مخاطرات محیط طبیعی

در این پژوهش روند تغییرات وردایست بر روی جو ایران در ماه های دو فصل بهار و پاییز با استفاده از داده های پایگاه ECMWF در بازه-ی زمانی 1979 تا 2018 مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات وردایست در دو فصل بهار و پاییز نشان داد که در بخش های وسیعی از کشور روند برآورد شده فاقد معنی آماری است و فقط در ماه مارس در بخش هایی از غرب و شمال غرب کشور و در ماه سپتامبر بر روی ارتفاعات زاگرس روند مثبت و به لحاظ آماری معنی دار بود. نتایج بررسی روند دمای دو تراز اطراف وردایست نیز نشان داد که در تمام ماه های فصل بهار و دو ماه اول فصل پاییز به جز مناطق بسیار محدودی از کشور، روند برآورد شده فاقد معنی آماری است. روند دمای دو تراز اطراف وردایست در ماه نوامبر با دیگر ماه های مورد واکاوی تفاوت قابل توجهی داشت. در این ماه بخش های وسیعی از کشور در دو تراز اطراف وردایست روند به لحاظ آماری معنی دار بود. بررسی روند تفاضل دمایی دو تراز اطراف وردایست نیز نشان داد که در مناطق توأم با روند معنی دار، روند تفاضل دو تراز بالا و پایین وردایست منفی بوده است. این ویژگی می تواند به معنای کاهش ستبرای لایه ی وردایست در طول چهل سال گذشته باشد. واکاوی روند پراش، چولگی و کشیدگی وردایست نیز نشان داد که در سه ماه فصل بهار در اغلب مناطق روند فاقد معنی آماری است؛ امّا در فصل پاییز (به ویژه ماه سپتامبر) در بخش هایی از کشور روند مشاهده شده به لحاظ آماری معنی دار است. با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت که در طول چهل سال گذشته تأثیر خطی تغییرات آب و هوایی بر تغییرات تراز فشار لایه ی وردایست موجود بر روی جو ایران طی ماه های فصل بهار و پاییز بسیار ناچیز و تغییرات خطی در فصل بهار بسیار محدودتر از فصل پاییز بوده است.

یکی از عوامل بحرانی منابع گرد و غبار که کمتر به آن توجه می شود، نقش زمین شناسی و ژئومورفولوژی به عنوان یک منبع تولیدکننده گرد و غبار است. واحد های زمین شناسی از عواملی هستند که در انتشار ذرات گردوغبار و تولید رسوب نقش دارند. ترکیبات سنگ-شناسی با حساسیت بالایی که به دگرسانی، هوازدگی و فعالیت های فرسایشی نشان می دهند، در پراکنش و تولید ذرات گرد و غبار نقش مؤثری دارند. بر مبنای پژوهش های بررسی شده شهرستان سرخس یکی از کانون های بحرانی فرسایش بادی و گردوغبار است  که تحت تأثیر بادهای 120روزه سیستان قرار دارد. واحد های زمین شناسی موجود در این منطقه از لحاظ حساسیت سنگ ها به هر دو نوع فرسایش آبی و بادی در رده های متوسط تا خیلی زیاد قرار دارند. به منظور شناسایی عناصر شیمیایی موجود در واحد های زمین شناسی و نقش آن ها در تولید گرد وغبار به جمع آوری نمونه های رسوبات واحد های زمین شناسی در لایه سطحی و زیرسطحی و همچنین نمونه-برداری از گرد و غبار اتمسفری پرداخته شده است. نمونه ها، جهت تعیین عناصر شیمیایی، مورد آزمایش طیف سنجی القایی انجام گرفت و سپس جهت شناسایی منشأ گردوغبار و ارتباط آن با واحد های زمین شناسی، آنالیز فاکتوری  و خوشه ای با استفاده از  نرم افزارSPSS  انجام شد. نتایج آنالیز فاکتوری و خوشه ای نشان داد که منطقه سرخس با عناصر شیمیایی: سدیم، روی، لانتان، آرسنیک نیوبیوم، کادمیوم، نیکل، سرب، روی، لیتیم، استرانسیوم، گوگرد، سدیم در فاکتور یک با منشأ تبخیری یا شیمیایی و با عناصر: آلومینیوم، آهن، کبالت، توریوم، منگنز، بور، تیتانیوم در فاکتور دو و با منشأ آواری یا زمینی قرار دارد. همچنین عناصر شیمیایی گرد و غبار مناطق روستایی: بزنگان، شورلق، بغبغو، پده و باغک با واحد های زمین شناسی آب دراز، چهل کمان، نهشته های کواترنری، آب تلخ و خانگیران در یک گروه قراردارند و دارای یک منشأ مشترک هستند. بر اساس فاکتور غنی شدگی عناصر شیمیایی بر، آرسنیک، گوگرد، توریم، نیکل و لیتیم  با منشأ انسان زاد (شیمیایی- تبخیری) معرفی شده اند.

