مهدی تیموری

خشکی یکی از پدیده های پیچیده ی طبیعی است که در نتیجه ی کمبود بارش حاصل می شود و از جمله پدیده های چالش زای آب و هوایی است که تأثیرات گسترده ای در جوامع بشری، محیط زیست و اقتصاد دنیا برجای گذاشته است. در طول سال های اخیر نمایه های متعددی برای شناسایی و پایش خشکی توسعه داده شده اند. هدف از این تحقیق ارزیابی وقایع خشکی در رودخانه ی اترک با استفاده از نمایه SWSI اصلاح شده است. همچنین یک مدل زنجیره ی مارکف مرتبه یک برای شبیه سازی شاخص مزبور بر پایه برآورد احتمال انتقال و توزیع فراوانی جریان رودخانه در ایستگاه های مربوطه به کار گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از این مطلب بود که احتمال گذر از یک حالت معین به همان حالت محتمل تر از گذر به سایر شرایط (بین 60 تا 80 درصد) است و هر یک از ایستگاه ها مدت زیادی از طول سال را به احتمال زیاد در حالت تعادل قرار دارند. از طرفی علیرغم اینکه بعضی ایستگاه ها تداوم زیادی در شرایط خشک دارند ولی به همان نسبت مدت کوتاهی را نیز در شرایط خیلی تر می گذرانند که این امر اهمیت برنامه ریزی در بخش های بهره برداری را بیش از پیش آشکار می سازد.

تحلیل هیدروگراف یکی از پیچیده ترین مسائل در تحقیقات منابع آب بوده و برآورد آن در ارزیابی خصوصیات جریان حداقل برای استفاده در آبرسانی، مدیریت آب و آلودگی امری حیاتی است. این مقاله به بررسی روش های مختلف تفکیک جریان پایه از سری های زمانی روزانه بر اساس آنالیز شاخه خشکیدگی و تشخیص مناسب ترین روش در تعدادی از ایستگاه های هیدرومتری استان آذربایجان غربی با مساحت های مختلف پرداخته است. روش تفکیک دبی پایه خودکار با استفاده از روش حداقل محلی و روش فیلتر دیجیتالی - با پارامترهای مختلف 9/0 تا 975/0- اجرا و جهت صحت سنجی و مقایسه آنها از تکنیک همبستگی منحنی افت اصلی به همراه برآورد شاخص دبی پایه استفاده شد. عدم نیاز به کالیبراسیون در این الگوریتم ها استفاده از آنها را تسهیل نموده که در نهایت با استفاده از آزمون های خطا، روش فیلتر دیجیتالی با پارامتر 925/0 به عنوان دقیق ترین روش در تفکیک دبی پایه در منطقه مورد مطالعه شناخته شد. همچنین ثابت خشکیدگی در ایستگاه های مورد بررسی بین 65/0 تا 83/0 نوسان داشت که بیانگر نقش آبهای زیرسطحی و پایه در تغذیه رودخانه ها می باشد. از دیگر مزایای این روش ها بررسی پیوسته داده های جریان روزانه در دوره های طولانی مدت می باشدکه می تواند در برنامه ریزی های زیست محیطی جهت تنظیم آبشویی و ورود آلاینده ها به خاک بکار رود.

