درخت حوزه‌های تخصصی

بسیاری از حوضه های رودخانه ای که هزاران سال محور مدنیتی استوار بوده اند پایداری خود را از دست داده و به مجموعه های اکوسیستمی بسیار ناپایدار و شکننده تبدیل شده اند. چنین فرایندی اساس توسعه پایدار جوامع ساکن در این حوضه ها را به خطر انداخته است. در این مقاله تلاش بر آن است که با استفاده از نتایج مطالعات معتبر ملی و بین‌المللی و به موازات آن، نتایج مشاهدات و تحقیقات میدانی و مطالعات علمی دراز مدت، نگارنده، به تحلیل علل و چگونگی ناپایداری محیطهای رودخانه ای پرداخته و راهبردهایی ارایه نماید که کاربر آنها بتواند توسعه و مدیریت حوضه ها را به سوی پایداری سوق دهد. در این راستا معرفی و تحلیل «مدل فرایند مطالعات» دربرنامه ریزی توسعه و پایدار رودخانه ها یکی از راهبردهای اساسی بوده است که به موازات راهبردهای دیگر ارایه شده است.

یکی از روشهای بررسی تغییرات اقلیمی و مکانیسم ردیابی آن بویژه در دوران چهارم، بازشناسی فرمهای ارضی است (موضوع مهم زمین ریخت شناسی) حاکمیت و استمرار هر اقلیمی بر منطقه، سبب عملکرد یک سیستم شکل زایی در آن منطقه می شود؛ لذا آنچه بعنوان پدیده های ژئومرفولوژی در سطح خارجی پوسته برجای می ماند، بعنوان میراث اقلیمی گذشته، کلیدی در حل معمای تحولات و تغییرات آن محیط می تواند محسوب شود. اگر نظریة «دریاچه های دوران چهارم بستر بروز مدنیّت در ایران» (رامشت،77 13) را بپذیریم، درخواهیم یافت که از نظر تاریخی این گونه مطالعات می تواند کمک فراوانی در شناخت بهتر استقرار شهرنشینی و سکونتگاههای بشری بنماید. این مقاله فشرده ای از یک کار تحقیقی ژئومرفولوژی در بخش علیای حوضة آبریز زاینده رود است که به روش استقرایی و با تکیه بر بازشناسی پدیده های ژئومرفیک حاشیة ساحل دریاچة زاینده رود و در قالب برهان خلف صورت گرفته و نتایج آنرا می توان به این شکل بیان داشت: دریاچة فعلی سد زاینده رود، بقایای یک دریاچة طبیعی بوده است و بر خلاف نظر «اوبرلندر» محقق آمریکایی که بخش علیای حوضة زاینده رود را قسمتی از حوضة آبریز کارون معرفی کرده، خود یک حوضة بسته داخلی بوده است. رودخانة زاینده رود بعد از پارگی دریاچه بصورت یک رودخانة دایمی در آمده و هسته های اولیة سکونتگاهی در بخش وسطای آن بوجود آمده است.

تغییر آب و هوا، یکی از چالش های برجسته سده جاری است. در این میان تغییرات دما به عنوان پایه ای ترین عنصر آب و هوایی هر ناحیه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه، فرضیه جابه جایی هسته های زمانی و مکانی موج های هوای سرد در قالب پایین ترین دماهای ماهانه برای ناحیه کوهستانی غرب و شمال غرب ایران بررسی شد. در جهت دستیابی به این هدف، داده های پایین ترین دماهای ثبت شده ماه های نوامبر تا می برای یک دوره 30 ساله (2005-1976) برای 11 ایستگاه منتخب از سازمان هواشناسی کشور دریافت گردید. سپس با انتخاب موج های شاخص سرماهای سالانه که بر پایه معیارهایی همچون حداقل چهار ایستگاه در قالب یک گروه دارای پایین ترین دماهای حداقل و همچنین دو روز فاصله میان موج انتخاب شده با گروه ایستگاه های قبل، جابه جایی های زمانی و مکانی موج های سرما و روند تغییرات آنها بررسی شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که: یک جابه جایی در هسته های مکانی موج های شاخص سرما در طول دوره مورد مطالعه (2005-1976) از عرض های جغرافیایی حدود 35 درجه به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر از 36 درجه انجام شده است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل روند هسته های زمانی موج های شاخص نیز نشان دهنده از یک جابه جایی در هسته های زمانی وقوع سرماهای شدید در غرب و شمال غرب ایران است؛ بدین صورت که هسته های زمانی شاخص سالانه ازاوایل ماه فوریه و اواخر ماه ژانویه به سوی اوایل ماه ژانویه و حتی اواخر ماه دسامبر جابه جایی نشان می دهند، اما شایان ذکر است که این جابه جایی ها در سطح احتمالاتی 5 درصد تأیید نشده است. نکته دیگری که از این پژوهش منتج گردیده، این است که با توجه به جابه جایی هسته های مکانی و زمانی موج های سرماهای شاخص در غرب و شمال غرب ایران، دمای موج های شاخص روندی کاهشی داشته اند؛ یعنی به سمت سردتر شدن سوق پیدا کرده اند.

