هدی قاسمیه

خشکسالی، یکی از پیچیده ترین پدیده های آب و هوایی است که می تواند در اکثر مناطق جهان رخ دهد؛ اما تأثیر آن در مناطق خشک و نیمه خشک بیشتر است و بررسی آن، در مدیریت منابع آب بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، وضعیت خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوضه های قم- کهک، نیزار- سلفچگان، مرودشت- خرامه و بیضا- زرقان واقع در حوضه آبریز فلات مرکزی با استفاده از شاخص های SPI، SPEI، RDI و SSI در مقیاس های زمانی 1، 6 و 12 ماهه طی دوره آماری 2004 تا 2023 محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بیش از 95 درصد ایستگاه های مطالعاتی، تمامی وضعیت های ترسالی بسیار شدید تا خشکسالی بسیار شدید را تجربه کرده اند. شاخص SPI در مقیاس زمانی 1 ماهه در کلیه ایستگاه های مطالعاتی و شاخص SPEI در مقیاس زمانی 6 ماهه در 3/83 درصد ایستگاه ها و در مقیاس زمانی 12 ماهه در 7/67 درصد ایستگاه ها، خشکسالی را با شدت بیشتری نسبت به سایر شاخص های خشکسالی نشان داده است. بررسی فراوانی وقوع طبقات شاخص هیدرولوژیکی SSI در مقیاس زمانی 12 ماهه نشان داد که بیشترین طبقات خشکسالی در ایستگاه های شادآباد و خرامه مشاهده شده است. بررسی انطباقی مقادیر شاخص های خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در هر یک از حوضه ها نشان داد که بیشترین همبستگی متقاطع بین SPI و SSI در مقیاس زمانی 12 ماهه در ایستگاه های سلفچگان و قلعه چم در تأخیر زمانی رو به جلو به اندازه گام زمانی 12 ماه برابر 574/0 و بیشترین مقدار همبستگی پیرسون در گام زمانی 12 ماهه مربوط به ایستگاه سلفچگان- قلعه چم (309/0= r و 001/0= p-value) است.

فرسایش آبی، مهم ترین مسئله تخریب زمین در مقیاس جهان است. بنابراین، هدف پژوهش حاضر ارزیابی اهمیت معیارها و زیر معیار های مؤثر هر معیار در حساسیت فرسایش آبراهه ای با استفاده از مدل تلفیقی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی در حوضه آبخیز بالادست رودخانه تجن است. برای این منظور، ابتدا 252 نقطه فرسایشی با استفاده از تصاویر Google Earth شناسایی شد که از این تعداد به صورت تصادفی، 176 نقطه (70 درصد) برای آموزش مدل و 76 نقطه (30 درصد) برای اعتبارسنجی مدل طبقه بندی شدند. آنگاه 7 معیار مؤثر بر وقوع فرسایش (شامل ارتفاع، جهت شیب، فاصله تا آبراهه، کاربری اراضی، فرسایندگی باران، خاک و شاخص TWI) شناسایی و هر یک به زیر معیارهایی طبقه بندی شدند. سپس به منظور ارزیابی تأثیر هر معیار و زیر معیار برحساسیت فرسایش حوضه مورد مطالعه از مدل تلفیقی داده کاوی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی استفاده شد. نتایج حاصل از تأثیر هر معیار و زیر معیار برحساسیت فرسایش حوضه مورد مطالعه با استفاده از مدل تلفیقی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی نشان داد که معیارهای کاربری اراضی و ارتفاع به ترتیب باWj برابر با 07/2 و 9/0 و همچنین زیر معیار اراضی بایر و طبقه ارتفاعی 3724-2745 متر به ترتیب با IV برابر با 74/2 و 65/1 بیش ترین تأثیر را در فرسایش منطقه دارند. نرخ موفقیت و پیش بینی مدل تلفیقی شاخص آنتروپی- ارزش اطلاعاتی، با توجه به منحنی (ROC-AUC) به ترتیب برابر با 831/0 و 837/0 به دست آمد که از عملکرد خوب مدل برای دوره های آموزش و اعتبار سنجی حکایت دارد. همچنین نقشه حساسیت به فرسایش نشان داد که بیش ترین مناطق با حساسیت پذیری به فرسایش آبراهه ای زیاد تا خیلی زیاد منطبق بر امتداد شمال شرقی، جنوب شرقی تا جنوب غربی حوضه است.

