رضا قضاوی

چکیده: امروزه خطر ناشی از کاهش کمی و کیفی منابع آب زیر زمینی به عنوان چالشی در پیش روی منابع آب کشور قرار دارد لذا آب های زیر زمینی به عنوان یک ذخیره آبی سالم باید بیش از بیش مورد توجه قرار گیرد، با توجه به این مهم ضرورت آگاهی از چگونگی تغییرات زمانی و مکانی این متغییر در مناطق گوناگون دارای اهمیت بسزایی است و زمین آمار به عنوان ابزاری مناسب ما را در رسیدن به این امر یاری می کند. هدف از انجام این مطالعه بررسی کیفیت آب های زیر زمینی دشت کاشان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و روشهای زمین آمار می باشد. جهت انجام این مطالعه تغییرات Ec,Na,Hco3و Ca 42 چاه پیزومتری که دارای آمار کامل و مناسب از سال 1388-1380 بودند استفاده شد و با روش های زمین آمار کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی، روش عکس فاصله، تابع شعاعی، درون یاب موضعی و درون یاب عام تغییرات این متغییرها مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی نرمالیته داده واریوگرام ترسیم شد. در این تحقیق از مدل کروی به دلیل استحکام ساختار فضایی قوی جهت برازش واریوگرام بر روی پارامتر های کیفی استفاده شد. نتایج ارزیابی روش های زمین آمار که در این تحقیق به کار برده شد نشان داد که از بین روش های انتخابی برای ترسیم نقشه تغیرات Hco3، روش تابع شعاعی به دلیل بالاتر بودن R و کم بودن مقدار RMSE (44/0 R=و76/1 RMSE=) به عنوان بهترین روش شناخته شد. جهت ترسیم نقشه ی تغیرات SAR ، روش کریجینگ معمولی (با مقادیر 75/0R= و96/1RMSE=)، جهت ترسیم نقشه تغیرات کلسیم، روش کریجینگ معمولی (با مقادیر41/0 R= و 75/5RMSE=) و جهت ترسیم نقشه تغیرات NA روش درون یاب موضعی (با مقادیر 55/0R=و24/8 RMSE=) انتخاب گردیدند. بررسی نقشه های بدست آمده نشان می دهد که بطور کلی هر چه از سمت غرب به سمت شرق حوضه حرکت می کنیم از کیفیت آب زیر زمینی کاسته می شود که علت اصلی این امر توسعه نامناسب اراضی کشاورزی و بهره برداری بیش از حد آب های زیر زمینی می باشد که باعث هجوم آب های شور و در نهایت بی کیفیتی آب های زیر زمینی در این مناطق می گردد.

بررسی روابط بین پارامترهای مختلف خاک با داده­های ماهواره­ای گامی مؤثر در شناسایی و تفکیک رخساره­های کویری است. در همین راستا، تحقیق حاضر با هدف بررسی روش­های مختلف رگرسیون دو متغیره بر اساس روابط بین مؤلفه­های مختلف خاک با داده­های ماهواره­ای سنجنده ASTER در شناسایی رخساره­های پلایای ابرکوه مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا از خاک سطحی30 پروفیل در منطقه مطالعاتی برداشت و در آزمایشگاه مقادیر EC، PH، درصد رطوبت اشباع و مقادیرکاتیون­ها و آنیون­های مربوط به هر نمونه اندازه­گیری گردید. پس از انجام پردازش­های لازم بر روی تصاویر ماهواره­ای، با تعیین نقاط زمینی بر روی تصاویر، ارزش پیکسل­های نظیر نقاط زمینی در باندهای مختلف استخراج گردید. سپس رابطه بین داده­های ماهواره­ای و نتایج حاصل از آزمایش­های خاک منطقه با استفاده از روش­های مختلف رگرسیون دو متغیره خطی مورد ارزیابی قرار گرفت و دقت مدل­ها با استفاده از فاکتورهایی نظیر خطای تخمین و تأیید، مجذور میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی و ضریب کارایی مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته­های پژوهش بیانگر دست یابی به مدل­هایی با ضریب همبستگی کمینه 45 درصد، خطای نسبی تخمین و تأیید بیشینه به ترتیب4/247 و 7/2489 ، مجموع میانگین مربعات خطای کمتر و ضریب کارایی کمینه 19 درصد می­باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که هیچ گونه رابطه معنی داری بین میزان قلیایی بودن و درصد رطوبت اشباع با داده­های ماهواره­ای در منطقه مطالعاتی وجود ندارد.