در ژئومرفولوژی مباحث بنیادین متعددی مطرح است؛ از جمله این مباحث می توان به مقیاس اشاره کرد. بین چشم اندازها و اجزای فرم های تشکیل دهنده آن روابط خاصی وجود دارد که بر نوعی پیوستگی مقیاسی حکایت می کند. این قواعد و روابط مقیاسی نه تنها در سطح چشم اندازها، بلکه در سطح لندفرم ها نیز حاکم است و، به دلیل پیچیدگی های این مفهوم در مطالعات ژئومرفیک، کمتر به آن توجه شده است؛ حال آنکه صحت و دقت بسیاری از مفاهیم ژئومرفیک در گرو دانستن چنین مفاهیمی است. در این مقاله سعی شده است با تحلیل متن نوشته های هفت تن از محققان ژئومرفولوژی یعنی دورن کامپ [1] ، هَک [2] ، روسگون [3] ، اوانز و مکلین [4] ،تورکات [5] ، مندلبرت [6] ، و گلی مختاری در این زمینه مفاهیم مختلف مقیاس چون مقیاس ویژه [7] ، یونی ورسالیتی [8] ، ثبات مقیاس [9] ، ژئوآلومتری [10] ، فراکتال [11] یا بدون مقیاس، مقیاس در حوزه سلسله مراتبی تبیین شود. روش فوق متکی به تعاریف این محققان از مقیاس نبوده است، بلکه کالبدشکافی کارهای تجربی آن ها به طرح مفاهیم جدیدی در حوزه مقیاس منجر شده که از بطن نوشته ها و متدهای به کارگرفته آن ها مستخرج شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که

افزایش صحت و اعتماد و در نتیجه کاهش عدم قطعیت نقشه های پیش بینی مکانی مخاطرات زمینی از جمله زمین لغزش ها یکی از چالش های پیش رو در این گونه مطالعات می باشد. هدف این پژوهش ارائه یک مدل ترکیبی جدید داده کاوی الگوریتم- مبنا به نام Random Subspace-Random Forest (RS-RF)،برای افزایش میزان صحت پیش بینی مناطق حساس به وقوع زمین لغزش های سطحی اطراف شهر بیجار می باشد. در ابتدا، نوزده عامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش های سطحی منطقه ی مورد مطالعه شامل درجه شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، انحنای معمولی شیب(Curvature)، تقعر و تحدب شیب(Profile curvature)، همگرایی و واگرایی شیب (Plan curcvature)، شدت تابش خورشید (Solar radiation)، شاخص قدرت جریان، شاخص نمناکی توپوگرافی، شاخص طول و زاویه شیب، کاربری ارضی، شاخص پوشش گیاهی، لیتولوژی، فاصله از گسل، تراکم گسل، بارندگی، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه و فاصله از شبکه جاده شناسایی شدند. سپس، بر اساس شاخص Information Gain Ratioدوازده عامل مؤثر از بین آن ها انتخاب و جهت مدل سازی به کار گرفته شدند. اهمیّت نسبی هر کدام از عوامل در مدل Random Forest و مدل ترکیبیRS-RFبررسی شدند.معیارهای Kappa، Precision، Recall، F-Measure، AUROCبرای ارزیابی مدل ها هم برای داده های تعلیمی و هم برای داده های صحت سنجی استفاده شدند. نقشه های پیش بینی مکانی وقوع زمین لغزش های سطحی با این دو مدل نیز به دست آمدند. نتایج نشان داد که در مدل RF جهت شیب و در مدل ترکیبی RS-RFدرجه شیب مهم ترین فاکتورهای مؤثر بر وقوع زمین لغزش های منطقه ی مورد مطالعه شناخته شدند. نتایج ارزیابی مدل توسط معیارهای معرفی شده بیانگر تأیید این مدل ها برای داده های تعلیمی و داده های صحت سنجی بودند. نتایج ارزیابی صحت نقشه پهنه بندی به دست آمده نشان داد که درصد مساحت زیر منحنیROC(AUROC) برای داده های تعلیمی در مدل RF و مدل ترکیبی RS-RFارائه شده به ترتیب 729/0 و 784/0 وبرای داده های صحت سنجی به ترتیب 717/0 و 771/0 به دست آمدند. بطور کلی، نتایج نشان داد که تکنیک Random Subspaceمنجر به افزایش صحت پیش بینی مکانی حساسیت زمین لغزش های سطحی منطقه ی مورد مطالعه شده است. دستیابی به یک نقشه ی پیش بینی مکانی زمین لغزش های سطحی با صحت بالاتر، کمک شایانی در توسعه ی معقول تر تأسیسات، اراضی شهری و روستایی، طرح های آمایش سرزمین، طرح های آبخیزداری و همچنین جلوگیری از هدر رفت خاک و فرسایش توده ای و انتقال رسوبات به پایین دست خواهد شد.

