ابوالفضل معینی

در سال های اخیر، پدیده بازگشت ناپذیر فرونشست زمین، باعث بروز مخاطره جدی محیطی در دشت های مختلف ایران از جمله دشت گرگان شده است. هدف از این پژوهش بررسی و تحلیل عوامل مؤثر در بروز فرونشست در دشت گرگان بود. روش تحقیق شامل دو بخش شناسایی مناطق فرونشست و بررسی عوامل و پارامترهای مؤثر و ارزیابی میزان تأثیر هرکدام بود. در بخش شناسایی، از تکنیک تداخل سنجی راداری استفاده شد که مبنای آن مقایسه فاز گرفته شده از دو مجموعه داده رادار از یک منطقه در دو زمان مختلف و با ایجاد اینترفروگرام است که قادر به اندازه گیری تغییرات سطح زمین در دوره زمانی است و در بخش بررسی عوامل موثر، نحوه تعیین و تحلیل پارامترهای مؤثر همچون میزان افت سطح آب، جنس و ضخامت لایه های خاک به خصوص لایه های ریزدانه خاک موردبررسی قرارگرفت. نتایج تحلیل داده های ماهواره ای بیانگر آن است که منطقه به طور پیوسته در حال نشست است. نقشه سرعت میانگین تغییر شکل در راستای خط دید ماهواره که از تحلیل سری زمانی به دست آمد، آهنگ فرونشست را 14 میلی متر در ماه (169میلیمتر در سال) نشان داد. محدوده فرونشست شناسایی شده تقریباً روند شرقی- غربی دارد که با روند ساختارهایی نظیر خزر همخوانی دارد. نمودارهای تراز سطح آب و میزان بارندگی این محدوده در سال های 1385 تا 1389 علیرغم نوسانات فصلی، روند نزولی نشان می دهند و تحلیل پارامترهای مؤثر، نشان می دهد که نشست، به دلیل افت یکسان آب و یا ضخامت یکسان لایه ریزدانه در اعماق مختلف، متفاوت می باشد.

مدل SWAT، ابزاری جهت ارزیابی آب وخاک است که برای بهبود مدیریت حوزه آبخیز توصیه می شود. چرخه مورداستفاده در  مدل SWAT  کاملاً شبیه چرخه هیدرولوژیکی در طبیعت است. این ابزار، مدیریت مؤثر حوزه آبخیز و تصمیم گیری آگاهانه برای توسعه بهتر آن را حمایت می کند که از نظر زمانی یک مدل پیوسته است. در مطالعه حاضر، هدف تحلیل ارزیابی کارایی مدل نیمه توزیعی- فیزیکی SWAT در شبیه سازی رواناب روزانه و ماهانه، بهینه سازی پارامترهای مؤثر بر بارش- رواناب و آنالیز عدم قطعیت هیدرولوژیک حوزه آبخیز کسیلیان است. در این تحقیق جهت شبیه سازی و آنالیز عدم قطعیت و واسنجی مدل از نرم افزار SWAT-CUP، روش های SUFI-2 و PARASOL استفاده شد. در مرحله واسنجی و اعتبار سنجی رواناب از ضرایب R 2 ، bR 2 و NS بین داده های مشاهده ای و شبیه سازی شده برای صحت سنجی استفاده شد. به طورکلی دقت شبیه سازی در دوره ماهانه بالاتر از دوره روزانه است. همچنین در دوره روزانه طی واسنجی و اعتبار سنجی دقت PARASOL بالاتر از SUFI-2 است، ولی در دوره زمانی ماهانه در واسنجی و اعتبارسنجی دقت SUFI-2 بالاتر است. در کل برحسب ضرورت برای به دست آوردن نتایج دقیق تر نیاز به تکرارهای بیشتری است. با توجه به نتایج ارزیابی، مدل در طی دوره های واسنجی و اعتبارسنجی با شاخص های آماری R 2 ، bR 2 ، MSE، RMSE و ضریب کارایی ENS حاکی از موفقیت آمیز بودن مدل در شبیه سازی دارد که با دقت نسبتاً خوبی فرآیندهای هیدرولوژیکی حوضه را شبیه سازی نموده است. این مدل می تواند برای آنالیزهای بعدی حوضه و زیر حوضه های مربوطه و برای بررسی مؤلفه های مختلف چرخه هیدرولوژیکی مورداستفاده قرار گیرد.