این پژوهش با هدف تحلیل روابط بین شاخص های مؤثر بر تاب آوری کالبدی - زیرساختی شهر چمستان در برابر سیلاب های شهری انجام شده است. شاخص های سنجش تاب آوری کالبدی - زیرساختی باتوجه به منطقه مطالعاتی، شامل دسترسی، بنا و سازه و دوری از محیط مخاطره آمیز طبیعی بوده که در قالب 12 زیرشاخص موردبررسی قرار گرفتند. پس از استانداردسازی زیرشاخص ها با توابع عضویت فازی، جهت انجام همپوشانی آن ها و تهیه سه شاخص یادشده، از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و نظرهای کارشناسی استفاده شد. دسترسی به مراکز بهداشتی - درمانی (374/0) مهم ترین زیرشاخص دسترسی، کیفیت بنا (647/0) اثرگذارترین متغیر شاخص سازه و بنا و فاصله از رودخانه (643/0) مهم ترین زیرشاخص دوری از محیط مخاطره آمیز طبیعی است. باتوجه به نقشه نهایی پهنه بندی تاب آوری کالبدی - زیرساختی، بیشتر مساحت شهر چمستان، بخش های مرکزی و شمالی شهر، در سطح تاب آور یا نسبتاً تاب آور کالبدی - زیرساختی در برابر سیلاب قرار دارد. بخش شمالی شهر که هسته اصلی چمستان می باشد، در رده های عدم تاب آوری و تاب آوری پایین کالبدی - زیرساختی قرار گرفته است که مجاورت با رودخانه واز و اراضی با شیب بالا، از مهم ترین دلایل پایین بودن سطح تاب آوری یا عدم تاب آوری کالبدی - زیرساختی شهر در مقابل سیلاب است. در این خصوص و به جهت افزایش تاب آوری کالبدی، رعایت حریم رودخانه، عدم تغییر کاربری اراضی، عدم انجام فعالیت های برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه، دیواره سازی مهندسی در سواحل رودخانه و ایجاد کانال های فرعی جهت هدایت سرریز جریان آب رودخانه در مواقع سیلابی، می تواند مؤثر باشد.

