پژوهش های ژئومورفولوژی کمی

ازجمله اشکال کارست سطحی، حفره های کوچک انحلالی روی سنگ ها هستند که در اصطلاح لاپیه های حفره ای نامیده می شوند. در ایجاد لاپیه های حفره ای، عواملی چون، اثر قطره های باران، انحلال سنگ در محل تقاطع درزها و تبلور نمک مؤثر هستند. در این پژوهش اثر خزه های سطح سنگ در ایجاد این اشکال بررسی شده است. بر این اساس حداکثر ابعاد هر کدام از خزه ها، به همراه حداکثر ابعاد حفره ی سنگی موجود در زیر 414 مورد از خزه ها با استفاده از دستگاه کولیس اندازه گیری شد. سپس رابطه ی تعداد خزه های سطح سنگ با تعداد حفره های زیر آنها در شرایط رویشی خزه ها روی دو نوع سنگ کربناته با آزمون کای دو بررسی شد. برای نشان دادن تأثیر شکل خزه ها در شکل حفره های زیر خزه ها نیز، ابعاد حفره ها به ابعاد خزه ها محاسبه و اختلاف آنها در شرایط مختلف سطح سنگ شامل، جنس، شیب و جهت سنگ با استفاده از آزمون تی جفتی در سطح معنادار 5/0 بررسی شد. نتایج نشان داد که بین ابعاد خزه ها و ابعاد حفره های سنگی زیر آنها، همبستگی معناداری وجود دارد. در زیر 70 درصد خزه هایی که روی سنگ آهک رشد کرده بودند، حفره ی سنگی قابل اندازه گیری مشاهده شد. در حالی که در نمونه های مربوط به سنگ دولومیت، تنها در زیر 20 درصد خزه ها حفره ی سنگی قابل انداره گیری مشاهده شد؛ ولی آزمون تی جفتی درباره ی آنها به نتایج مثبتی منجر نشد و از این رو تلاش شد این آزمون درباره ی مرحله ی تحول به اجرا گذاشته شود. درنتیجه آزمون نشان داد در شرایطی که لاپیه ها رشد می کنند، شکل آنها و به ویژه، عمق آنها با خزه های رویی تطابق پیدا می کنند.

این پژوهش تلاش دارد با استفاده از روش های کمّی و مدل های آماری به این پرسش پاسخ دهد که آیا فرایندی غیر از فرایندهای یخچالی، این چشم انداز رابه وجود آورده است؟ با توجه به نتایج پژوهش حاضر، وجود اختلاف معنادار بین میانگین قطر ذرّه های زبانه های یخچالی، مؤید تفاوت معنادار در توان هر زبانه است، به گونه ای که نتایج آزمون دانکن زبانه ها را به سه گروه مختلف تقسیم بندی می کند. گروه اول شامل زبانه های 3، 4 و 5، گروه دوم شامل زبانه های 1، 3 و 5 و گروه سوم شامل زبانه های 1 و 2 است. با توجه به اندازه ی میانگین قطر سنگ ها در گروه سوم، می توان نتیجه گرفت نیروی فرایند یخچالی در زبانه های گروه سوم بیشتر از دو گروه دیگر بوده است. همچنین آزمون مقایسه ی میانگین ها، آثار پنج زبانه ی یخچالی موجود در منطقه را در سه گروه قرار می دهد یعنی اینکه بر پنج زبانه ی موجود در منطقه،سه وضعیت حاکم بوده است. از سوی دیگر، عدم وجود اختلاف معنادار بین مقاطع، حاکی از یکنواخت بودن میانگین قطر سنگ هاست؛ یعنی هیچ اختلاف معناداری بین قطر سنگ ها در مقاطع مختلف به فواصل مختلف در طول بلوک ها (زبانه های یخچالی) وجود ندارد. یعنی اینکه هیچ گونه جورشدگی روی سنگ ها اتفاق نیفتاده است که بتواند آرایش تصادفی حاصل از فرایند یخچالی را تغییر دهد. پس با قطعیت می توان اظهار داشت که پس از وقوع فرایند حاصل از ذوب یخ،فرایندی بزرگتر از فرایند یخچالی رخ نداده است. بنابراین فرضیه ی رخ دادن سیلاب های بزرگ بعد از دوره های یخچالی در منطقه ی مورد مطالعه، قطعی نیست.

