هیدروژئومورفولوژی

                                              پیش بینی های اقلیمی نشان می دهد که افزایش غلظت گازهای گلخانه ای سبب تغییر در چرخه ی هیدرولوژیکی خواهد شد. هدف از این تحقیق ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر دبی در حوضه ی آبخیز گرگانرود - قره سو در استان گلستان می باشد. در این مطالعه از آزمون های ناپارامتری جهت آنالیز روند و همبستگی در سری های زمانی پارامترهای اقلیمی و هیدرولوژیکی در دوره ی پایه استفاده گردید. سپس داده های دو مدل گردش عمومی جو HadCM3 و ECHAM4 با به کارگیری مدل LARS-WG طبق سه سناریوی A2، B1 و A1B برای منطقه ی مورد مطالعه طی دوره ی 2030-2011 ریزمقیاس گردید و از مدل شبکه ی عصبی پرسپترون چندلایه در مقیاس روزانه برای شبیه سازی دوره ی پایه ی 2008-1987 استفاده شد. دبی خروجی از حوضه برای سه سناریو در دو مدل HadCM3و ECHAM4 در دوره ی 2030-2011 تولیدگردید. نتایج نشان داد که دبی در دو ایستگاه تمر و اراز کوسه واقع در حوضه ی مورد مطالعه کاهش یافته است که در هیچ کدام از دو ایستگاه این کاهش معنی دار نیست. به علاوه تغییرات دمای حداقل و بارش تأثیر بیشتر و معنی داری را بر تغییرات جریان رودخانه ی حوضه داشته است. نتایج حاصل نشان دهنده ی کاهش دبی در تمام سناریوهای ذکر شده دو مدل گردش عمومی جو در دوره ی آینده نسبت به دوره ی پایه خواهد بود.

 زمین لغزش یکی از مخاطرات ژئومورفولوژیکی از نوع حرکات دامنه ای با خسارت های اکولوژیکی و اقتصادی بالا می باشد. اولویت بندی زیرحوضه های یک حوضه ی آبخیز براساس پتان سیل وقوع زمین لغزش، با هدف تعیین اولویت در سیاست گذاری ها و اقدامات مدیریتی می تواند نقش مهمی در مدیریت بهینه ی آبخیز ها داشته باشد. در تحقیق حاضر از روش تصمیم گیری چندمعیاره (الکترا) به منظور اولویت بندی زیرحوضه های آبخیز استان کرمانشاه از نظر ریسک خطر وقوع زمین لغزش استفاده شده است. معیار های در نظر گرفته شده، شامل ده معیار مختلف شامل شیب، جهت شیب، ارتفاع، تراکم آبراهه، تراکم گسل، دما، بارش، زمین شناسی، کاربری و تراکم گسل است که از معیار های مهم و تأثیر گذار بر وقوع زمین لغزش هستند. وزن معیار ها بر اساس مدل آنتروپی آنها به دست آمده و با استفاده از مدل الکترا شش زیرحوضه ی آبخیز در استان اولویت بندی، بررسی و سپس نقشه ی اولویت بندی این شش زیرحوضه ی آبخیز تهیه شد. تهیه ی نقشه ی اولویت بندی این امکان را فراهم م ی سازد که مناطق آسیب پذیر شناسایی و در برنامه ریزی محیطی مد نظر قرار گیرند. نقشه ی اولویت بندی منطقه ی مورد نظر نشان می دهد که زیرحوضه ی ریزه وند ماهیدشت در اولویت اول و زیرحوضه ی کنگیر در اولویت آخر قرار دارند. به گونه ای که براساس نتایج به دست آمده حدود 34 درصد لغزش های منطقه در زیرحوضه ی ریزه وند ماهیدشت رخ داده که علت اصلی آن تکتونیک و جنس سازند های سطحی است. در نتیجه این منطقه از لحاظ ضرورت انجام اقدامات مدیریتی در اولویت است.