هدف از این تحقیق تعیین مناطق دارای پتانسیل حضور چشمه آب زیرزمینی و اولویت بندی عوامل مؤثر در آن، با استفاده از روش حداکثر آنتروپی (مدل MaxEnt)، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور است. در تحقیق حاضر، از چهارده شاخص تأثیرگذار در پتانسیل آب زیرزمینی شامل شاخص های توپوگرافیکی، زمین شناسی، اقلیمی، هیدرولوژیکی و کاربری اراضی و همچنین، شاخص جدید ارتفاع از سطح نزدیک ترین زهکش (HAND) استفاده شده است. ابتدا، شاخص ها به دو بخش شاخص های توپوگرافیکی و سایر عوامل شامل زمین شناسی، اقلیمی، هیدرولوژیکی و کاربری اراضی تقسیم شدند و نقشه پتانسیل آب زیرزمینی براساس آنها تهیه شد. سپس، از تلفیق شاخص ها، نقشه نهایی پتانسیل آب زیرزمینی به دست آمد. از مجموع 2547 چشمه، با استفاده از روش فاصله ماهالانوبیس، 60% به منزله داده های آزمون و 40% به منزله داده های اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد که به ترتیب، براساس شاخص های توپوگرافیکی، سایر عوامل و تلفیق تمامی شاخص ها 38.5%، 27.4% و 34.7% حوزه دارای پتانسیل آب زیرزمینی است. همچنین، طبق نمودار جکنایف لایه های ارتفاع، کاربری اراضی، شیب، موقعیت شیب نسبی، شاخص HAND و لیتولوژی به ترتیب مهم ترین عوامل مؤثر در پتانسیل چشمه آب زیرزمینی بودند. سطح زیر منحنی (AUC) براساس نمودار ROC نشان دهنده دقت 83%، 83% و 85% (خیلی خوب) در مرحله آموزش و 82%، 81% و 84% (خیلی خوب) در مرحله اعتبارسنجی، مطابق با شاخص های توپوگرافیکی، سایر عوامل و تلفیق تمامی شاخص ها بود. با توجه به اینکه شاخص HAND جزء شاخص های تأثیرگذار در آب زیرزمینی محسوب می شود؛ نقش تعیین کننده و مهمی در تعیین مناطق دارای پتانسیل چشمه آب زیرزمینی دارد.

برای توصیف و ارزیابی تمام پیچیدگی ها و همچنین تدوین برنامه های مدیریتی اکوسیستم های رودخانه ای بررسی تمام مؤلفه ها در مقیاس های مکانی و زمانی مختلف ضروری است. در این خصوص ارزیابی و توصیف هیدرومورفولوژیکی با هدف تعیین و تشریح فرآیندها و شکل های هیدرومورفولوژیکی به عنوان یک گام کلیدی محسوب می شود. هدف از این تحقیق، طبقه بندی، ارزیابی و تعیین گرایش وضعیت هیدرومورفولوژیکی رودخانه خرمارود در استان گلستان با استفاده از ادغام شاخص های MQI و MQIm است. لذا ابتدا با استفاده از تکنیک های سنجش از راه دور و GIS وعملیات پیمایش میدانی، واحدهای مکانی مختلف تفکیک و سپس ویژگی های مورد بررسی در مقیاس ناحیه جغرافیایی بررسی و اطلاعات فوق برای تعیین وضعیت مورفولوژیکی بازه های مکانی توسط روش های شاخص محور MQI و MQIm به کار گرفته شد. با توجه به نتایج طبقه بندی مورفولوژیکی MQI، 15 بازه مکانی در طبقه خیلی ضعیف و ضعیف، 9 بازه در طبقه متوسط و دو بازه در طبقه خوب قرار دارند. اختلاف مقادیر شاخص MQI در بین بازه های مکانی موردمطالعه، در سطح پنج درصد معنی دار است. همچنین اختلاف مقادیر شاخص MQIm برای دو دوره قبل و بعد از مداخلات انسانی در بازه مکانی مورد بررسی نیز در سطح 5 درصد معنادار است. برای اکثر بازه ها، کمترین امتیازها به ترتیب مربوط به شاخص های پوشش گیاهی، عملکرد، مورفولوژی و تغییرات آبراهه است. همچنین نتایج نشان داد با ادغام این دو شاخص می توان اطلاعاتی را در مورد تغییرات احتمالی از وضعیت کلی بازه های مکانی بخصوص روند یا گرایش آن فراهم نمود.

