هیدروژئومورفولوژی

تأمین آب از مسائل مهم جهان از گذشته تا به حال بوده است. منابع آب سطحی و زیرزمینی یکی از منابع باارزش برای انسانها به شمار می روند. در شرایط موجود با عنایت به روند رو به تزاید جمعیت، توسعه فعالیت های کشاورزی، صنعتی و افزایش نیاز به آب، بهره برداری غیراصولی از یک سو و وقوع خشکسالی ها و نوسانهای آب و هوایی از دیگر سو، شناخت پتانسیل آبی هر منطقه جهت تصمیم گیری در حفاظت و استفاده درست از منابع آب ضروری است. بدین منظور در پژوهش حاضر به بررسی و شناسایی نقش عوامل هیدروژئومورفولوژیکی در تأمین آب و مکان گزینی سکونتگاهها در دشت میاندوآب پرداختیم. جهت انجام دادن این مطالعه از تصویر ماهواره ای لندست 2011 سنجنده TM، نقشه زمین شناسی 1:100000 استفاده کردیم. لایه فاکتورهای موثر (شیب، لیتولوژی، کاربری زمین، فاصله از گسل، بارندگی، فاصله از رودخانه، طبقات ارتفاعی و پوشش گیاهی) را در محیط GIS آماده شد سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن دهی لایه ها انجام دادیم. نتایج به دست آمده با استفاده از این روش و همچنین تفسیر ضرایب فاکتورها نشان داد که فاصله از رودخانه، بارندگی و طبقات ارتفاعی نقش مهمی در تأمین آب دارند. در نهایت نقشه مکان یابی سکونتگاهها را در محیط GIS در پنج کلاس از بسیار مناسب تا  بسیار نامناسب تهیه کردیم. بهترین مکانها جهت مکان گزینی نواحی جنوب غربی و مرکزی دشت، و نواحی اطراف دریاچه ارومیه، نزدیک گسلها و همچنین نواحی بدلندی مکانهای نامناسب جهت مکان گزینی سکونتگاهها بودند. لذا آلودگی و یا کاهش کیفیت منابع آب می تواند به طور مستقیم و غیر مستقیم سلامتی انسان و امنیت غذایی او را به خطر اندازد. رودخانه اهر یکی از رودخانه های مهم دامنه های غربی سبلان می باشد و نقش موثری در سیراب سازی و تامین آب اراضی کشاورزی و شهرها و روستاهای در مسیر خود دارد.ولی در سال های اخیر این رودخانه دچار تغییراتی در میزان دبی و رواناب حوضه گردیده است. در این پژوهش به صورت موردی تغییرات درازمدت کیفیت آب رودخانه در ایستگاه اهر با استفاده از شاخص های(pH,Na، SO4، TDS) مورد بررسی و با استفاده از آزمون آماری من-کندال روندیابی گردیده است و سپس با استفاده از رابطه رگرسیون خطی هر سه شاخص تا سال 1400پیش بینی شده است .نتایج این بررسی ، نشان می دهد، هر سه شاخص در طول دوره چهل ساله مورد مطالعه، روند افزایشی داشته اند، که در نتیجه آن شاخص Na همچنان در منطقه خوب، شاخص SO4، در محدوده خوب و قابل قبول و شاخص TDS به محدوده نامناسب و بد برای مصرف انسان بر اساس آستانه های تعیین شده شولر رسیده است. بنابراین بر اساس نتایج و پیش بینی های انجام شده ، مواد جامد محلول در آب منطقه مورد مطالعه به شدت افزایش یافته ودرصورت تداوم وتشدید این روند منجر به آلودگی آب این رودخانه و مضر برای مصرف انسان می گردد .

به برداشت مستقیم مکانیکی منابع شن و از بستر رودخانه، معدن کاری رودخانه گفته می شود. برداشت منابع شن و ماسه از بستر رودخانه موجب بریدگی بستر رودخانه می شود و می تواند کیلومترها به پایین دست و بالادست رودخانه کشیده شود و این امر باعث تخریب یا تضعیف پلها و سایر سازه های رودخانه و مشکلات زیست محیطی می شود. هدف این تحقیق بررسی تأثیرات مخرببرداشت بیش از حد منابع شن و ماسه از بستر رودخانه قرنقو است. نقشه های توپوگرافی، نقشه های زمین شناسی، داده های هیدرولوژیکی جریان، داده های مستخرج از مدل رقومی ارتفاع، داده های مطالعات صحرایی و تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده ETM سال 2008، و سنجنده OLI سال 2013 مواد تحقیق را تشکیل می دهند. جهت رسیدن به هدف تحقیق ابتدا جریان سیلابی رودخانه را محاسبه کرده، مقدار مجاز برداشت را برآورد کردیم و در مرحله بعد برای بررسی تأثیرات تخریب ضریب سینوزیتی رودخانه در دوره زمانی 1387 و 1392 را محاسبه و همچنین میزان جابه جایی رودخانه را در سالهای مزبور برآورد کردیم. نتایج تحقیق نشان داد که میزان برداشت رودخانه بسیار بیشتر از حد مجاز بوده است. همچنین ضریب سینوزیتی رودخانه در سال 1392 نسبت به سال 1387 افزایش محسوسی پیدا کرده است. نتایج جابه جایی رودخانه نشان داد که میزان جابه جایی رودخانه در فاصله زمانی مورد بررسی از 75 تا 100 متر متغیر بوده است. 

