مطالعات جغرافیایی مناطق خشک

رخداد خشک سالی ده ساله از سال 1386 تا 1396 باعث رفتار کاملاً متفاوت آب زیرزمینی آبخوان های کارستی ایلام – سروک در شمال خوزستان در دو منطقه ی ایذه (با افت حدود 120 متر) و لالی (با افت حدود 20 متر) شده است. در این مقاله، میزان افت در آبخوان های کارستی ایذه و دلیل کاهش آبدهی چاه های آهکی آن نسبت به آبخوان لالی، بر اساس رفتار هیدروژئولوژی آن ها مورد مقایسه قرار گرفته است. داده های سطح آب زیرزمینی در پنج حلقه چاه آهکی جمع آوری گردید و خطاهای مربوط مورد تصحیح قرار گرفتند. هیدروگراف عمق سطح ایستابی چاه ها تهیه و افت های میانگین سالانه و مجموع روند افت ها در دو منطقه ی ایذه مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور شناسایی دلیل اختلاف فاحش در افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان های موردمطالعه، خطواره ها با استفاده از موتور جستجوی تصاویر ماهواره ای Bing (تصویر ماهواره ای Landsat 8) در محیط ArcGIS استخراج گردید. به طور میانگین میزان افت آبخوان های کارستی شاویش و تنوش ایذه برابر با 129.1 متر و در تاقدیس گورپی لالی حدود 17 متر در دوره ی ده ساله خشک سالی است. علت اصلی اختلاف رفتار هیدروژئولوژی این دو منطقه ی ایذه در لیتولوژی متفاوت سازندهای ایلام و سروک، ضخامت متفاوت لایه ها و خاصیت شکنندگی متفاوت این دو سازند در دو منطقه ی ایذه است که این باعث ایجاد آبخوان کارستی با پتانسیل خیلی خوب در لالی شده است.

با توجه به خشک سالی و تغییرات کاربری اراضی در سال های اخیر، پدیده ی توفان گردوغبار در ایران به عنوان یک مخاطره ی محیطی در حال افزایش بوده است. گردوغبار، روی تغییرات آب وهوایی و سلامت انسان اثر گذاشته و باعث آسیب های جدی می شود. هدف از این تحقیق، شناسایی و تهیه ی نقشه ی حساسیت کانون-های برداشت گردوغبار جهت کنترل و تعیین نقش هریک از عوامل مؤثر در وقوع آن با استفاده از مدل داده-کاوی درخت رگرسیون تقویت شده (BRT) در شرق ایران است. بدین منظور ابتدا 147 کانون برداشت گردوغبار در منطقه شناسایی و به دو گروه برای مدل سازی و ارزیابی تقسیم شد. با توجه به مطالعات صورت گرفته، 8 عامل مؤثر شامل کاربری اراضی، زمین شناسی، درجه ی شیب، ارتفاع، شاخص پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، فاصله از رودخانه، سرعت باد و بارش شناسایی و لایه های این عوامل در محیط GIS تهیه و جهت ارزیابی نتایج از منحنی ROC استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل BRT با مساحت سطح زیر منحنی (6/79 درصد) کارایی نسبتاً بالایی در تهیه ی نقشه ی حساسیت گردوغبار در منطقه ی موردمطالعه را داراست. 3/16 درصد از مساحت منطقه ی موردمطالعه در طبقه ی با حساسیت خیلی زیاد قرار دارد. همچنین بر اساس نتایج حاصل از مدل، شاخص پوشش گیاهی، ارتفاع و درجه ی شیب بیش ترین تأثیر بر وقوع گردوغبار در منطقه را داشته اند.