اشکال ژئومورفولوژیکی هرکدام در مراحل مختلفی از روند تغییرات محیطی و تکامل خود، شرایط پایداری و ناپایداری هایی را تحت تأثیر فرآیندهای بیرونی و درونی متحمل می شوند. یکی از این فرم ها، توده های آذرین هستند که در اثر حرکات زمین ساختی و جنبش گسل ها، شکل متمایزی به خود گرفته و تغییر می یابند. این تغییر را با استفاده از شواهد و شاخص های ژئومورفولوژیکی می توان نشان داد. توده آذرین آله در ورای کمربند دگرگونی سنندج -سیرجان در قسمت غربی استان قم واقع شده است. با بررسی الگوهای مختلف از قبیل الگوی زهکشی، تن رنگ، شیب، حلقه های مدور و شاخص های ژئومورفولوژی، رشد توده در این منطقه آشکار شد. شاخص الگوی کاملاً حکایت از ناپایداری این توده را دارد. اکثر سطوح دامنه های توده آله متشکل از اشکال مثلثی شکل است که تشکیل این سطوح حاصل عملکرد فرآیندهای درونی فعال در مقابل فرآیندهای بیرونی می باشد. تن رنگ سطوح مخروط افکنه ها روشن است که نشان از فعال بودن زمین ساخت است. حلقه های دایره ای شکل گرفته در توده حکایت از گسترش دامنه های شرقی دارد. شیب مخروط افکنه های این توده بین ۵- ۱۰.۵ است که با عملکرد تکتونیک توجیه می شود و فرآیند مورفولوژی سطوح مخروط افکنه ها  به صورت مجرا و پشته های کوچک است و 2 مورد از حالت فرسایش در قسمت جنوب شرقی توده نفوذی مشاهده شد که به سمت رأس مخروط افکنه در حال پیشروی است. اسارت و انحراف آبراهه ها در منطقه، از شواهدی دیگری است که متأثر از تکتونیک فعال است. به دلیل ناپایداری دامنه ها و مخروط افکنه ها هیچ گونه فعالیت انسانی (به جزء مواردی خاص) در منطقه شکل نگرفته است. به طورکلی این شاخص ها و شواهد، از ناپایداری و فعال بودن جنبش های زمین ساختی در توده دیوریتی و هم شکل نبودن قسمت های مختلف توده آذرین خبر می دهند. بنابراین فعال بودن تکتونیک و ناپایداری این محیط کاملاً مورد تأیید است.

آلودگی محیط زیست شهری به عناصر سنگین باعث ایجاد تغییرات نامطلوب در ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی منابع اصلی حیات شامل آب، هوا و خاک می گردد. این پژوهش با هدف تهیه نقشه توزیع مکانی غلظت فلزات سنگین مس، روی، سرب و کادمیوم و بررسی میزان خطرات اکولوژیکی و محیط زیستی حاصل از این آلاینده ها به کمک شاخص هایmCd ،Igeo ، RI و  Cf در شهر زاهدان انجام شده است. در این مطالعه با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک تصادفی 90 نمونه گرد وغبار ریزشی جمع آوری گردید و غلظت این فلزات، در آنها اندازه گیری شد. به منظور مدل سازی تغییرات مکانی غلظت فلزات سنگین، از روش کریجینگ در محیط ArcGIS بهره گرفته شد. نتایج حاصل از اندازه گیری غلظت فلزات سنگین نشان داد که بیشترین میانگین غلظت مربوط به سرب 51/270 میلی گرم بر کیلوگرم و کمترین میانگین غلظت مربوط به کادمیوم 74/20 میلی گرم بر کیلوگرم می باشد. همچنین مقدار میانگین غلظت عناصر سرب و کادمیوم بیشتر از حد استاندارد آن در خاک بود. نتایج ضریب همبستگی پیرسون نشان داد  که بین عنصر روی و کادمیوم همبستگی معنی داری وجود دارد. بر اساس مقادیر مربوط به شاخص ضریب آلودگی و شاخص خطر بالقوه محیط زیستی، فلزات مس و روی در محدوده آلودگی کم، سرب در محدوده آلودگی زیاد و کادمیوم در محدوده آلودگی بسیار زیاد قرار دارند. شاخص زمین انباشت نیز کلاس آلودگی متوسط برای کادمیوم و کلاس آلودگی بالایی برای عناصر مس، سرب و روی نشان داد. بر اساس نقشه های توزیع مکانی، غلظت فلزات در نواحی مرکز شهر و جاده های اصلی بیشترین مقدار را داشت که نقش فعالیت های انسانی در توزیع این عناصر را نشان می دهد.