  تغییرات کاربری و پوشش اراضی تأثیر مستقیمی بر تغییر رژیم هیدرولوژیکی حوضه دارد. به عبارتی می تواند با افزایش سطوح زمینهای بایر و کاربریهای مشابه آن باعث سیل خیزی حوضه شده، با افزایش سطوح کاربری باغ و کاربریهای مشابه آن باعث مصرف و نفوذ بیشتر آب شود و بر کاهش دبی، نقش موثری داشته باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر تغییرات به وجود آمده در کاربری و پوشش اراضی حوضه آبریز سد علویان در بازه زمانی 2013-1987، بر روی سیل خیزی حوضه و دبی رواناب است و  بدین منظور ابتدا با استفاده از نقشه گروه هیدرولوژیکی خاک که نشان از حساس بودن منطقه دارد و نقشه کاربری و پوشش اراضی مربوط به دوره های زمانی 1987 ، 2000 و 2013 شماره منحنی (CN) منطقه برای هر دوره زمانی به دست آوردیم و سپس با استفاده از این نقشه ها، میزان نگهداشت خاک (S) را محاسبه کردیم و در نهایت میزان رواناب حاصل از شبیه سازی بارش 100 میلی متری از طریق مدلSCS  برآورد گردید که نتیجه حاکی از افزایش رواناب یا به عبارتی سیل خیز شدن حوضه بر اثر تغییر کاربری و پوشش اراضی است. با توجه به وجود رابطه بین بارش و دبی در بازه های زمانی تعیین شده، تغییر کاربری باغ به عنوان یکی از عوامل موثر در کاهش دبی مورد بررسی قرار گرفت و بعد از جداسازی جریان پایه و جریان حاصل از ذوب برف با استفاده از تصاویر ماهواره ای مودیس از دبی کل، بقیه دبی به عنوان دبی حاصل از بارش در نظر گرفته شد. نتیجه حاصل از تحلیل کوواریانس نشان داد که افزایش در مساحت کاربری باغ باعث کاهش رابطه بین بارش و دبی حاصل از آن در حوضه آبریز سد علویان شده است.

تغییرکاربری زمین در یک حوضه از جمله مهم ترین عوامل موثر بر هیدرولوژی آن محسوب می شود. مدل L-THIA روشی برای ارزیابی آثار درازمدت هیدرولوژیک در یک حوضه است که کاربران می توانند توسط آن تغییرات نسبی را که به واسطه تغییر کاربری در رواناب رخ داده، تعیین کنند. در همین راستا بخش بالادست رودخانه قره سو در استان اردبیل از نظر تغییرات کاربری (1987-2012) و آثاری که بر تولید رواناب منطقه دارد، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام این کار از آمار بارش روزانه چهار ایستگاه، تصاویر ماهواره ای لندست (سنجنده TM و ETM) و نرم افزار تخصصی L-THIA و Arc Map استفاده کرده ایم. نتایج مدل سازی نشان می دهد که در طی 25 سال بر اثر تغییرات کاربری زمین، مقدار رواناب تولیدی در حوضه به طور متوسط 8/1 میلی متر افزایش داشته است که این امر سبب افزایش 86/2 میلیون مترمکعبی حجم رواناب در منطقه شده است. تغییرات کاربری عمدتاً در جهت افزایش مناطق مسکونی، کاهش سطح زمینهای جنگلی و مراتع است. در برخی از مناطق مثل دشت اردبیل به دلیل تبدیل مراتع به زمین کشاورزی تغییر کاربری در جهت مثبت ع مل کرده و باعث افزایش نفوذپذیری زمین و متقابلاً کاهش تولید رواناب در این بخش از منطقه شده است. مدل مذکور با توجه به توان تهیه نقشه پهنه بندی حجم و عمق رواناب، قابلیت مناسبی در نمایش آثار هیدرولوژیک تغییر کاربری و نشان دادن مناطق حساس و سیل خیز را در حوضه دارد.