در این پژوهش برای تحلیل زمانی- مکانی روند روزهای فرین سرد ایران، از داده های میانگین دمای روزانه 663 پیمونگاه اقلیمی و همدید ایران در بازه زمانی 1/1/1340 تا 29/12/1382 استفاده شده است. به کمک روش کریگینگ داده ها برای یاخته های 15 15-کیلومتر برای پهنه ایران میان یابی شدند و یک آرایه 7187 15705 به دست آمد. برای شناسایی روزهای همراه با دمای فرین از نمایه تفاضل دمای بهنجار شده (NTD) استفاده شد. روزهایی که میزان نمایه دست کم 2- بود(2- ) به عنوان روزهای همراه با رخداد سرمای فرین برگزیده شدند و روند آن برای پهنه ایران در برج های مختلف سال محاسبه شد. نتایج نشان داد که گستره روند منفی رخداد تعداد روزهای فرین سرد طی دوره مورد مطالعه بیشتر از گستره روند مثبت است. روند مثبت تعداد روزهای فرین سرد بر روی ناهمواری های مرتفع شهرکرد، سنندج، زنجان تا اردبیل و به صورت نوار باریکی بر روی رشته کوه های البرز قرار گرفته اند، در حالی که روند منفی رخداد تعداد روزهای فرین سرد، نیمه مرکزی و جنوبی کشور را در بر دارد. بیشترین وکمترین رخداد سرماهای فرین ایران به ترتیب مربوط به برج های دی و تیر است. .

یکی از مخاطرات مهم طبیعی که راه های ارتباطی را در مناطق کوهستانی تهدید می کند، ناپایداری های دامنه ای و زمین لغزش هاست. این پدیده در زمان احداث جاده ها به واسطه برهم زدن تعادل دامنه ها فراوانی بیشتری را نشان می دهد. آزادراه خرم آباد – پل زال جزئی از مسیر ترانزیتی شمال – جنوب کشور است که سیستم حمل و نقل این مسیر از نظر حرکات توده ای دچار تهدید شده است. در این تحقیق ابتدا عوامل هشت گانه شیب، جهت، بارندگی، فاصله از جاده، فاصله از گسل، فاصله از شبکه زهکشی، کاربری اراضی و سنگ شناسی به عنوان عوامل مؤثر در بروز زمین لغزش های منطقه تشخیص داده شدند. پس از تهیه لایه های اطلاعاتی با استفاده از پارامترهای فوق و تطبیق هر کدام از این لایه ها با لایه پراکنش زمین لغزش ها، نقشه پتانسیل خطر با روش سلسله مراتبی (AHP) و طبقه بندی با روش فازی به کمک قابلیت مدل سازی و تحلیل فضائی بالای سامانه اطلاعات جغرافیائی (GIS) تهیه شد. به منظور میزان کارائی مدل، با استفاده از تکنیک Cross tabulate area، میزان تطابق پهنه های خطر با لغزش های رخ داده محاسبه شد. نتایج به دست آمده از مدل و تطبیق آن با لغزش های روی داده در مسیر راه، ضمن کارائی مناسب مدل در شناسائی پهنه هائی با خطر زیاد (42٪) و خیلی زیاد (15٪)، بیانگر آن است که در کنار عامل شیب و سنگ شناسی به عنوان عوامل اصلی رخداد لغزش، احداث جاده وقوع لغزش ها را تشدید نموده است.