هدف تحقیق حاضر، بررسی وضعیت خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی منطقه و بررسی ارتباط آن ها می-باشد. بدین منظور، پس از بررسی همگنی و رفع نواقص آماری به ارزیابی خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص SPI و  SRIدر مقیاس های مختلف زمانی پرداخته شد. سپس ارتباط بین خشک سالی هواشناسی و خشک سالی هیدرولوژیکی و ارتباط بین خشک سالی هواشناسی با وقوع خشک سالی هیدرولوژیکی با تأخیر های زمانی مختلف، با استفاده از همبستگی پیرسون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی وضعیت خشک سالی و مقایسه شاخص های مذکور نشان داد که در همه ایستگاه های هواشناسی از حدود سال 1379 دوره-های خشک سالی افزایش یافته و بیشترین ارتباط بین این دو نوع خشک سالی، در دوره 48 ماهه است. همچنین بر اساس نتایج شدت خشک سالی هیدرولوژیکی در منطقه بیشتر از خشک سالی هواشناسی است. براساس مقدار میانگین شاخص های خشک سالی، تعداد دوره های خشک سالی های هواشناسی 14 سال، و تعداد دوره های خشک سالی های هیدرولوژیکی 15 سال بوده که شدیدترین آن ها به ترتیب در سالهای 1367 و 1387 رخ داده است. خشک سالی هواشناسی در ابتدای دوره مطالعه تأثیر زیادی روی خشک سالی های هیدرولوژیکی نداشته؛ ولی از سال 1383 شدت خشک سالی هیدرولوژیکی در منطقه افزایش یافته است. همبستگی بین شاخص SPI و شاخص SRI در ایستگاه های مختلف مورد مطالعه، روند یکسانی نداشته و بیشترین معنی داری بین شاخص های خشک سالی هیدرولوژیکی و هواشناسی 48 ماهه وجود داشته است (6 مورد از مجموع 11 مورد با ضریب همبستگی بین 53/0 تا 872/0). بر اساس نتایج حاصل از همبستگی پیرسون بین دو شاخص مورد استفاده با تأخیرهای 1، 2، 3 و 4 ماهه، در 9 ایستگاه بیشترین مقدار همبستگی بین شاخص  SPI هر دوره با شاخص SRI همان دوره مشاهده شد. بنابر نتایج حاصله، خشک سالی هواشناسی بلافاصله باعث کاهش جریان رودخانه های منطقه شده و بر شاخص خشک سالی هیدرولوژیکی تأثیر می گذارد.

تغییر اقلیم، بیابان زایی و کمبود آب شیرین، سه چالش اصلی می باشند که بشر در قرن 21 با آن ها مواجه است. به منظور ارزیابی خطر و ریسک بیابان زایی در منطقه ی باشتین سبزوار از روش TOPSIS، فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. بدین منظور شش شاخص مؤثر در بیابان زایی شامل زمین شناسی، خشکی، بارندگی سالانه، شوری خاک، بافت خاک و درصد پوشش گیاهی بر اساس مدل IMDPA طبقه بندی و نقشه بندی شدند. سپس وزن شاخص ها با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی(AHP < /span>) تعیین گردیدند. به منظور تلفیق شاخص استانداردشده ی وزنی و محاسبه ی خطر بیابان زایی از تکنیک TOPSIS و عملگرهای Fuzzy در محیط نرم افزار GIS استفاده شد. پس از به دست آمدن نقشه ی خطر بیابان زایی(H)، نقشه ی عناصر در معرض خطر(E) و آسیب پذیری آن ها(V) در سطح هر پیکسل و به طور رستری تهیه و درنهایت نقشه ی ریسک بیابان زایی برای منطقه ی فوق به دست آمد. نتایج نشان داد که شوری آب وخاک مؤثرترین شاخص ها در بیابان زایی می باشند. کلاس های بحرانی خطر بیابان زایی(IV و V) حدود 50 درصد منطقه را پوشش داده اند. این مناطق بیش تر اطراف کال شور سبزوار و جنوب اراضی کشاورزی این شهر را در بر می گیرد. بیش ترین سطح منطقه (68/56 درصد) را کلاس ریسک II به خود اختصاص داد. توزیع فضایی کلاس ریسک V در غرب شهرستان سبزوار و در امتداد جاده ی سبزوار–تهران است که می تواند اولویت اجرای برنامه های مهار بیابان زایی قرار گیرد. نقشه ی مذکور می تواند برای تمهیدات مدیریتی در راستای مهار تخریب سرزمین و مدیریت آن مورداستفاده قرار گیرد.