  امروزه استفاده از روشهای درون یابی برای تخمین متغیرهای فضایی در علوم آب، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با توجه به اهمیت اطلاع از وضعیت کیفیت آبهای زیرزمینی برای مصارف مختلف و همچنین زمان بر و هزینه بر بودن اندازه گیری پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی در کل دشت، یافتن راهکاری برای تخمین آنها در دیگر مناطق دشت، امری ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش ارزیابی انواع روشهای درون یابی جهت بررسی و تحلیل مکانی غلظت یون نیترات و انتخاب بهترین روش درون یابی در دشت بیلوردی است. بدین منظور در مهر ماه 1392، تعداد 15 نمونه برداشته شدند و در آزمایشگاه آب شناسی دانشگاه تبریز مورد آنالیز قرار گرفتند. محدوده مطالعاتی با وسعت 289 کیلومترمربع در 45 کیلومتری شمال شرق تبریز قرار دارد و از نظر هیدرولوژیکی از زیر حوضه های دریاچه ارومیه محسوب می شود. در این دشت از انواع روشهای درون یابی شامل معکوس فاصله (IDW)، تابع شعاعی (RBF)، تخمین گر عام (GP)، تخمین گر موضعی (LP)، کریجینگ K)) و کوگریجینگ (CoK) در محیط نرم افزار Arc Map، برای پیش بینی مقادیر نیترات استفاده کردیم. مقادیر RMSEو نمودارهای رگرسیون حاصل از درون یابی نشان داد که روش تخمینگر موضعی با تابع چندجمله ای درجه 3 بهترین روش برای درون یابی توزیع یون نیترات در دشت بیلوردی است.

ویژگی سازندهای سطحی پهنه های خاستگاه شاخابها و تغییرات زیست محیطی در ابعاد متعددی بر حوزه های موثر بر حیات انسان، از جمله کیفیت آب اثر می گذارند. دست کاری غیراصولی شیب ها توسط انسان و صنعتی شدن جوامع سبب تولید آلاینده های مختلف گردیده که با ورود به محیط زیست انسان و به ویژه در منابع آب، باعث کاهش کیفیت آب شده است. ورود مواد جامد به آب و افزایش بیش از حد مجاز غلضت یونهای، موجود در آب کشاورزی و سایر استفاده ها از آب، آن را با محدودیت رو به رو می سازد. لذا آلودگی و یا کاهش کیفیت منابع آب می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم سلامتی انسان و امنیت غذایی او را به خطر اندازد. رودخانه اهر یکی از رودخانه های مهم دامنه های غربی سبلان می باشد و نقش موثری در سیراب سازی و تأمین آب اراضی کشاورزی و شهرها و روستاهای در مسیر خود دارد. ولی در سال های اخیر این رودخانه دچار تغییراتی در میزان دبی و رواناب حوضه گردیده است. بنابراین، در این پژوهش به صورت موردی تغییرات درازمدت کیفیت آب رودخانه در ایستگاه اهر با استفاده از شاخص های (pH, Na، SO4، TDS) مورد بررسی و با استفاده از آزمون آماری من-کندال روندیابی گردیده است و سپس با استفاده از رابطه رگرسیون خطی هر سه شاخص تا سال 1400پیش بینی شده است. نتایج این بررسی، نشان می دهد، هر سه شاخص در طول دوره چهل ساله مورد مطالعه، روند افزایشی داشته اند، که در نتیجه آن شاخص Na همچنان در منطقه خوب، شاخص SO4، در محدوده خوب و قابل قبول و شاخص TDS به محدوده نامناسب و بد برای مصرف انسان بر اساس آستانه های تعیین شده شولر رسیده است. بنابراین بر اساس نتایج و پیش بینی های انجام شده، مواد جامد محلول در آب منطقه مورد مطالعه به شدت افزایش یافته و در صورت تداوم و تشدید این روند منجر به آلودگی آب این رودخانه و مضر برای مصرف انسان می گردد.