پژوهش پیش رو به منظور شبیه سازی مناطق مستعد خندق زایی در حوضه ی رودخانه ی مِرِگ، واقع در جنوب شهر کرمانشاه انجام شده است. این پژوهش به منظور شبیه سازی خندق زایی در پهنه ی بزرگ 15/1466 کیلومتر مربع، به کمک مدل رقومی ارتفاعی و دیگر لایه های نقشه ای و شاخص توان آبراهه ای انجام شده است. لایه های کاربری اراضی، فاصله از آبراهه ها، فاصله از جاده ها، لیتولوژی، شیب، جهت شیب، انحنای عمودی و انحنای افقی شیب منطقه تهیه شد. با تولید شاخص SPI و بهره گیری از آن برای تشخیص نقاط مستعد خندق زایی، سطح جست وجو در درون لایه ی اخیر به نقاط محدودی کاهش یافت. نتایج حاصل از همپوشانی این نقاط و لایه های اطلاعاتی موجود، به شناسایی طبقه یا کلاس مؤثر در تشکیل خندق منجر شد. با مراجعه های میدانی متعدّد، صحت و دقت نقاط تولید شده بررسی شد، سپس آزمون مربع کای اسکوور روی داده های تولید شده اعمال و درجه ی معناداری کلاس نقطه به تأیید رسید. نتایج حاصل از ارزیابی آماری و میدانی به دو مدل جداگانه برای پیش بینی مناطق مستعد خندق در حوضه ی مورد مطالعه منجر شد.

سیلاب، یکی از پدیده های پیچیده و مخرب طبیعی است که هر ساله خسارت های فراوانی را به دنبال دارد. منطقه ی شمال غرب کشور، به دلیل داشتن اقلیمی نیمه خشک و کوهستانی و درنتیجه تغییرپذیری بالای بارش، ازجمله مناطقی است که در معرض سیلاب های مخرب قرار دارد. منطقه ی مورد مطالعه، حوضه ی آبریز مردق چای (موردو چای) در استان آذربایجان شرقی است. برای انجام این پژوهش از روش های توصیفی، میدانی و تحلیلی استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی شامل شیب، شماره ی منحنی (CN)، ارتفاع رواناب، شکل، تراکم زهکشی، سنگ شناسی و پوشش گیاهی حوضه هستند. لایه های اطلاعاتی در نرم افزارهای Arc GIS و ENVI تهیه شد. برای تعیین میزان اثر و وزن دهی به متغیرهای اصلی و طبقه های فرعی هر یک از متغیرها در رابطه با خطر وقوع سیلاب، از مدل ANP در قالب نرم افزار Super Decisions استفاده شد. نتایج نشان می دهد که عامل شیب با میزان 30/0 و ارتفاع رواناب سطح حوضه با میزان 28/0 در رابطه با رخداد سیلاب، از بیشترین میزان اهمیت و عوامل پوشش گیاهی (NDVI) و سنگ شناسی، به ترتیب با رقم 06/0 و 07/0 از کمترین میزان اهمیت برخوردار هستند. کمابیش در 32 درصد از سطح حوضه، خطر وقوع سیلاب بسیار زیاد و زیاد است که بیشتر در قسمت هایی از پایین دست حوضه واقع شده اند. این امر با وجود کاهش شیب، به دلیل برقراری ارتباطات درونی متغیرها و دخالت عواملی مانند شماره ی منحنی (CN) و ارتفاع رواناب بالا، فقر پوشش گیاهی و تراکم زهکشی نسبی بالا است که با توجه به استقرار نقاط سکونتگاهی در این محدوده، انجام اقداماتی برای کاهش خطر وقوع سیلاب در این قسمت از حوضه ضروری است.

