج و شناسایی خطواره های گسلی منطقه (گسل خزر و شمال البرز) شود. ولی میزان خطواره های استخراج شده به روش بصری با میزان گسل ها در البرز همخوانی بیشتری نشان می دهد. بنابراین روش رقومی خودکار به علت دقت پایینی که دارد، برای مطالعات زمین شناسی که بر مبنای مطالعات صحرایی دقت بالایی دارد، پیشنهاد نمی شود. در نتیجه، بهترین روش برای انجام مطالعات زمین شناسی و بررسی های ساختاری در مناطق وسیع و یا مناطقی که دسترسی به آنها مشکل است، استفاده از روش تفسیر بصری و رقومی سازی دستی برای استخراج خطواره هاست.

باد سیستان به عنوان برجسته ترین جریان ترازهای زیرین جو در فلات ایران، بنا به ماهیت، گستره ای محلی تا منطقه ای را در شرق این فلات اشغال می نماید. اگرچه محلی و یا منطقه ای بودن باد سیستان موضوعی باز تلقی می گردد، اما آغاز و خاتمه ناگهانی وزش باد سیستان در شرق ایران و تغییرات سال به سال قابل ملاحظه در زمان آغاز و خاتمه این باد، نقش برجسته عوامل بزرگ مقیاس و مقیاس منطقه ای را در شکل گیری باد سیستان متذکر می گردد. پژوهش حاضر سعی دارد با بهره گیری از روش هایی موسوم به «نقطه تغییر»، زمان آغازگری (Onset)، زمان خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان را مورد بررسی قرار دهد. مطالعه با بهره گیری از داده های روزانه شدت و جهت باد در ایستگاه زابل، به عنوان ایستگاه معرف باد سیستان، برای یک دوره 41 ساله (2012-1972) به انجام رسید و جهت تعیین زمان آغازگری و خاتمه باد سیستان از سه روش Pettitt، SNHT و Buishand استفاده شد. در این تحقیق با بهره گیری از سری زمانی روزانه شدت و جهت وزش باد، زمان آغاز، خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان تعیین گردید. یافته ها بیانگر آن است که از میان سه روش تخمین نقطه تغییر، روش پتیت در تعیین زمان آغاز و خاتمه باد سیستان از کارایی مناسب تری برخوردار است. بر اساس روش پتیت باد سیستان بطور متوسط در روز 122 ام (2 می) از سال میلادی آغاز شده و تا روز 287 ام (14 اکتبر) تداوم می یابد. بر این اساس، متوسط طول دوره وزش باد سیستان 165 روز در سال تعیین گردید. یافته ها همچنین بیانگر آن است که زمان آغازگری، زمان خاتمه، شدت و طول مدت وزش باد سیستان تغییرات قابل ملاحظه ای را از سالی به سال دیگر نشان می دهد. از دیگر نتایج این مطالعه، نبود یک روند معنی دار در رفتار تمامی ویژگی های باد سیستان است.

این مطالعه با هدف مدل سازی تغییرات مکانی پارامترهای کیفی آب زیرزمینی دشت همدان-بهار با روش های زمین آماری انجام شد. پارامترهای هدایت الکتریکی املاح محلول (EC)، pH، قلیائیت (SAR) و باقی مانده جامد املاح (TDS) از خصوصیات اصلی آب زیرزمینی انتخاب شدند. مدل سازی با استفاده از روش کریجینگ، روش معکوس فاصله وزنی و روش شبکه توابع پایه شعاعی انجام شد. برای انتخاب روش مدل سازی، دو آماره میانگین مجذور مربعات خطای نرمال (NRMSE) و میانگین خطای سوگیری (MBE) در قالب تکنیک اعتبارسنجی متقابل به کار گرفته شد. نتایج نشان داد روش کریجینگ با نیم تغییرنمای کروی در مدل سازی عوامل کیفی برتری دارد. مقدار NRMSE در نیم تغییرنمای کروی برای هر چهار عامل بین 95/0 تا 96/0 بود که نسبت به سایر نیم-تغییرنماها (96/0 تا 98/0) کمتر بود. کمترین خطای مدل سازی به پارامتر pH و بیشترین خطا معادل 42/0=NRMSE و 01/0-=MBE به پارامتر EC تعلق داشت. بر همین اساس پهنه بندی ها به منظور درون یابی عوامل کیفی در سطح آبخوان و برون یابی عوامل کیفی براساس اطلاعات آبخوان در سطح دشت صورت گرفت. پهنه بندی تغییرات مکانی نشان داد مقادیر EC و TDS دارای روند تغییراتی مشابه است. یکی از دلایل اصلی تشابه تغییرات EC با TDS ارتباط خطی این دو پارامتر است. نتایج پهنه بندی نشان داد مقادیر EC، TDS و SAR، از امتداد جنوب شرق به شمال شرق کاهش یافته است؛ به طوری که مقادیر SAR از بازه 8/2-9/1 به 2/1 – 8/0، EC از بازه 3/2395 – 4/1266 به بازه 5/823-3/483 میکروموس بر سانتی متر و TDS از بازه 3/1591-3/826 به بازه 2/526-7/295 میلی گرم بر لیتر کاهش یافت. تغییرات پارامتر pH غیریکنواخت تر از سه پارامتر دیگر بوده و حداکثر آن در ناحیه شمال غربی دشت در بازه 93/7 تا 75/7 است. هم چنین نتایج حاصل بیان گر دقت کمتر روش زمین آمار در برآورد پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی در نقاط حداکثر بود. در مجموع می توان اظهار داشت با داشتن مقادیر یک کمیت کیفی آب در یک نقطه می توان مقدار همان کمیت را در نقطه ای دیگر با مختصات معلوم با دقت بالا برآورد نمود.