سیل یکی از بلایای طبیعی است که می تواند فعالیت های اقتصادی، اجتماعی و پایداری محیط را تهدید کند؛ بنابراین شناسایی مناطق مستعد سیل خیز حوزه آبخیز امری ضروری در این زمینه است. هدف پژوهش حاضر، اولویت بندی و تحلیل فضایی سیل خیزی حوزه آبخیز قمصر با استفاده از مدل های تصمیم گیری چند معیاره و منطق فازی است که با رویکرد توصیفی – تحلیلی و با روشFUZZY-AHP انجام شده است. برای این منظور ابتدا 14 معیار مؤثر بر سیل خیزی حوضه (شامل باران، ارتفاع، کاربری اراضی، بافت خاک، سنگ شناسی، فاصله از رودخانه، شیب، تراکم زهکشی، رتبه آبراهه، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص توان آبراهه، تجمع جریان، انحنای سطح، انحنای طولی) شناسایی شد و سپس در نرم افزار Expert choice 11 بین معیار ها با روش AHP مقایسه های زوجی انجام گردید و وزن نهایی هر معیار به دست آمد. در ادامه، معیار ها با استفاده از توابع فازیlinear  و large فازی سازی شدند و درنهایت وزن های نهایی به دست آمده برای هر معیار در لایه های مربوطه اعمال شد و نقشه نهایی سیل خیزی حوضه تهیه گردید. نتایج حاصل از اولویت بندی معیار های کمی و کیفی بر اساس نظر کارشناسان آبخیزداری با روش AHP نشان داد از بین 14 معیار پیشنهادی، معیار باران با وزن نهایی 229/0 بیش ترین تأثیر را در سیل خیزی حوضه دارد. همچنین معیارهای بافت خاک سنگین تا خیلی سنگین (499/0)، واحد سنگی Plvav (252/0)، کاربری های پهنه های آبی و اراضی لخت به ترتیب با وزن نهایی 345/0 و 225/0 نقش پررنگ تری در سیل خیزی حوضه دارند. نتایج حاصل از نقشه نهایی سیل خیزی حوضه نشان داد که حدود 841/30، 056/27 و 406/12 درصد از مساحت کل حوضه به ترتیب در طبقه سیل خیزی متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارند که این مناطق بیشتر در بخش مرکزی و در امتداد جنوب شرقی حوضه واقع شده اند؛ بنابراین آگاهی از پتانسیل سیل خیزی حوضه می تواند در جهت تدوین برنامه های مدیریت بحران در هنگام مواجه شدن با سیلاب مؤثر واقع شود.