امروزه با پیدایش فناوری سنجش از دور، امکان بهره برداری از آن برای مطالعه ی بسیاری از ویژگی های خاک، همچون اندازه ی هندسی ذره ها و تعیین بافت خاک با صرف وقت و هزینه ی کمتری فراهم شده است. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر اجزای بافت خاک و میانگین هندسی ذره ها بر پاسخ طیفی سطح خاک، در دشت خاتم با استفاده از داده های ماهواره ای سنجنده ASTER است. بدین منظور در 23 آگوست سال 2007 میلادی، مطابق با زمان اخذ تصویر، نمونه برداری از سطح خاک در 76 پروفیل به شکل تصادفی انجام گرفت. مقادیر مربوط به بافت نمونه های خاک به روش هیدرومتری در آزمایشگاه و درنهایت میانگین هندسی قطر ذره ها برای هر نمونه محاسبه شد. پس از انجام تصحیحات هندسی و رادیومتریک و سایر پردازش ها روی تصاویر، برای بررسی اثر بافت و میانگین هندسی ذره های خاک بر بازتاب زمینی، از روش رگرسیون چندمتغیره بین مقادیر تخمینی هر لایه ی اطلاعاتی و مقادیر آزمایشگاهی در نقاط آموزشی استفاده شد. درنهایت دقت مدل ها بر اساس ضریب تبیین حاصل از برازش خط بین مقادیر مشاهداتی و تخمینی نقاط تست مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که باند مادون قرمز نزدیک سنجنده ی استر، می تواند در تعیین درصد شن (با ضریب تبیین 5/0 و خطای استاندارد 9/11)، سیلت (با ضریب تبیین 4/0 و خطای استاندارد 09/10)، رس (با ضریب تبیین 57/0 و خطای استاندارد 46/3) و میانگین هندسی ذره های خاک (با ضریب تبیین 4/0 و خطای استاندارد 09/0) منطقه ی مطالعاتی مؤثر باشد. همچنین نتایج نشان داد که ارتباط معناداری بین مقادیر بازتاب طیفی سایر باندهای اصلی و فاصله ی اقلیدسی از خط خاک با مقادیر آزمایشگاهی سیلت، شن و میانگین هندسی ذره ها وجود ندارد.

مدیریت صحیح منابع آب و خاک در یک حوضه ی آبخیز مستلزم شناخت توان تولید رسوب آن بوده و از طرفی جهت شناسایی دقیق عوامل تخریب خاک نیاز به اطلاعات پایه ی دقیق می باشد. امروزه وجود سامانه های دقیق و ابزار و مدل های مختلف این توانایی را در اختیارمحققان قرار داده تا بتوانند اطلاعات پایه را ذخیره، بازیابی و به روز نمایند. هدف از انجام این مطالعه بررسی و برآورد میزان فرسایش و رسوب زایی در یک حوضه ی آبخیز با استفاده از مدل های EPM، MPSIAC وPSIAC و بهره گیری از قابلیت های سامانه ی اطلاعات جغرافیایی (GIS) می باشد. برای انجام این تحقیق نقشه واحدهای همگن با استفاده از نقشه های شیب، کاربری اراضی و زمین-شناسی تهیه گردید. هر یک از عوامل مؤثر در فرسایش و پارامترهای موجود در مدل ها به طور جداگانه در هر واحد کاری اندازه گیری و در نهایت برای هر یک از زیرحوضه ها میزان فرسایش و تولید رسوب سالانه محاسبه شد. نقشه ی کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده ETM ماهواره لندست بعد از کلاس بندی تهیه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق میزان رسوب تولیدی سالیانه با روش های MPSIAC، EPMو PSIAC در زیرحوضه شماره ی یک حوضه ی مورد مطالعه به ترتیب 22/14، 2/15 و 5/13 تن بر هکتار، در زیرحوضه شماره 2 به ترتیب 19/14، 18 و 4 تن بر هکتار و برای کل حوضه 05/22، 9/14 و 12 تن بر هکتار برآورد گردید. نتایج حاصل از مقایسه RMSE در تعیین صحت روش ها نشان داد که روش PSIAC برای برآورد میزان فرسایش و تولید رسوب سالیانه در شرایط طبیعی و خاکی حوضه مورد مطالعه نسبت به دو روش دیگر مناسب تر می باشد.

