محمد اکبری نسب

سیلاب ها نقش اساسی در جریان رودخانه ها دارند بنابراین بررسی و تحلیل آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مطالعه دینامیک سیلاب و آب تخلیه شده آن به دریا (پلوم) در زمینه های شیلات، رسوب گذاری، حمل و نقل و محیط زیست اهمیت بسیاری دارد. در این پژوهش به بررسی گسترش پلوم وارده از رودخانه بابل رود به دریای کاسپین در جریان سیلاب بهار سال ۱۳۹۸ پرداخته شده است. با توجه به اینکه این سیلاب از لحاظ بزرگی شدید ترین سیلاب رخ داده در ۵۰ سال اخیر است، برآورد میزان نفوذ پلوم سیلابی به دریا میتواند حداکثر میزان نفوذ پلوم رودخانه بابلرود به دریا و درنتیجه انتقال رسوبات و آلاینده ها را مشخص سازد. بدین منظور ابتدا تصاویر سنجنده sentinel-2، اخذ گردید سپس پیش پردازش های مورد نیاز شامل تصحیح هندسی و رادیومتریکی انجام شد. با استفاده از ویژگی رفتار طیفی آب های گل آلود و شفاف و همچنین شاخص بهینه (OIF)، بهترین ترکیب رنگی با بیشترین حجم اطلاعات، با فاکتور شاخص بهینه 0.19، ترکیب باندی ۳ و ۴ و ۸ تشخیص داده شد. برای تفکیک بهتر آب های کدر و شفاف، بر روی شاخص های NDVI، NDFI و MNDWI، آستانه هایی اعمال شد. درنهایت با رسم درخت تصمیم گیری و برآیند همه این شاخص ها و اعمال آستانه ها، میزان پلوم حاصل از سیلاب آشکار شد. براساس نتایج بدست آمده، مساحتی در حدود ۹ کیلومتر مربع از زبانه پلوم وارد شده در اثر سیلاب به دریای کاسپین قابل شناسایی است. از طرفی نتایج نشان می دهد این زبانه نیز به سمت شرق گسترش یافته است.

پلوم رودخانه به سه نوع سطحی، عمقی و میانی در طبیعت تشکیل می شود. این تقسیم بندی تأثیر کاملاً آشکاری بر ویژگی های زیستی و غیرزیستی آب دهانه رودخانه دارد. با توجه به اهمیت موضوع، در این مطالعه، با استفاده از شبیه سازی عددی، نوع پلوم رودخانه اروند آشکار شد. پلوم این رودخانه بر ویژگی های آب شمال غرب خلیج فارس تأثیرگذار است. به این منظور، مدل FVCOM برای مدل سازی دما، شوری و چرخش آب خلیج فارس بکار گرفته شد. در این مدل از شبکه افقی المان مثلثی با قدرت تفکیک مکانی متغیر و شبکه قائم با 20 لایه سیگما استفاده شد. دما و شوری در مرز باز از خروجی های مدل HYCOM که با داده های اندازه گیری و ماهواره مقایسه و مطابقت گردیده، استفاده شد. همچنین در مرز باز چهار مؤلفه اصلی جزر و مدی به مدل اعمال شد. پس از پایداری مدل، لایه بندی ستون آب و شکل و گستردگی پلوم دهانه رودخانه بررسی شد. به جهت مطالعه تأثیر باد بر ساختار پلوم، چندین حالت مختلف باد منطقه، به مدل اعمال شد. در شرایط بدون باد، پلوم رودخانه به دلیل چرخش آب شمال غرب خلیج فارس و تحت تأثیر نیروی کوریولیس به سمت جنوبی متمایل می شود. شکل و گستردگی پلوم با شرایط باد تغیر می کند؛ به نحوی که تفاوت مساحت پلوم در دو حالت باد 4 متربرثانیه شمالی و جنوبی 300 کیلومترمربع است. با توجه به لایه بندی آشکار ستون آب دهانه رودخانه و تأثیرپذیری شدید پلوم از شرایط باد، پلوم رودخانه اروند از نوع سطحی است. این موضوع از منظر شیلاتی، زیست محیطی و آلودگی بسیار حائز اهمیت است.

پلوم، توده ی آبی است که دارای شوری کمتری نسبت به آب دریا می باشد و نیز دارای رسوبات معلق بیشتری نسبت به آب های اطرافش است. با توجه به رشد جمعیت انسانی و صنعتی شدن، فشار بر روی مناطق ساحلی در حال افزایش است. در نتیجه، بررسی کیفیت آب حائز اهمیت می شود، که سنجش از دور در این زمینه نقش مهمی را عهده دار است. در این مطالعه، به منظور آشکارسازی پلوم رودخانه ی اروند از تصاویر ماهواره ی 8Landsat در اکتبر سال 2016 استفاده شد. برای این آشکارسازی، ابتدا تصحیحات رادیومتریکی بر روی تصاویر انجام گرفت، رادیانس باند4 و رادیانس باند2 جهت شناسایی انتخاب شدند و بعد دو شاخص NDWI و نسبت شوری (به عنوان عامل فیلتر) محاسبه شدند. سپس با استفاده از نقشه ی پراکندگی آستانه های مورد نظر برای پلوم به دست آمدند و نهایتاً با ترکیب این 4 شاخص و استفاده از درخت تصمیم گیری (در محیط نرم افزار  ENVI) آشکارسازی پلوم انجام گرفت. برای صحت سنجی پلوم آشکارسازی شده، از تصاویر ماهواره ی سنتینل-2 که در باندهای آبی، سبز، قرمز و مادون قرمز نزدیک دارای قدرت تفکیک مکانی ده متر است، در همان زمان استفاده شد، که نتایج دو ماهواره با هم مطابقت داشتند. به علاوه برای تعیین هسته ی پلوم و آب های ساحلی، از شاخص NSMI[1] استفاده شد. براساس این شاخص (NSMI)، هسته پلوم (قسمتی که بالاترین غلظت مواد معلق را دارد) در مجاورت دهانه ی رودخانه ی اروند واقع شده است و با دور شدن از دهانه ی اروند، غلظت مواد معلق کاهش پیدا می کند. clear="all" /> [1]- Normalized Suspended Material Index