فرونشست زمین یکی از مهم ترین مشکلات محیط زیستی است که بر کشاورزی و زیرساخت های شهری تأثیر می گذارد. لذا به منظور برنامه ریزی برای کاهش خطرات ناشی از فرونشست، شناسایی مناطق پرخطر و مستعد وقوع این پدیده در دشت های مختلف ایران ضروری است. هدف اصلی این تحقیق، حساسیت پذیری فرونشست زمین در آبخوان کاشان با استفاده از روش های دمپستر- شفر، وزن دهی شواهد، آنتروپی شانون و نسبت فراوانی است. برای انجام این تحقیق از 14 عامل مؤثر بر وقوع فرونشست شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای سطح، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، لیتولوژی، کاربری اراضی، انحنای طولی و عرضی، تغییرات سطح ایستابی، فاصله از معدن و تراکم چاه در سطح آبخوان استفاده شد. آنگاه پس از تعیین 108 موقعیت فرونشست و نیز 108 موقعیت عدم فرونشست در سطح آبخوان، این نقاط به صورت تصادفی و به نسبت 30 و 70 درصد به ترتیب به عنوان داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون طبقه بندی شدند و برای ارزیابی هرکدام از مدل ها از منحنی تشخیص عملکرد نسبی ( ROC ) استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های مورداستفاده بر اساس منحنی ROC و میزان AUC ، روش نسبت فراوانی (آموزش: 84/0 و اعتبارسنجی: 89/0) بهترین عملکرد را داشته است و به عنوان بهترین روش پیش بینی مناطق دارای حساسیت فرونشست در منطقه مطالعاتی معرفی می شود. روش های آنتروپی شانون، دمپستر- شفر و وزن دهی شواهد نیز به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفتند. نتایج این تحقیق برای کاهش خسارات ناشی از وقوع فرونشست زمین و تعیین مناطق بالقوه فرونشست، قابل استفاده برای مدیران استانی خواهد بود.

مدل های تحول چشم انداز، مدل های فرآیندی بر مبنای فیزیک هستند که سعی دارند فرآیندهای فعالی را که چشم اندازها را به طور قابل توجهی شکل می دهند، تقلید کرده و به صورت یک مدل درآورند. اکثر این مدل ها، غالباً فرآیندهای هیدرولوژیکی، رودخانه ای و دامنه ای را شبیه سازی می کنند؛ با این حال، فرآیندهای یخچالی، بادی و تکتونیک را نیز به خوبی دربرمی گیرند. مدل های تحول چشم انداز، معمولاً در تمام مقیاس های مکانی (10 تا 1000 کیلومترمربع) به صورت پیوسته و واقعه ای اجرا می گردند. این مدل ها، با دربرگرفتن دامنه گسترده ای از فرآیندها، امکان مقایسه جامع بین نتایج شبیه سازی پاسخ حوضه آبخیز به تغییرات محیطی را فراهم می کنند. مدل های تحول چشم انداز انواع مختلفی دارند که یکی از مهمترین آنها مدل CAESAR-Lisflood است. مدل CAESAR-Lisflood، نسخه فعلی CAESAR، که مؤلفه جریان سطحی آن (مبتنی بر قوانین فیزیکی با راه حل عددی ساده سازی شده معادلات جریان های کم عمق) از مدل هیدرولیکی LISFLOOD-FP اقتباس شده است. علاوه بر این، مدل CL تحولات ژئومورفولوژیکی حوضه رودخانه و دشت سیلابی را در شرایط جریان ناپایدار بصورت دوبعدی شبیه سازی می کند.