تبخیر به عنوان یکی از پارامترهای طبیعی به علت نقش مهمی که در خروج آب از دسترس بشر دارد، همواره مورد توجه کارشناسان و محققان بوده است. در این پژوهش سعی شده است تا با بکارگیری مدل شبکه ی عصبی مصنوعی در برآورد تبخیر از سطح دریاچه ی سد میناب، میزان دقت مدل مورد ارزیابی قرار گیرد. برای بررسی روند تغییرات پارامترهای مؤثر بر تبخیر برای اطلاعات 19 ساله موجود، با استفاده از رگرسیون غیرخطی بهترین برازش از بین نقاط موجود برای داده ها ترسیم و روند کلی تغییرات پارامترهای مؤثر بر تبخیر مشخص شده است. همچنین برای مدلسازی تبخیر با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی از آمار 19 ساله، از سال 1374 تا 1392 استفاده و بهترین ساختار برای محاسبه ی میزان تبخیر از سطح دریاچه ی سد میناب انتخاب شده است. در این ساختار لایه ی اول و دوم دارای 5 نورون می باشند که با 1000 تکرار برای محاسبه ی آن، بهترین نتیجه به دست آمد. ضرایب آماری به دست آمده از تحلیل با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی در انتخاب بهترین ساختارمورد توجه قرار گرفت که در این ساختار ضریب همبستگی با مقدار 8941/0 دارای بیشترین مقدار در بین آزمون های دیگر است و مقادیر خطا برای داده های آموزش و آزمایش نیز به ترتیب برابر با 0011/0 و 0082/0 است که پس از این ساختار، ساختارهای ANN(3,7,1)، ANN (4,10,1)، ANN(4,11,1)، ANN(5,3,1) دارای مقادیر ضریب همبستگی و خطای قابل قبولی در تعیین مقدار تبخیر از دریاچه ی سد میناب می باشند.

افزایش تعداد احداث سدها در ایران، باعث تغییرات هیدرولوژیکی در اکوسیستم های رودخانه ای شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییر شاخص های هیدرولوژیک جریان تحت تأثیر احداث سد در رودخانه های زرینه رود و ساروق چای در دوره ی آماری 1391-1334 می باشد. بنابراین ابتدا تعداد 18 شاخص هیدرولوژیک جریان در چهار گروه اصلی شامل جریان پیک، جریان حداقل، تداوم جریان و تغییرپذیری جریان مورد محاسبه قرار گرفت. پس از محاسبه ی مقادیر شاخص ها، درصد اختلاف آن ها در دوره های قبل و بعد از احداث سدها در هر ایستگاه هیدرومتری برآورد شد. سپس با استفاده از نمودار سه متغیره در نرم افزار Surfer تغییرات زمانی شاخص های هیدرولوژیک جریان به ازای مقادیر مختلف دبی ارزیابی شد. براساس نتایج، در ایستگاه ساری قامیش، شاخص های Min و Q10 با مقادیر عددی 42/287 و 57/45- درصد به ترتیب بیش ترین و کم ترین تغییرات را داشته اند. در ایستگاه میاندوآب شاخص Q95 تغییر افزایشی و شاخص Rate of falling سیر نزولی را نشان می دهند. با توجه به نتایج کمی مربوط به درصد اختلاف شاخص های هیدرولوژیک، سدهای احمدآباد، گوگردچی، نوروزلو و شهید کاظمی در جریان طبیعی رودخانه های زرینه رود و ساروق چای اثرگذار بوده است و باعث تغییر شاخص ها در دوره های مورد مطالعه شده است.

واحد شمال غربی که محل تلاقی رشته کوه های شمالی و جنوب غربی ایران است، یک منطقه ی کوهستانی به حساب می آید. شواهد فراوانی از فعالیت های یخچالی کواترنری در این واحد باقی مانده است. در راستای همین مسئله، این مقاله درصدد آن است که با توجه به آثار یخچالی موجود در منطقه به برآورد ارتفاع برف مرز کواترنری آن بپردازد. با استفاده از نقشه های توپوگرافی 1:50000 و انعکاس فرم اشکال یخچالی بر روی نقشه ها، بیش از 4000 سیرک یخچالی شناسایی شد که در بین حوضه های آبریز ارس، سفیدرود و دریاچه ی ارومیه پراکنده شده است. با توجه به قرارگیری مناطق کوهستانی این منطقه، سیرک های یخچالی در قسمت های غرب، شرق و مرکز واحد شناسایی شدند. ارتفاع برف مرز به روش های رایت، ارتفاع کف سیرک، نسبت پنجه به دیواره و نسبت های ارتفاعی برآورد شد. در این واحد ژئومورفیک سیرک های یخچالی از ارتفاع 1800 متر به بالا امکان شکل گیری داشته اند. تجزیه و تحلیل ارتفاعات برآورد شده گواه این است که ارتفاع برف مرز دائمی در روش ارتفاع کف سیرک پورتر، به دلیل انعکاس اثرگذاری جهت بر ارتفاع برف مرز نسبت به سایر روش ها با واقعیت انطباق بیشتری دارد. ارتفاع برف مرز کواترنری بین 2453 متر (حوضه ی آبریز ارس) تا 2685 متر (حوضه ی آبریز سفیدرود) متغیر برآورد گردید (232 متر اختلاف ارتفاع). این اختلاف نشان دهنده ی کاهش ارتفاع برف مرز از جنوب به شمال است. متوسط ارتفاع برف مرز این واحد 2586 متر است. تجزیه و تحلیل یافته ها نشان می دهد که این واحد در دوره های سرد تحت حاکمیت سیستم شکل زایی یخچالی بوده است.