فرسایش خاک توسط آب یکی ازمسائل مهم و اصلی تخریب منابع زیست محیطی است .پیشگیری و مهارآن درگستره حوزه های آبخیز یک نیاز اساسی است. یکی از پارامترهایی که می تواند به عنوان شاخصی از فرسایش مطرح باشد، تراکم زهکشی است که طول کلی آبراهه در هر واحد سطح حوزه آبخیز می باشد. هدف از این تحقیق اندازه گیری تراکم زهکشی و بررسی رابطه آن با فرسایش خاک درحوزه های آبخیز نرقشلاقی درشهرستان بیله سوار، برگچای در شمال شهر رضی، سیاهپوش در جنوب شهرکورائیم، سقزچی چای در شرق اردبیل، آلوچه فولادلو درجنوب شرقی شهرستان اردبیل همگی واقع در استان اردبیل می باشند. در این تحقیق با دریافت تصاویرماهواره ای و عکس هوایی از سازمان های مربوطه و با استفاده از نقشه های توپوگرافی و نرم افزارArcGIS، تراکم زهکشی درحوضه های مورد مطالعه محاسبه و تدقیق گردید و پس از تهیه نقشه های پایه از روش Mpsiac برای تعیین مقدارفرسایش مورد استفاده قرار گرفت و سپس همبستگی بین تراکم زهکشی ومقدار فرسایش محاسبه شد. نتایج نشان داد که با درنظرنگرفتن تیپ های فرسایشی سطحی، مکانیکی، توده ای درحوضه های مربوطه و ترسیم نمودار مربوط به تراکم زهکشی و فرسایش، رابطه بین این دوعامل بهتر شده و دراکثرحوضهها بین تراکم زهکشی و فرسایش همبستگی بالایی وجود دارد. در نهایت رابطه معنی داری بین تراکم زهکشی و مقدار فرسایش درتمام حوضه ها ملاحظه گردید.

در سال های اخیر، تاثیر متقابل تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک تبدیل به یک نگرانی عمده زیست محیطی شده و تاثیرات مهمی در فرسایش خاک و تولید رسوب داشته است. نتایج بدست آمده از مطالعات نشانگر این امر است که از بین عوامل موثر بر فرسایش آبی و تولید رسوب عامل استفاده از وضعیت زمین و پوشش گیاهی نقش اساسی در ایجاد اشکال مختلف فرسایش و مقدار رسوب تولید شده در حوزه آبخیز دارد. به این دلیل این تحقیق به منظور بررسی تعیین تاثیر کاربری اراضی و پوشش گیاهی بر اشکال فرسایش و مقدار تولید رسوب در حوزه آبخیز رود ورس در استان قزوین صورت گرفته است. در این تحقیق برای برآورد فرسایش و رسوب حوزه از مدل MPSIAC [1] استفاده شده، و با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) [2] نقش کاربری ها درایجاد اشکال فرسایش و تولید رسوب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که کاربری های مختلف در منطقه مورد مطالعه نه تن ها بر پیدایش اشکال مختلف فرسایش، بلکه بر شدت آنها و میزان تولید رسوب تاثیر گذار است. در این حوزه انواع فرسایش شیاری، خندقی، کناری و آبراهه ای به صورت متوسط تا شدید به چشم می خورد. میزان رسوب برآورد شده از مدل برای کل حوزه 7/1 تن در هکتار در سال و مقدار فرسایش ویژه در حوزه 04/7 تن در هکتار در سال برآورد گردیده است. کاربری زراعت دیم با 14/2 تن در هکتار در سال تولید رسوب بیشترین تاثیر را در ایجاد فرسایش و رسوب در بین کاربری های حوزه دارد. در کاربری مرتع تیپ 3  و زراعت دیم مقدار رسوب برآورد شده بسیار بالا است که نشان دهنده استفاده نادرست از اراضی حوزه باشد. مقدار رسوب تولید شده در کاربری مرتع تیپ 1 کمتر از باغ بوده که نشان دهنده تاثیر مثبت پوشش گیاهی مرتعی خوب در کاهش مقدار فرسایش و رسوب است.