امروزه حدود 60% از منابع انرژی در دنیا را نفت و گاز تشکیل می دهد. با توجه به روش های مختلف حمل و نقل نفت خام و محصولات آن، بیشترین سهم جابه جایی این منابع با استفاده از خطوط لوله های انتقال می باشد. هدف از این پژوهش، مدلسازی GIS پایه آتش سوزی شبکه های توزیع گاز شهری  و اثرات لرزه خیزی شهر تبریز در تشدید آتش سوزی می باشد. برای این منظور روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) به همراه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) به کار گرفته شد، همچنین برای تعیین اهمیت روابط بین معیارها و زیر معیارها و ضریب اهمیت نسبی آن ها از مدل FANP استفاده شده است که در راستای هدف پژوهش از 4 معیار و 20 زیرمعیار برای مطالعه آسیب پذیری در برابر آتش سوزی شبکه های گاز پرداخته شد. برای مشخص کردن تأثیر لرزه خیزی شهر تبریز بر آتش سوزی شبکه های توزیع گاز شهری به مقایسه نقشه ریز پهنه بندی خطر زمین لرزه های شهر تبریز با نقشه خروجی حاصل از این پژوهش پرداخته شد و مشخص گردید، بیشترین آسیب پذیری هم در نقشه خطر زمین لرزه و هم در نقشه پهنه بندی آتش سوزی شبکه گاز در قسمت شمال و شمال غربی محدوده است که بافت فرسوده و حاشیه نشین شهر می باشد. کاربری مسکونی با 63/70 هکتار با بیشترین آسیب از آتش-سوزی شبکه های توزیع گاز شهری در اثر تشدید زلزله در درجه اول قرار دارد. با توجه به برآورد خطر بالای آتش سوزی شبکه های گاز شهری، در سطح منطقه به خصوص بافت فرسوده و حاشیه نشین، سامان دهی این بافت ها و اجرای عملیات محافظتی از خطوط انتقال گاز در بافت های یادشده ضروری به نظر می رسد. همچنین باتوجه به نتایج حاصل از این پژوهش، پیچیدگی و طول خطوط انتقال گاز در بافت حاشیه نشین شهر زیاد می باشد. بنابراین پیشنهاد می شود در  این قسمت ها از لوله های پلی اتیلن که دارای مقاومت بالا نسبت به لوله های فولادی می باشد، استفاده گردد.

امروزه هوای بسیاری از شهر های ایران به ویژه کلان شهر ها با جمعیت بالا، از کیفیت مطلوبی برخوردار نمی باشند که این کیفیت نامطلوب به دلیل وجود منابع متعدد آلاینده از قبیل خودرو ها، صنایع، وسایل گرمایشی، فعالیت های ساختمانی و تجاری طی چند دهه اخیر می باشد و نگرانی های بسیاری را در پی داشته است. بنابراین، پایش آلاینده های هوا و بررسی تغییرات مکانی و فصلی آن ها اهمیت ویژه ای دارد. هدف از این پژوهش ارزیابى کیفیت هوا و بررسی تغییرات فصلی و مکانی ذرات معلق (PM 10 و PM 2.5 ) در شهر تهران می باشد. در این پژوهش، از شاخص AQI برای تعیین کیفیت هوای شهر تهران و معرفی آلاینده مسئول استفاده شده است. به منظور بررسی تغییرات ذرات معلق (PM 10 و PM 2.5 ) در مقیاس های فصلی و مکانی داده های ایستگاه های آلودگی سنجی (18 ایستگاه) شرکت کنترل کیفیت هوا طی 1397  و 98 مورداستفاده قرار گرفت. داده ها با استفاده از نرم افزارهای  matlab و Excel و SPSS، تحلیل و نتایج حاصل از تحلیل های آماری توزیع آلاینده ها در مقیاس های فصلی و مکانی با نرم افزار Arc Gis با تابع تحلیلی درون یابی فاصله معکوس (IDW) به صورت نقشه ها، جداول و نمودار ها تهیه و ترسیم شده است. نتایج نشان داد سال 97 حدود  8/83 درصد در شرایط مطلوب و تنها 2/16 درصد در شرایط نا مطلوب قرار دارد. اما در سال 98 حدود 4/76 درصد در شرایط مطلوب و 6/23 درصد در شرایط نامطلوب قرار دارد که علت آن تغییرات میزان بارش و سرعت باد در سال 97 و 98 بوده است. بالاترین غلظت فصلی ذرات معلق (PM 10 ) و (PM 2.5 ) را به ترتیب فصل تابستان و زمستان و کمترین غلظت فصلی هر دو آلاینده مربوط به فصل بهار می باشد. همچنین نتایج حاصل از درون یابی فاصله معکوس (IDW) نشان داد که مناطق غربی، جنوبی و مرکزی شهر تهران بیشتر از سایر مناطق درگیر ذرات معلق (PM 10 , PM 2.5 ) می باشند.