وصول مقاله: 05/06/1397تأیید نهایی مقاله: 26/12/1397تغییرات پوشش گیاهی و کاربری اراضی در اثر فعالیت های انسانی یکی از موضوعات مهم در برنامه ریزی های منطقه ای و توسعه ای می باشد. با توجه به مزیت ها و قابلیت هایی که داده های ماهواره ای دارند، این تکنولوژی می تواند کمک شایانی به شناسایی و کشف این تغییرات نماید. در این تحقیق جهت بررسی تغییرات مساحت پوشش زمین حوضه ی آبخیز دریاچه ی ارومیه از محصولات پوشش زمین سالانه مودیس (MCD12Q1) با فرمت HDF  و قدرت تفکیک مکانی 500 متر استفاده گردید. این تصاویر بر اساس طبقه بندی نوع یک دارای 17 کلاس پوشش زمین می باشند. سپس تصویر هر سال (2005 تا 2016) توسط مرز منطقه ی ماسک و با تبدیل به سیستم UTM مورد تصحیح هندسی قرار گرفت. با واردکردن جداول اطلاعات توصیفی هر سال به نرم افزار اکسل روند تغییرات مساحت پوشش های زمین در فاصله ی سال های 2005 تا 2016 تخمین زده شد. نتایج نشان داد که در فاصله سال های 2005 تا 2016 یشترین افزایش مساحت کاربری به ترتیب مربوط به زمین های کشاورزی و زمین ها ی بایر و یا پوشیده از پوشش تنک به ترتیب با افزایش 1648و 837 و بیشترین کاهش مساحت کاربری به ترتیب مربوط به پهنه های آبی و پوشش بیابانی با کاهش 1383 و 1159 کیلومتر مربع است. نسبت مساحت زمین های کشاورزی و پهنه های آبی در سال 2016 نسبت به سال 2005 به ترتیب برابر39/1و 69/0 می باشد. مساحت اراضی زراعی آبی و باغی در نقشه ی استخراجی از محصول مودیس 5860 کیلومترمربع می باشد.

در این پژوهش برای مدلسازی فرسایش، تولید رسوب و شناسایی زیرحوضه های بحرانی از نظر تولید رسوب در حوضه ی سد ستارخان اهر در شمال غرب کشور از مدل های SWAT و MUSLE استفاده ش د. ب رای این من ظور از داده های رسوب ماهانه ی ایس تگاه اورن گ در خروجی حوضه اس تفاده شد. مرحله ی واسنجی مدل برای دوره ی آماری 1388-1383 و مرحله ی اعتبارسنجی آن برای دوره ی آماری 1392-1389 انجام شد. برای ارزیابی شبیه سازی مدل از روش های آماری شامل ضریب تعیین (R2)، ضریب نش - ساتکلیف (NS) و نسبت میانگین مجذورات خطا به انحراف معیار داده های مشاهد اتی (RSR) استفاده شد. نتایج نشان داد مقادیر R2، NS و RSR برای مرحله ی واسنجی به ترتیب 76/0، 95/0 و 06/0 و برای مرحله ی اعتبارسنجی به ترتیب 96/0، 93/0 و 1/0 به دست آمد. بررسی تغییرات مکانی فرسایش و تولید رسوب نشان داد که اراضی حوضه ی سد ستارخان از نظر متوسط سالانه رسوب از یکدیگر تفاوت دارند. مناطق بحرانی با مقادیر تولید رسوب زیاد و خیلی زیاد در بالادست حوضه در بخش های شمالی، شمال شرقی، غرب و جنوب غربی قرار دارند و حدود 17/34 درصد از مساحت حوضه را شامل می شوند. با توجه به نتایج خیلی خوب کارایی مدل، در تعیین اراضی بحرانی فرسایش و رسوب، پیشنهاد می شود از آن در بررسی اثرات اقدامات مدیریتی و حفاظت خاک استفاده شود.