در این مطالعه، خطر سیلاب(سیل خیزی و سیل گیری) در محدوده شهر کرج و نواحی پیرامون آن، با استفاده از منطق فازی با درجات مختلف معین شده است. در پهنه بندی سیلاب از لایه های شیب، خاک، ژئومورفولوژی، کاربری اراضی، انحنای طولی(تغییرات شیب در امتداد جریان)، انحنای عرضی(واگرایی و همگرایی جریان)، بارش، تراکم زهکشی، فاصله از رود و زمین شناسی استفاده شده است. سپس به هر یک از لایه ها با توجه به نوع روابط شان با پدیده سیل خیزی و سیل گیری و بر اساس توابع تعیین شده، مقدار عضویت تعیین و وارد مدل گردیدند. نتایج این تحقیق نشان داد مدل فازی با وجود پیچیدگی هایی که دارد، دارای مزایای بسیاری در مطالعه پدیده های مختلف مرتبط با سطح زمین است. با توجه به نقشه نهایی بدست آمده، در سیل خیزی پهنه های با خطر بسیار زیاد در بخش شمالی، شمال شرقی و شرقی منطقه مورد مطالعه واقع گردیده اند. نواحی با خطر کم نیز اغلب در دشت ها، دره ها و خط القعرها که شیب کمتری دارند، واقع گردیده اند. با توجه به نقشه نهایی بدست آمده سطوح سیل گیر با خطر بسیار زیاد اغلب در قسمت های جنوب غربی و جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه واقع شده اند. پهنه های با خطر زیاد نیز اغلب در قسمت های مرکزی و غربی قرار دارند.

به دلیل تازه تأسیس بودن بسیاری از ایستگاه های آب سنجی و یا تخریب و انهدام کلّی آنها در اثنای وقوع سیلاب های بزرگ، گزارش دبی های ثبت شده اینگونه وقایع کاتاستروفیک کم بوده و داده های مربوط به آن ها یا حاصل تخمین های غیرمستقیم دبی بعد از وقوع سیلاب و یا تعمیم سیلاب های مشاهده شده 40- 30 سال گذشته است. به همین دلیل، روش های متداول هیدرولوژیک برای تخمین حداکثر سطح، حجم و دوره برگشت این سیلاب ها نتایج قابل اطمینانی بدست نمی دهد و فاقد دقت لازم برای برنامه ریزی های کنترل سیلاب است. لوگ پیرسون تیپ 3، روش برآورد گامبل، حداکثر بارش محتمل(PMP) و سایر فنون آماری زمانی قابل اعتمادند که دوره برگشت مورد محاسبه کوتاه تر و یا معادل دوره آماری پایه باشد. ضعف اساسی روش های آماری و نیاز به تخمین های دقیق تر باعث ترغیب ژئومورفولوژیست ها به استفاده از معیارهای ژئومورفولوژیک برای بازسازی سیلاب های قدیمی و بهره گیری از نتایج آن در پیش بینی سیلاب های احتمالی آتی گردید؛ بطوری که از دهه 1980 شاخه ای در ژئومورفولوژی رودخانه ای تحت عنوان هیدرولوژی پالئوسیلاب در آمریکا پایه ریزی گردید و به سایر مناطق جهان گسترش یافت. این مقاله از نوع مروری بوده و هدف کلی آن آشنایی با موضوع هیدرولوژی پالئوسیلاب و ترغیب محققین علوم زمین به استفاده از آن به عنوان یک راه حل عملی خوب برای تخمین دوره های برگشت سیلاب های بزرگ، ارزیابی و تهیه نقشه-های خطر، برنامه ریزی بهتر برای نواحی مستعد سیلاب (بر مبنای داده های واقعی) و حفظ محیط زیست است.