توسعه ی پایدار کشاورزی با چالش های زیادی ازجمله تغییر اقلیم روبه رو بوده که این تغییرات باعث تغییر در الگوی پارامترهای هواشناسی و نیز تغییر نیاز آبی گیاهان می شود. در این پژوهش، با توجه به اینکه حوضه ی دریاچه ی ارومیه نقش مهمی در تولید گندم به عنوان یکی از محصولات استراتژیک ایران دارد، امکان تأمین نیاز آبی این گیاه به وسیله ی آب سبز، میزان خشک سالی و تغییرات تبخیر-تعرق مرجع در شرایط تغییر اقلیم آینده برای این حوضه بررسی شد. با استفاده از مدل SDSM و داده های هواشناسی دوره ی پایه (2015- 1967) ایستگاه های ارومیه و تبریز، داده های هواشناسی دوره ی آتی (2100-2016) تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 تولید شد. به منظور بررسی مقدار تبخیر-تعرق مرجع و همچنین شدت خشک سالی، به ترتیب از معادله ی فائو-پنمن-مانتیث و شاخص خشک سالی SPI استفاده شد. یافته های پژوهش ضمن تأیید کارایی مناسب مدل SDSM در برآورد بارندگی و تبخیر-تعرق منطقه ی موردمطالعه، نشان از احتمال افزایش 63 و 3 درصدی متوسط بارندگی سالانه دوره های آتی به ترتیب برای دو ایستگاه تبریز و ارومیه و نیز احتمال کاهش شدت خشک سالی نسبت به دوره ی پایه دارد. در شرایط تغییر اقلیم، امکان کاهش 3 و 5/1 درصدی متوسط تبخیر-تعرق سالانه به ترتیب برای دو ایستگاه تبریز و ارومیه نسبت به دوره ی پایه وجود دارد. همچنین میزان آب سبز با احتمال افزایش همراه خواهد بود. بااین وجود، افزایش آب سبز قادر به تأمین کل نیاز آبی گندم در منطقه ی موردمطالعه نخواهد بود.

در سال های اخیر افت سطح آب های زیرزمینی باعث فرونشست زمین در دشت کاشمر-بردسکن در استان خراسان رضوی شده است. این فرونشست باعث ایجاد و توسعه ی گسترده ی درز و شکاف های کششی در این دشت شده است. به منظور شناخت این مخاطره ی زمین شناسی با استفاده از تصاویر ماهواره های  Envisat و1 Sentinel- در سال های 2010-2003 و 2017-2014 محدوده های فرو نشست دشت و گسترش این شکاف ها بررسی گردید. برای مطالعه ی شرایط زیرسطحی و ارتباط آن با موقعیت شکاف ها با استفاده از اطلاعات چاه های مشاهده ای و نتایج مطالعات ژئوالکتریک، ضخامت و بافت رسوبات و توپوگرافی سنگ کف برای دشت ترسیم شده است. موقعیت درز و ترک ها در دشت تعیین و با مقادیر فرو نشست و نوع رسوبات زیرسطحی و توپوگرافی سنگ بستر مقایسه شده است. نتایج تصاویر ماهواره ای نشان می دهد که انطباق مکانی بالایی بین محل درز و شکاف ها با مناطق فرونشست دیده می شود و تفاوت در میزان فرونشست زمین مهم ترین علت تشکیل درز و شکاف ها در منطقه ی موردمطالعه است. بیش ترین تعداد شکستگی ها در غرب این دشت مشاهده می شود. در این منطقه دو پروفیل در راستای مختلف ترسیم گردید. در این پروفیل ها تغییرات سطح آب زیرزمینی، جنس و ضخامت رسوبات و گسترش افقی و عمودی آن ها، مقدار فرونشست، توپوگرافی سنگ بستر و محل درز و شکاف ها با یکدیگر مقایسه شد ه اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ارتباط مستقیم میان فرونشست زمین با افت سطح آب زیرزمینی و جنس رسوبات وجود دارد. علاوه بر آن، انطباق درز و شکاف ها با نقاط افزایش شیب یا پرتگاه های سنگ بستر که در آنجا مقدار فرونشست و در نتیجه استرس کششی افقی به بیش ترین مقدار می رسد، هم خوانی دارد. راستای غالب درز و شکاف ها بر اساس نمودار گل سرخی، دارای روند شمال شرق-جنوب غرب است.