  دریاچه آب شیرین توریستی و بسیار زیبای نئور با مساحت240 هکتار، در یک چاله زمین ساختی (گرابن[1]) و در دل دره های کوهستانی سرسبز باغروداغ در ارتفاع 2700 متر از سطح آبهای آزاد شکل گرفته است. این دریاچه در نوع خود در ایران بی نظیر است و در فاصله 42 کیلومتری جنوب شرق شهر اردبیل واقع شده و مساحت کل حوضه آن 5300 هکتار است. جهت آمایش بهینه و یا کاربری صحیح، مسائل تکتونیک، هیدروژئومورفولوژی، اقلیمی، توپوگرافی و برخی از ویژگیهای سازندهای سطحی بررسی شدند. نتایج نشان داد که میزان PH خاک در شرایط مطلوب است. با وجود این مقادیر Ec و PH و نتایج شاخصهای اقلیمی نشانگر استعداد حوضه برای فرسایش خطی روانابهاست. متوسط سالانه فرسایش خاک در هر هکتار از حوضه از طریق فرمولهای مختلف ton/ha/y  65 ,338) به دست آمد. کل رسوب دهی سالانه 1794845.84 تن در سال در حوضه آبریز کوچک دریاچه نئور نشانگر شدت فرسایش و اتلاف خاک است. در مجموع بعد از تجزیه و تحلیل سیستماتیک شرایط محیط حوضه دریاچه و ارزیابی توانهای بالقوه آن در مناطق پایدار، محل ایجاد امکانات توریستی متناسب با شراطی طبیعی آن در گستره فضای ساحلی در نقشه کاربری اراضی در بخش نتایج و پیشنهادها آورده شد.

  آب زیرزمینی یکی از منابع مهم تأمین آب شیرین مورد نیاز انسان است. کشور ایران با شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و میانگین بارش سالانه، حدود 250 میلی متر، ی کی از کم آب ترین کشورهای جهان محسوب می شود. از آنجا که منابع آب سطحی در بسیاری از مناطق کشور محدود است، آبهای زیرزمینی به عنوان مناسب ترین منبع در دسترس جهت تأمین آب مورد نیاز به حساب می آید. حوضه آباده اقلید یکی از زیرحوضه های کویر ابرقو سیرجان با وسعت 2871 کیلومترمربع در شمال شرق استان فارس واقع شده است و افت آب زیرزمینی در بیشتر مساحت منطقه بیش از 5 متر بوده است. بنابر این شناسایی منابع آب زیرزمینی، شناختن مناطق با پتانسیل بالا و اصلاح شیوه برداشت از این منابع از مهم ترین اهداف به شمار م ی رود. هدف این تحقیق پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی حوضه آباده- اقلید فارس با استفاده از روش ت حلیل س لسله مراتبی (AHP) است. در این پژوه ش از نقشه های توپوگرافی 50000 : 1 و نقشه زمین شناسی 1:100000 و داده های اقلیمی منطقه مورد مطالعه استفاده کردیم و همچنین از نرم افزار Arc GIS برای تجزیه و تحلیل بهره بردیم. نتیجه پژوهش حاکی از آن است که بیشترین مساحت حوضه از نظر پتانسیل آب زیرزمینی مربوط به مناطق با وضعیت خوب و متوسط دارد و بیشترین مناطق با پتانسیل بالا و خوب در نواحی جنوب و جنوب شرق حوضه نسبت به استان فارس قرار دارند و مناطق بدون پتانسیل و کم پتانسیل مربوط به نواحی کوهستانی جنوب غرب و شمال غرب حوضه و نواحی مرکزی و شمالی حوضه به دلیل جنس زمین و نفوذناپذیری و نوع ساختمان و توپولوژی آنها هستند.

در سال های اخیر مدل هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی جهت تخمین رواناب حوضه در نتیجه الگوهای مختلف رگبار مقبولیت گسترده ای کسب کرده است. استفاده از خصوصیات ژئومورفولوژی معیار مناسبی جهت استخراج هیدروگراف و مدیریت حوضه ها در حوضه های فاقد ایستگاه هیدرومتری است. در این پژوهش با استفاده از خصوصیات مورفومتری حوضه آبریز دریان چای مانند نسبت انشعاب و طول بلندترین آبراهه هیدروگراف واحد ژئومورفولوژی حوضه را برای پنج رویداد بارش- رواناب استخراج کردیم و با استفاده از معیارهایی مانند ضریب تعیین، درصد خطای مربوط به پیش بینی دبی اوج و زمان رسیدن به دبی اوج و ضریب بازده نش- ساتکلیف و درصد خطای حجم رواناب با هیدروگراف مشاهداتی مورد مقایسه قرار دادیم. مهم ترین پارامترهای یک هیدروگراف زمان اوج و دبی اوج است. نتایج نشان می دهند که اختلاف کمی بین زمان اوج شبیه سازی شده با استفاده از هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی و مقادیر مشاهداتی وجود دارد. به عبارت دیگر هیدروگراف واحد لحظه ای ژئومورفولوژی پیش بینی بهتری از زمان اوج به دست می دهد.