با توجه به خشک سالی های اخیر و کاهش ریزش های جوی، برداشت های بی رویه از منابع آب زیرزمینی و فشار بر آبخوان ها افزایش یافته است. در این مطالعه به بررسی وضعیت تغذیه و تخلیه ی آبخوان اصفهان-برخوار پرداخته شده است. این امر به مدیریت بلندمدت آبخوان می انجامد و موجب تصمیم گیری مناسب توسط برنامه ریزان می شود. با بررسی های صورت گرفته و با رسم آبنمود آبخوان موردنظر مشخص گردید که سطح تراز ایستابی در طول دوره ی آماری منتخب به طور دائم سیر نزولی دارد و به ازای هر سال، معادل 46/0 متر سطح آب سفره کاهش یافته که بیان کننده ی این واقعیت است که آبخوان در شرایط بحرانی به سر می برد. در این مطالعه با استفاده از مدل سه بعدی آب زیرزمینی تفاضل محدود MODFLOW در حالت پایدار، میزان تغذیه توسط سه عامل نشت از رودخانه، نفوذ از بارندگی و تغذیه توسط پساب آبیاری کشاورزی تعیین گردید و ضریب همبستگی بالای 97 درصد نشان دهنده ی دقت بالای شبیه سازی بود. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص شد که از کل میزان تغذیه توسط بارش و پساب کشاورزی، بیش ترین سهم مربوط به پساب آبیاری کشاورزی بوده است (حدود 32 درصد کل آب آبیاری) که این امر به دلیل نوع آبیاری در منطقه (آبیاری از نوع کرتی) بوده و پس ازآن، نفوذ از طریق بارش صورت می گیرد (حدود 10 درصد کل حجم بارندگی دشت) که سهم کم نفوذ از این بخش به دلیل نرخ بالای تبخیر در سطح منطقه است. بدین ترتیب، می توان نتیجه گرفت که مهم ترین منبع تغذیه ی آبخوان، پساب ناشی از آبیاری کشاورزی است که لازم است در مطالعات مدل سازی هیدروژئولوژیکی منطقه به طور دقیق با توجه به نوع محصول، نوع آبیاری، ویژگی های خاک و شرایط آب و هوایی محدوده ی مطالعاتی محاسبه گردد. در محدوده ی مطالعاتی اصفهان-برخوار با توجه به کاهش مداوم سطح تراز آب زیرزمینی که در آبنمود آبخوان به وضوح مشهود است و نیز بیلان منفی منابع آب زیرزمینی، امکان توسعه ی بهره برداری از آبخوان وجود ندارد.

مهار سیلاب و استفاده بهینه از آن و تغذیه مصنوعی آبخوان ها از مهم ترین اهداف مورد نظر در سامانه های پخش سیلاب در مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از انجام این مطالعه نیز انتخاب بهترین مکان های پخش سیلاب در دشت کاشان با استفاده از تکنیک تصمیم گیری چندمعیاره و روش تحلیل سلسله مراتبی است. برای انجام این مطالعه ابتدا این 8 پارامتر به منظور مکان یابی عرضه های مناسب پخش سیلاب انتخاب شدند: شیب زمین، کاربری اراضی، حجم رواناب، واحدهای کواترنر، ضخامت ناحیه غیراشباع آبرفت، ضریب نفوذپذیری، ضریب ذخیره و کیفیت شیمیایی آب زیرزمینی. سپس با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی، نقشه های مربوط به هر کدام از پارامترها تهیه شدند. در مرحله بعد، با استفاده از روش AHP، اهمیت عوامل مختلف در مکان یابی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی وزن نسبی معیارها نشان داد که فاکتور حجم رواناب با دارا بودن وزنی معادل 37 درصد مهم ترین عامل به شمار می آید. پارامترهایی چون واحدهای کواترنر، شیب، ضخامت غیراشباع لایه آبخوان، نفوذپذیری، ضریب ذخیره، کیفیت آب و کاربری اراضی به ترتیب با وزن های نسبی 23/0، 16/0.، 094/0، 061/0، 039/0، 025/0، 018/0 اولویت های دوم تا هشتم را دارند. سرانجام نیز با توجه به نقشه پهنه بندی نهایی پخش سیلاب، سه اولویت برای مکان های آن در دشت کاشان تعیین شد. نتایج حاصل از بررسی آنالیز حساسیت با استفاده از روش های عملکرد و دینامیک نشان داد که در دامنه (10-) تا (10+) درصد تغییرپذیری در وزن معیارها، تغییرات چندان محسوسی در اولویت معیارها و زیرمعیارها رخ نداده است و حساسیت پذیری ها زیاد نیست. به بیان دیگر، با تغییرپذیری مذکور می توان گفت که تغییرپذیری در اولویت مکان های نهایی رخ نداده است، این یافته حاکی از اهمیت معیار رواناب با توجه به دامنه ذکر شده، در مقایسه با دیگر معیارها در انتخاب مکان های مناسب پخش سیلاب در دشت کاشان است؛ و بعد از آن معیارهای واحدهای کواترنر و شیب نقش تعیین کننده ای در این زمینه دارند.