انحراف و ذخیره سازی سیلاب روشی شناخته شده برای مقابله با مخاطرات و آسیب های سیل می باشد و از طرف دیگر سبب بهبود وضعیت کیفی و کمّی آب های زیرزمینی می شود و در واقع مهار سیلاب و تغذیه ی مصنوعی آبخوان ها از نتایج مهّم آن به شمار می رود. هدف این پژوهش جانمایی پهنه های مناسب ذخیره ی سیلاب حوضه ی آبخیز قمرود با استفاده از تکنیک تصمیم گیری چندمعیاره می باشد. در این پژوهش از متغیرهای شیب، خاک، کاربری اراضی، عمق آب های زیرزمینی، لندفرم، قابلیت نفوذپذیری سطحی، زبری، شاخص تجمعی جریان، لیتولوژی، ارتفاع و تراکم زهکشی به عنوان عوامل مؤثر در جانمایی جهت انحراف و ذخیره سازی سیلاب استفاده شده است. از مدل مجموع ادغامی مجموع - حاصل ضرب (WASPAS) که یکی از جدید ترین مدل های تصمیم گیری چند معیاره می باشد برای تحلیل هم پوشانی و رتبه بندی گزینه ها و تهیه ی نقشه ی نهایی استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل واسپاس نشان می دهد به لحاظ پتانسیل ذخیره ی سیلاب، حوضه ی آبخیز مورد مطالعه به پنج کلاس خیلی زیاد با 24 درصد، زیاد 2/28 درصد، متوسط 9/24 درصد، کم 2/15 درصد و خیلی کم 7/7 درصد تقسیم می شود. بدین ترتیب نه پهنه بسیار مناسب جهت انحراف و ذخیره سازی سیلاب در قسمت های مرکزی، جنوبی، شمال غربی و شرق حوضه شناسایی شد که این مناطق در بازدید میدانی نیز جهت اهداف مذکور مناسب تشخیص داده شدند.

تغییر در هندسه و مورفولوژیک رودخانه، که منجر به تغییر مشخصه های هیدرولیک جریان می شود باید همواره مورد توجه باشد. در این تحقیق شرایط هیدرودینامیکی بازه ی بالادست و پائین دست سازه ی پل وحدت در شهر شاهیندژ آذربایجان غربی به طول یک کیلومتر با نرم افزار MIKE11 در شرایط موجود و سناریوهای م ختلف متأثر از عملیات ساماندهی شبیه سازی ش د. در ش رایط موجود (پل با دهنه ی 120متری)، به ازای دوره ی بازگشت 25 سال رودخانه (دبی1200مترمکعب بر ثانیه)، سطح آب بالاتر آمده و سواحل اطراف در معرض خطر سیل قرار می گیرد. با عملیات ساماندهی و تعریض پل به دهنه ی 300 متری، علاوه بر آزادسازی حدود 90 هکتار از اراضی مجاور در دو سمت رودخانه، مقادیر سطح جریان و به تبع آن تراز سطح آب در حدود 65 سانتی متر کاهش داشته که باعث افزایش ظرفیت میزان آبگذری رودخانه (در حدود 115 هزار مترمکعب) در محدوده ی مورد نظر خواهد شد. ضمناً میزان خطای برآورد حجم جریان ( REV ) و میزان خطای نسبی در دبی اوج (REQP ) برای شرایط ساماندهی به ترتیب برابر 197/0 و 792/1 درصد بوده که در حدود 068/0 و 82/2 درصد نسبت به شرایط موجود کاهش داشته که بر اساس دامنه ی شاخص های آماری، تناسب کاملی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده وجود داشته است. این مقادیر نشانگر تأثیر بالقوه عملیات ساماندهی رودخانه در آبگذری و روندیابی جریان است.

به دلیل ناپیوستگی در برداشت نمونه ها و نداشتن دسترسی به اطلاعات کافی در ارتباط با شناخت ویژگی های مناطق و نیز، صرف هزینه و زمان زیاد جهت برآورد آب قابل دسترس خاک و تغییرات مکانی آن، استفاده از تصاویر ماهواره ای به صرفه است. "مدل ذوزنقه ای حرارتی- مرئی" بر اساس تفسیر توزیع پیکسل در فضای LST-VI، است که فضای LST-VI برای تخمین رطوبت سطحی خاک یا تبخیر-تعرق واقعی استفاده می شود. هدف از این مطالعه برآورد رطوبت خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 در سال های ک 2015، 2016 و 2017 و با استفاده از توزیع پیکسل در فضای LST-VI(TOTRAM) و STR-VI (OPTRAM) می باشد. بر اساس رابطه ی رگرسیونی برازش شده برای دو مدل، بیشترین ضریب تعیین به دست آمده برای مدل TOTRAM در سال 2015 و 2017 برابر با 99/0 می باشد و برای مدل OPTRAM در سال 2017 برابر با 97/0 می باشد که نشان دهنده ی برازش و پراکنش دقیق داده ها در فضای LST-VI و STR-VI توسط مدل های مورد نظر می باشد. در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که مدل OPTRAM بهتر و دقیق تر از مدل TOTRAM توانسته است رطوبت خاک را پیش بینی کند. چون ضرایب رگرسیونی به دست آمده برای OPTRAM مثبت و برای TOTRAM منفی است؛ یعنی STR-VI در محدوده ی طول موج مرئی نسبت به LST-VI در محدوه ی طول موج حرارتی، دقیق ترین برآورد از رطوبت خاک را در نواحی فاقد داده های کنترل زمینی می تواند داشته باشد.