شهرهای ایران دارای شواهد متعددی از لرزه خیزی، همچون گسله ها و شکستگی ها، به ویژه در زمین های آبرفتی است که با ایجاد سازه های سنگین شهری، ناپایداری بسترهای شهری را به ارمغان آورده است. این پژوهش با هدف تحلیل پراکنش تخریب ناشی از لرزه خیزی در محیط شهری انجام شده است. منطقه ی یک تهران از این نظر انتخاب شده است که در ناحیه ی البرز مرکزی، بر نهشته های کواترنری واقع شده است و دارای شواهد متعدد تکتونیکی، ازجمله وجود سازند هزار دره، وقوع زمین لرزه هایی با بزرگی بیش از ٧ ریشتر، چین خوردگی و گسلش در سازند هزاردره و وجود زمین لغزش های دامنه ای هستند. در این مطالعه به منظور بررسی پتانسیل تخریب ناشی از زمین لرزه در منطقه ی یک تهران، از نقشه ی توپوگرافی، پراکندگی گسله ها، کاربری تهیه شده از سوی شهرداری، تراکم جمعیت، داده های ارتفاعی (DEM) استفاده شده است. بر اساس داده های فوق با توجه به شرایط تکتونیکی منطقه ی یک تهران، معیار های ضریب خمیدگی، نوع آبرفت، ارتفاع زمین، تغییرات ارتفاعی، تراکم شبکه ی زهکشی، تراکم نسبی گسل، تراکم نسبی جمعیت و درصد فضای باز، شاخص های انتخاب شده ای است که می تواند بیانگر تخریب ناشی از لرزه خیزی در این منطقه باشد. پراکنش شاخص های مورد نظر با استفاده مدل تاپسیس از روش های تصمیم گیری چند شاخصه مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان داد که حداکثر پتانسیل لرزه خیزی در بخش شمالی منطقه ی یک، به دلیل بیشترین برون زدگی های آبرفت های قدیمی تر روی آبرفت های جدیدتر، حضور گسل های اصلی و لرزه زا، حداکثر ضریب خمیدگی و حضور شبکه های آبرفتی اصلی قرار گرفته است.

هدف از انجام این پژوهش، مدل سازی تغییرات تراز دریاچه ی ارومیه در بستر گرمایش جهانی است. برای دست یافتن به این هدف و شبیه سازی مقادیر دما و بارش کشور تا سال 2100، از نتایج دو مدل گردش عمومی جوMIROC_3-2_MEDRES و MPI_ECHAM5 و سه طرح فرضی a1b ، a2 و b1 استفاده شده است. در ادامه برای مدل سازی آماری تغییرات تراز دریاچه ی ارومیه با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره، از تأثیر تغییرات چهار مؤلفه ی مستقل دما، بارش، نوع اقلیم (روش دمارتن) و خشکسالی (روش SPI) با تأخیر یک ساله نسبت به متغیر وابسته (تراز دریاچه) استفاده شد. آنچه از میانگین تمام طرح های فرضی برای دوره ی مطالعاتی 2010 تا 2100 به دست آمده است، نشان می دهد که به طور میانگین دما به میزان 73/0+ درجه سانتی گراد و بارش به مقدار 44/9- میلی متر نسبت به دوره ی مشاهداتی 1968 تا 2009 تغییر خواهند کرد. همچنین میانگین کلی تمام طرح های فرضی تا سال 2100 از کاهش شاخص اقلیمی دمارتن به مقدار 10/0- درصد در هر دهه خبر می دهد. اما آنچه از مدل سازی آماری به دست آمد، نشان دهنده ی بیشترین کاهش تراز آب دریاچه به میزان 73/2- متر در هر دهه تا سال 2100 برای خروجی های مدل MPI_ECHAM5 و طرح فرضی a1b و کمترین تغییرات کاهشی تراز دریاچه به میزان 28/2- متر برای مدل و طرح فرضی MPI_ECHAM5/b1 تا سال مورد نظر است. به هرحال آنچه از مجموع تمام طرح های فرضی نتیجه شد، وجود روند کاهشی و معنادار تراز آب دریاچه ی ارومیه (میانگین 50/2- متر) برای هر دهه از سال 2010 تا 2100 است که می تواند تأثیر بسیار سوء و نامناسبی بر محیط زیست دریاچه و اطراف آن داشته باشد.

شناسایی و استخراج لندفرم های سطح زمین از داده ها رقومی در سال های اخیر، رشد و گسترش بسیار زیادی یافته اند. در این راستا مخروط افکنه ها در مناطق خشک از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند. هدف این مطالعه ارائه ی روشی بهینه (سریع، دقیق، کم هزینه، و استفاده از حداقل داده ی مورد نیاز)، برای استخراج مرز مخروط افکنه ها از DEM است. بدین منظور با استفاده از DEM و روشی که در این پژوهش برای نخستین بار ارائه شده است (مدل قرینه ی DEM)، با قرینه سازی داده های رقومی ارتفاع و روش های موجود در نرم افزارهای GIS، مخروط افکنه به عنوان یک حوضه ی آبریز معرفی و سپس مرز آن استخراج شده است. برای ارزیابی دقت این روش، مرز استخراجی روی تصاویر ماهواره ای (ASTER, QuickBird)، نقشه ی توپوگرافی و شبکه هایی زهکشی منطقه همپوشانی شده اند. نتایج پژوهش نشان می دهند که روش «مدل قرینه ی DEM» از نظر دقتِ نتایج، سادگی، سرعت انجام و بهره گیری از حداقل داده ها بر روش های دیگر برتری دارد.