امروزه تهیه نقشه توزیع مکانی خطر آتش سوزی یکی از ابزارهای ضروری مدیریت در سطوح مختلف جهت پایش پایداری منابع طبیعی و کنترل این مخاطره محیط زیستی است. تلفیق عملیات میدانی، داده های دورسنجی، تکنیک های سیستم اطلاعات جغرافیایی و آماری مختلف می تواند پیش بینی فضایی قابل اعتمادی از پتانسیل خطر آتش سوزی برای مناطق مختلف ایجاد کند. در این تحقیق از 9 عامل مؤثر در مدل سازی خطر آتش سوزی شامل عوامل ارتفاع، شیب، جهت، انحنای دامنه، فاصله از جاده و شاخص های NDVI، LST، TWI و TPI با دو روش تحلیل فازی سلسله مراتبی و رگرسیون لجستیک برای شناسایی مناطق خطر و تعیین مهم ترین عوامل مؤثر در بروز و گسترش آتش استفاده شد. برای شناسایی مناطق حریق تاریخی نیز از سامانه ابری گوگل ارث انجین و تصاویر مادیس استفاده شد. نتایج اولیه نشان داد در هر دو مدل، عوامل NDVI، LST و فاصله از جاده بیشترین ضرایب را به خود اختصاص داده اند. در مرحله صحت سنجی نیز اگرچه منحنی مشخصه عملکرد هر دو مدل، نسبتاً یکسان (مقدار 847/0 در روش تحلیل سلسله مراتبی فازی و مقدار 837/0 در روش رگرسیون لجستیک) بود، با بررسی پیکسل های حریق تاریخی مشخص شد در روش تحلیل سلسله مراتبی فازی حدود 87 درصد پیکسل های طبقات با خطر زیاد و خیلی زیاد و در روش رگرسیون لجستیک فقط 22 درصد پیکسل های طبقات مزبور با مناطق دارای سابقه حریق همپوشانی داشته اند. لذا به نظر می رسد روش تحلیل سلسله مراتبی فازی بهتر از روش رگرسیون لجستیک توانسته مناطق با پتانسیل خطر بالا را شناسایی کند. اگرچه تهیه نقشه های پیش بینی خطر توسط مدل های مختلف از وقوع کلیه حریق ها جلوگیری نخواهد کرد ولی می توان با ارائه راهکارهای مدیریتی، وقوع آن را کاهش داده و کنترل آن را تسهیل نمود.

زمین لغزش یکی از مهم ترین خطرات طبیعی با خسارات اقتصادی و اکولوژیکی قابل توجه است. استان لرستان به دلیل شرایط کوهستانی و پرباران از جمله مناطق مستعد وقوع زمی ن لغزش می باشد. هدف اصلی این تحقیق اولویت بندی عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش و پهنه بندی حساسیت آن در استان لرستان با استفاده از روش حداکثر آنتروپی و مدل MaxEnt است. جهت انجام این تحقیق از 11 عامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای سطح، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، لیتولوژی، کاربری اراضی، بارندگی و شاخص رطوبت توپوگرافیک استفاده شده است. در این تحقیق تقسیم بندی 30، 40، 50، 60 و 70 درصد زمین لغزش ها برای اعتبارسنجی جهت تعیین حساسیت و دقت مدل مورد بررسی قرار گرفت و برای ارزیابی مدل از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. از مجموع 176 زمین لغزش، با استفاده از روش فاصله ماهالانوبیس 70درصد به عنوان داده های آزمون و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی بهترین تقسیم بندی شد و دقت مدل در مراحل آزمون و اعتبارسنجی بر اساس سطح زیر منحنی در سایر تقسیم بندی ها کاهش پیدا کرد. نتایج نشان داد که 5/35درصد استان لرستان دارای حساسیت وقوع زمین لغزش است. همچنین بر اساس نمودار Jackknife لایه های بارندگی، فاصله از جاده، لیتولوژی و کاربری اراضی به ترتیب مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر حساسیت وقوع زمین لغزش بودند. سطح زیر منحنی (AUC) بر اساس منحنی تشخیص عملکرد نسبی، نشان دهنده ی دقت 90درصد (عالی) روش حداکثر آنتروپی در مرحله ی آموزش و 83درصد (خیلی خوب) در مرحله ی اعتبارسنجی برای تعیین مناطق دارای حساسیت وقوع زمین لغزش بود. نتایج این تحقیق جهت آمایش سرزمین و کاهش خسارات ناشی از وقوع زمین لغزش، قابل استفاده برای مدیران و مسئولان استانی خواهد بود.