باتوجه به خسارت های ناشی از زلزله برای شبکه آب رسانی شهری، یکی از مهم ترین مسائلی که پس از وقوع زلزله موردتوجه سازمان های مسئول قرار می گیرد تأمین آب موردنیاز شهروندان یک شهر است. متأسفانه در بسیاری از شهرهای ایران به مدیریت بحران، به ویژه در رابطه با تأمین آب شرب پس از وقوع رخدادهای مختلف توجهی نشده که کلان شهر شیراز نیز از این حیث درخور توجه است. باتوجه به اهمیت بسیار زیاد این موضوع، سعی شده در این پژوهش فضاهای مناسب برای جانمایی مخازن اضطراری تأمین آب شرب در کلان شهر شیراز بر اساس معیار های فضاهای باز عمومی (زیرمعیارهای نزدیکی به پارک ها و فضاهای سبز عمومی، نزدیکی به فضای سبز معابر و نزدیکی به ورزشگاه های روباز) تراکم جمعیتی (حداقل فاصله به بلوک های جمعیتی پرتراکم)، مراکز با اهمیت خدمات شهری (بیمارستان ها، مراکز درمانی و مراکز هلال احمر)، سطح دسترسی (دسترسی به شریان های درجه 1، درجه 2 و معابر محلی) و مراکز با خطر بالا در برابر زلزله (بافت های فرسوده، مناطق واقع در شیب، مناطق نزدیک به گسل و نقاط تاریخی رخداد زمین لرزه) براساس روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و سیستم پشتیبان تصمیم GIS (استفاده از توابع تبدیل پلی گون به نقطه، وکتور به رستر، فاصله اقلیدسی، طبقه بندی مجدد و همچنین توابع زیرمجموعه ی اسکالر)، مورد ارزیابی قرار گیرند. نتایج این پژوهش، موقعیت های مکانی با امتیازهای 7، 8 و 9 را که بیشتر در بافت های فرسوده، مناطق با تراکم جمعیتی بالا و شریانی های درجه 2 بین شهری کلان شهر شیراز قرار داشت، به عنوان گزینه های برتر جهت جانمایی مخازن اضطراری تأمین  اضطراری آب شرب شهری پیشنهاد می نماید.

بارش به عنوان مهم ترین مشخصه اقلیمی هر منطقه است. این مشخصه اقلیمی جز نوسانی ترین متغیرهای اقلیمی است که بر منابع آب  منطقه به طور جدی ﺗﺄثیرگذار است. این مسئله به ویژه در ایران با بارش متوسط بیش از 250 میلی متر، اهمیت دارد. هدف این مطالعه تحلیل بارش های سنگین حوضه کرخه و دز با استفاده از روش های آماری است. بدین منظور از داده های بارشی 14 ایستگاه سینوپتیکی و باران سنجی بازه زمانی 60 ساله (2019 – 1959) استفاده شد. جهت نیل به اهداف پژوهش، ابتدا با استفاده از تابع توزیع احتمالاتی حد نهایی تیپ 1 (گامبل)، آستانه بارش سنگین هر ایستگاه مشخص شد. آنگاه برای شناسایی روندهای یکنواخت و نایکنواخت موجود در سری زمانی بیشینه بارش های روزانه و مجموع بارش سالانه از روش گرافیکی  ITA و آزمون ناپارامتری من- کندال استفاده شد. نتایج به دست آمده از آستانه های بارش سنگین مشخص شد. به طور متوسط بارش بیش از 7/40 میلی متر در حوضه کرخه و متوسط بارش بیش از 47 میلی متر در حوضه دز به عنوان بارش سنگین محسوب می شوند. تعداد روزهای بارش سنگین حوضه کرخه متوسط 118 روز و حوضه دز 81 روز است. آستانه سیلاب خیزی حوضه کرخه کمتر از حوضه دز است. بنابراین بارش های کرخه ناگهانی تر و نامنظم تر رخ می دهد، درحالی بارش های حوضه دز از سری های زمانی به هنجارتری برخوردار است. در نتیجه حوضه کرخه ازنظر افزایش بارش های سنگین منجر به سیلاب آسیب پذیرتر از حوضه دز است. نتایج حاصل از کاربرد آزمون من - کندال و ITA نشان داد آزمون من - کندال تنها قادر به شناسایی روندهای یکنواخت در سری های زمانی هستند، چنان که مزیت روش ITA این است علاوه بر روندهای یکنواخت، قادر است روندهای پنهان و داخلی را در سری های زمانی شناسایی کند. برای نمونه اگرچه آزمون من - کندال روند مشخصی برای بارش های بیشینه ایستگاه خرم آباد نشان نداد، ولی آزمون ITA روندهای پنهان و نایکنواخت این ایستگاه کشف و شناسایی کرد.