یک سیستم رودخانه­ای یک سیستم بازاست که از درگیر شدن ارتباطات مختلف و پیچیده شکل می گیرد. خصوصیات ذاتی حوضه ها از یک سو و عوامل خارجی از سوی دیگر رفتارهای رودخانه را متاثر می سازد.وجود ارتباطات متقابل متعدد از جمله ارتباطات جریان ورسوب حمل شده وتاثیر عوامل ژئومورفولوژی حوضه و مدل سازی آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است.در این مطالعه دونوع شبکه عصبی مصنوعی ژئومورفولوژیکی و غیر ژئومورفولوژیکی برای پیش بینی بار رسوب جریان رودخانه سمندگان طراحی گردید و نتایج آن با دو نوع مدل رگرسیونی ژئومورفولوژیکی و غیر ژئومورفولوژیکی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج طراحی شبکه های عصبی مبین کارآیی خوب شبکه های چند لایه ی پرسپترون با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا است. نتایج نشان داد که شبکه عصبی ژئومورفولوژیکی با ضریب تبیین 862/0 و مجذور میانگین مربعات خطای 815/1 در مقایسه شبکه عصبی غیر ژئومورفولوژیکی با ضریب تبیین 827/0و معیار خطای031/2 میزان رسوب جریان را بهتر پیش­بینی می کند. نتایج ارزیابی مدل های رگرسیونی مبین عملکرد ضعیف­تر آن ها در مقایسه با روش شبکه عصبی مصنوعی است به طوری که ضریب تبیین مدل رگرسیونی ساده غیر ژئومورفولوژیکی 759/0و معیار خطای 395/2 و ضریب تبیین مدل رگرسیونی ژئومورفولوژیکی برابر 811/0 با معیار خطای معادل 142/2 است. همچنین از مقایسه نتایج مدل های مختلف چنین استنباط می شود زمانی که پارامترهای ژئومورفولوژیکی نظیر شاخص ناهمواری، شاخص گردی و شاخص تراکم زهکشی در مدل سازی وارد شوند نتایج ارزیابی آن ها مناسب­تر می شود.

تعیین کیفیت آب در مدیریت منابع آب از اهمیت خاصی برخوردار بوده و پایش و پهنه بندی آن به عنوان یک اصل مهم در برنامه ریزی ها باید مد نظر قرار گیرد.منظور از انجام این تحقیق، تعیین مناسبترین روش میان یابی جهت تعیین کیفیت آب با استفاده از نمودار شولر می باشد. برای انجام این مطالعه از چاه های مشاهده ای(27 حلقه چاه) در منطقه ای آبرفتی و همگن با آبخوان آزاد در محدوده ی شهرستان آباده استفاده شد. جهت تعیین کیفیت آب از نمودار شولر که معمول ترین روش برای طبقه بندی کیفیت آب شرب در مطالعات هیدرولوژی است، بهره گرفته شد.برای پهنه بندی کیفیت آب محدوده ی مورد مطالعه از روش های گوناگون میان یابی کریجینگ (با سمی واریوگرام های خطی، دایره ای، کره ای، گوسین و نمایی)، IDW و Spline و سیستم اطلاعات جغرافیایی( GIS ) استفاده و نتایج هر کدام با یکدیگر مقایسه شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که از بین روش های ذکر شده، روش کریجینگ با سمی واریوگرام های نمایی و دایره ای برای میان یابی و در نهایت پهنه بندی کیفیت آب شرب مناسب ترین روش ها هستند.