در این تحقیق تاثیر وضعیت زمین شناسی و کاربری اراضی به عنوان مهمترین عوامل کنترل کننده کیفیت آب زیرزمینی در حوزه آبخیز حبله رود مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت انجام این تحقیق، 132 منبع آبی شامل چاه، چشمه و قنات مورد استفاده قرار گرفت. به منظور تعیین مهمترین پارامترهای کیفی آب از تحلیل عاملی، جهت بررسی روابط بین پارامترها از همبستگی بین داده ها، جهت مقایسه میانگین ها از آزمون دانکن و برای پهنه بندی کیفیت آب از روش های زمین آمار در نرم افزار ArcGIS استفاده شد. نتایج نشان داد که پارامتر های TH, Ca, Na, TDS, EC, Cl و SO4 در کاربری های مختلف و پارامتر های TH, TDS, EC, Cl و SO4 در سازند های مختلف اختلاف معنی دار دارند. همچنین پارامتر ECدر سطح 5 درصد بیشترین همبستگی را با TDS نشان داد. تحلیل عاملی بر اساس مشخصه های کیفیت آب نشان داد که 16/88 درصد تغییرات کیفیت آب در بین کاربری ها با یک عامل (پارامتر TDS با بار وزنی 99/0) و 59/91 درصد تغییرات کیفیت آب در بین سازندها با دو عامل (عامل اول با بار وزنی (95/0) مربوط به پارامتر TDS و برای عامل دوم، با بار وزنی (95/0) مربوط به پارامتر EC) کنترل می شود. واریوگرام داده ها نشان داد که همبستگی بالای مکانی بین متغیرها وجود دارد. پهنه بندی آب شرب با استفاده از دیاگرام شولر کیفیت آب زیرزمینی را در 5 دسته خوب، قابل قبول، نامناسب، بد و موقتا قابل شرب نشان داد. همچنین پهنه بندی آب کشاورزی با استفاده از دیاگرام ویلکوکس کیفیت آب را در 3 دسته آب های خوب، متوسط و نامناسب طبقه بندی کرد.

هدف: درک اثرات خشکی بر محصولات کشاورزی یکی از مسائل مهم در امنیت غذایی است. لذا در این تحقیق از شاخص شناسایی خشکی  (RDI) و شاخص شناسایی خشکی مؤثر (eRDI) که بارش مؤثر را در محاسبات لحاظ می کند، به منظور تعیین عملکرد گندم دیم استان خراسان شمالی استفاده شده است. روش و داده: به منظور اعمال بارش مؤثر از ۴ روش شامل روش های فائو، اداره عمران و آبادانی آمریکا و دو روش سرویس حفاظت خاک آمریکا و مقایسه بین آن ها استفاده شد. شاخص ها با استفاده از داده های ماهانه بارش و دمای ماهانه ایستگاه های هواشناسی استان اجرا و با عملکرد تولید گندم در دوره های مختلف زمانی مقایسه و ضریب همبستگی بین دو روش و عملکرد تولید گندم تعیین شد. در نهایت با استفاده از آزمون من کندال و تخمین گر سن به بررسی روند عملکرد گندم دیم در شهرستان های مختلف پرداخته شد. یافته ها: نتایج تحقیق نشان داد که بین روش های مختلف تعیین بارش مؤثر تفاوت چندانی وجود ندارد. همچنین آماره آزمون نیز تفاوت معنی داری بین 2 شاخص مورد بررسی نشان نداد. لیکن نتایج تحلیل ضریب همبستگی شاخص ها با عملکرد گندم در مقیاس های زمانی مختلف نشان داد که علیرغم نتایج بهتر روش eRDI، عملکرد تولید هر شهرستان به مقادیر بارش دوره زمانی خاصی حساس تر است. نتیجه گیری: نتایج مشابه روند دو آزمون مورد بررسی نشان داد که روند منفی معنی دار در تولید گندم دیم ایستگاه های بجنورد و اسفراین و روند مثبت غیرمعنی دار در سایر شهرستان ها وجود دارد. نوآوری، کاربرد نتایج: نوآوری این تحقیق اعمال بارش مؤثر در شاخص eRDI و مقایسه روش های تجربی مختلف تعیین آن جهت ورود به معادلات شاخص مزبور است. این استان به دلیل شرایط خاص اقلیمی و نقش مهم آن در تولید گندم کشور دارای اهمیت خاصی است که تاکنون مطالعات خشک سالی کشاورزی چندانی در آن صورت نگرفته است و اهمیت موضوع را در امنیت غذایی منطقه مشخص می سازد.