رخداد بارش سیل آسای فروردین 1398 در استان لرستان نمونه ای بارز از بارش های سنگینی بود که خسارت های بسیار قابل توجهی به زیرساخت های کشاورزی، شهری، حمل ونقل و ارتباطات برجای گذاشت. هدف از این پژوهش، بررسی و الگویابی سینوپتیکی-آماری بارش سنگین فروردین 1398 در حوضه آبریز درود-بروجرد است. در این راستا، از داده های مربوط به میزان بارش روزانه ایستگاهی ماه فروردین 1398  ایستگاه های سینوپتیک بروجرد و درود، داده های فاکتورهای سینوپتیکی پایگاه اقلیمی NOAA برای دو روز 5 و 12 فروردین 1398 و داده های جو بالای پایگاه دانشگاه وایومینگ برای روزهای 5 و 12 فروردین 1398 استفاده شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که رخداد بارشی فروردین 1398، ازجمله بارش های سنگینی بوده که در موج اول (5 فروردین) 15 درصد از کل بارش سال و در موج دوم (12 فروردین) 20 درصد از کل بارش متوسط سالانه منطقه، ثبت شده است. تحلیل الگوهای سینوپتیکی این رخدادهای بارش سنگین نشان داد که الگوی سینوپتیک مشابهی مولد این دو موج بارش سنگین در منطقه بوده است. در هر دو روز وجود یک ناوه عمیق با یک هسته بسته شده با ارتفاع 5500 و 5550 ژئوپتانسیل متر بر روی شرق دریای مدیترانه و قرارگیری غرب ایران در بخش جلویی یک ناوه بسیار عمیق شرایط صعود و ورود سیستم های کم فشار را برای غرب کشور به وضوح فراهم کرده است. در این دو روز شاخص امگا به صورت معنی داری به مقدار حدی (0.2-)رسیده بود. ازلحاظ تأمین رطوبت بارش های این دو روز  نتایج نشان داد که در سطح 850 میلی-بار، تزریق رطوبت در منطقه موردمطالعه با تعامل دو سیستم سیکلونی (در شرق دریای مدیترانه) و آنتی سیکلونی (روی خلیج عدن) صورت گرفته است و منبع تأمین رطوبت نیز به ترتیب دریای مدیترانه، دریای سرخ و خلیج فارس بوده است که رطوبت را در سطح منطقه به 11 تا 13 گرم در کیلوگرم هوای خشک رسانده است. شاخص های ناپایداری جو بالا، وجود ناپایداری بسیار شدید را در منطقه تایید نمی کرد. ناپایداری متوسط در ترازهای پایین جو که قابلیت گسترش به تراز فوقانی را نداشته است (نمودار Skew-T)، بیانگر آن بوده است که یک سامانه سینوپتیک سراسری، کل منطقه را درگیر کرده است و عامل همرفت محل نقشی نداشته است.