رودخانه ها نسبت به حرکات تکتونیکی حساس هستند و رابطه ی نزدیکی بین لندفرم های رودخانه ای و حرکات تکتونیکی وجود دارد. شاخص های ژئومورفیک به عنوان ابزاری برای مشخص کردن ساختارهای جدید و فعال به کار می روند. منطقه ی مورد مطالعه، حوضه ی آبریز واز است که در شهرستان نور در استان مازندران واقع شده است. در این حوضه گسل های متعددی مانند، گسل شمال البرز و گسل کلرد سازندهای زمین شناسی را جابه جا کرده اند. در این مطالعه شاخص های ژئومورفیک، مانند منحنی های هیپسومتری، شاخص تقارن حوضه، نیمرخ طولی نرمال شده ی رود و شاخص گرادیان طولی رود با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی (DEM) در نرم افزار ARC GIS تهیه و مورد تحلیل قرار گرفتند. نیمرخ طولی نرمال شده ی رود (SLK) برای زیرحوضه ها ترسیم شد. به دلیل بی بُعد بودن این شاخص، حداکثر تقعر (Zmax ) دره های مختلف مورد مقایسه قرار گرفتند. سپس با محاسبه ی مقادیر SL شاخه های مختلف رود و میان یابی این مقادیر، نقشه ی SL رود تهیه شد. مقادیر SL بین 75 تا 1375 متغیر بوده است. تقریبار 75 درصد مقادیر SL کمتر از 700 متر را نشان می دهد. بیشترین مقدار SL در قسمت جنوبی حوضه و در مجاورت گسل بزرگ البرز شمالی قرار گرفته است. مقادیر بالای SL تنها در برخی موارد با وجود گسل ها در ارتباط است. با استفاده از آزمون کروسکال والیس، این مقادیر مورد ارزیابی قرار گرفت که نشان دهنده ی تفاوت معنا داری بین سنگ شناسی حوضه و مقادیر SL است.

امروزه با پیدایش فناوری سنجش از دور، امکان بهره برداری از آن برای مطالعه ی بسیاری از ویژگی های خاک، همچون اندازه ی هندسی ذره ها و تعیین بافت خاک با صرف وقت و هزینه ی کمتری فراهم شده است. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر اجزای بافت خاک و میانگین هندسی ذره ها بر پاسخ طیفی سطح خاک، در دشت خاتم با استفاده از داده های ماهواره ای سنجنده ASTER است. بدین منظور در 23 آگوست سال 2007 میلادی، مطابق با زمان اخذ تصویر، نمونه برداری از سطح خاک در 76 پروفیل به شکل تصادفی انجام گرفت. مقادیر مربوط به بافت نمونه های خاک به روش هیدرومتری در آزمایشگاه و درنهایت میانگین هندسی قطر ذره ها برای هر نمونه محاسبه شد. پس از انجام تصحیحات هندسی و رادیومتریک و سایر پردازش ها روی تصاویر، برای بررسی اثر بافت و میانگین هندسی ذره های خاک بر بازتاب زمینی، از روش رگرسیون چندمتغیره بین مقادیر تخمینی هر لایه ی اطلاعاتی و مقادیر آزمایشگاهی در نقاط آموزشی استفاده شد. درنهایت دقت مدل ها بر اساس ضریب تبیین حاصل از برازش خط بین مقادیر مشاهداتی و تخمینی نقاط تست مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که باند مادون قرمز نزدیک سنجنده ی استر، می تواند در تعیین درصد شن (با ضریب تبیین 5/0 و خطای استاندارد 9/11)، سیلت (با ضریب تبیین 4/0 و خطای استاندارد 09/10)، رس (با ضریب تبیین 57/0 و خطای استاندارد 46/3) و میانگین هندسی ذره های خاک (با ضریب تبیین 4/0 و خطای استاندارد 09/0) منطقه ی مطالعاتی مؤثر باشد. همچنین نتایج نشان داد که ارتباط معناداری بین مقادیر بازتاب طیفی سایر باندهای اصلی و فاصله ی اقلیدسی از خط خاک با مقادیر آزمایشگاهی سیلت، شن و میانگین هندسی ذره ها وجود ندارد.