فرسایش خندقی از اشکال پیشرفته و حاد فرسایش آبی است که دلالت بر حجم عظیمی از خاک اراضی دارد.شناسایی عوامل موثر در وقوع فرسایش خندقی و پهنه بندی آن یکی از ابزارهای اساسی و مهم جهت مدیریت و کنترل این پدیده می باشد. این تحقیق با هدف شناسایی عوامل موثر بر ایجاد فرسایش خندقی و پهنه بندی آن در حوزه آبخیز طرود انجام شده است. مهم ترین عوامل موثر در وقوع فرسایش خندقی چون شیب، جهت شیب، سنگ شناسی، کاربری اراضی، فاصله از شبکه راه های ارتباطی، مدیریت اراضی و تاج پوشش انتخاب و سپس این لایه ها، در سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه گردیدند. سه خندق موجود در منطقه انتخاب گردیدند و نمونه برداری خاک  از محل 25، 50 و 75 درصد طول آن ها و هم چنین، سه نمونه شاهد در کنار محل خندق ها صورت گرفت. این نمونه ها از نظر گچ، ماده آلی، شوری، درصد اشباع، آهک، نسبت جذب سدیم و اسیدیته مورد بررسی قرار گرفتند. پهنه بندی مناطق تحت تاثیر فرسایش خندقی با استفاده از عکس های هوایی 1:40000 سال 1380 و انجام عملیات میدانی به کمک GPS تهیه شد. با روی هم گذاری لایه پهنه بندی خندق ها با هر یک از لایه های مربوط به عوامل موثر در وقوع فرسایش خندقی، عرصه های خندقی شده در هر کدام از طبقات عوامل، به دست آمد. به کمک روش Multi Class Maps وزن دهی عوامل و طبقات در لایه مربوطه صورت گرفت. نتایج نشان داد که 88 درصد از محدوده خندقی در پهنه های با ریسک پذیری زیاد و خیلی زیاد قراردارند. نتایج آزمایش های خاک نیز بیان کننده این واقعیت بودند که میزان شوری، گچ و نسبت جذب سدیم در خندق های منطقه نسبت به شاهد بیش تر و میزان ماده آلی آن ها کم تر بوده ولی از نظر درصد اشباع، آهک و اسیدیته تفاوت معنی داری با هم ندارند.  

مطالعه دوره کواترنر در ایران بسیار محدود بوده ودر مقایسه با سایر دوره های زمین شناسی بسیار ناچیز است. یکی از اقدامات اساسی و بنیادی برای مطالعات کواترنر که تاکنون در ایران صورت نگرفته است، سن سنجی پادگانه های کواترنر است. در این تحقیق سن دقیق پادگانه های دوره کواترنر برای اولین بار گزارش میشود. روشی که برای سن سنجی استفاده شده است، لومینسنس حرارتی یا ترمولومینسنس است که در حوزه آبخیز طالقان که در 100 کیلومتری شمال غرب تهران قرار دارد انجام گرفت. در این تحقیق مطالعات در سه پادگانه جنگ ترویا، وورم و ریس صورت گرفته است بطوریکه از پادگانه جنگ ترویا سه نمونه از پادگانه وورم سه نمونه واز پادگانه ریس هفت نمونه جمع آوری شده است. برای نور ندیدن نمونه ها نمونه برداری در شب انجام پذیرفت و در کیسه های سیاهرنگ چند لایه قرار گرفت و به آزمایشگاه منتقل شد. در آزمایشگاه این نمونه ها با روشFine Grain آماده سازی و باروشRegeneration و Additive پرتودهی و اندازه گیری شد. آماده سازی و اندازه گیری نمونه ها در زیر نور قرمز انجام گرفت تا از هرگونه تاثیر احتمالی نور معمولی بر روی آنها جلوگیری شود. در نهایت سن پادگانه جنگ ترویا بین 4650 تا 5200 سال تعیین شد. سن پادگانه وورم از 9100 تا 15600 سال محاسبه شده است و سن پادگانه ریس حدود 100 هزار سال تخمین زده شده است. نتایج حاصل از سن سنجی تقریبا با تخمین سن پادگانه ها توسط احمدی و همکاران مطابقت دارد. با توجه به تفاوت در سن، شیب و خصوصیات پروفیل و کاربری در پادگانه وورم پیشنهاد می شود که پادگانه وورم به دو پادگانه تقسیم شود و وورم کشاورزی و و وورم مرتع نامگذاری شوند. در نهایت با توجه به فرم آهک موجود در پروفیل های خاک، خصوصیات اقلیم گذشته نیز تا حدودی تخمین زده شد.