خصوصیات مورفولوژیکی رودخانه به واسطه ویژگی پویای آن همواره دچار تغییر بوده و این تغییرات می­تواند به دلیل فرسایش کناری و جابه­جایی مرزهای رودخانه هر ساله سطح زیادی از اراضی­کشاورزی، نواحی­مسکونی و تأسیسات ­ ساحلی را در معرض نابودی و تخریب قرار دهد. از این رو انجام هر گونه تحلیل هیدرولیکی بر روی رودخانه نیازمند دسترسی به مشخصات دقیق مورفولوژیکی به خصوص شکل آن است. بنابراین، در این پژوهش بخشی از رودخانه آجی­چای در محدوده خواجه تا ونیار در شمال شرق تبریز به طول حدود 22 کیلومتر با هدف شناسایی مناطق بحرانی نسبت به فرسایش کناری بررسی شده است. بدین منظور مسیر رودخانه و لایه­های مورد نیاز از قبیل فرسایش، کاربری، لیتولوژی، شیب، بستر­ طغیانی و جاده از روی نقشه­های زمین شناسی، توپوگرافی، عکس ­ های هوایی سال ­ های 1335و 1374 و تصویر ماهواره IRS سنجنده pan در محیط نرم افزار GIS Arc در دو بازه و دو دوره (1335-1374 و 1374-1387) رقومی، ارزش گذاری و وزن دهی گردید و مناطق کناری در خطر فرسایش در سه بخش آسیب پذیر، بحرانی و بسیار ­بحرانی تعیین شد.

در این پژوهش داده های سالانه مبتلایان به بیماری مالاریا و داده های روزانه و سالانه رطوبت و بارش طی دوره آماری (2010-1991) مورد استفاده قرار گرفته و داده های ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 850 هکتوپاسکال و داده های تراز دریا محدوده 0 تا 80 شمالی و 0 تا 120 شرقی بعنوان داده های جو بالا بررسی شده است. به کمک تحلیل خوشه ای مکانی چهار الگوی اصلی فشار تراز دریا و چهار الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل شناسایی گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد که بین میزان رطوبت سالیانه و آمار سالانه مبتلایان به بیماری با توجه به مقدار همبستگی (p-value) حاصل در ایستگاه چابهار (026/0) رابطه معناداری وجود دارد. بررسی ها نشان داد تقریبا در تمام االگوها یک کم فشار بر روی هند و پاکستان مستقر است که ترافی از آن به جنوب شرق ایران کشیده می شود. بررسی کانون های نفوذ رطوبت به منطقه نشان داد که رطوبت دریای عرب و دریای عمان بعد از گذر از هندوستان با رطوبت موجود بر روی خلیج بنگال ترکیب شده و در یک چرخش بزرگ از حاشیه جنوبی رشته کوه های هیمالیا به سمت غرب و منطقه مورد مطالعه کشیده می شود.

مخروطه افکنه های جنوبی زون بینالود به دلیل ذخایر آبی مناسب و خاکهای آبرفتی موقعیت مناسبی برای سکونت گزینی آبادیها، نقاط شهری و توسعه آنها دارند. به ویژه احداث قنوات که از مجاور راس مخروط افکنه شروع شده و تا دشت ادامه می یابند در بهره برداری از ذخایر آبی مخروط های جنوبی بینالود نقش مؤثری داشته اند. همچنین به دلیل خاکهای مساعد در بخش قاعده مخروط افکنه ها، کشاورزی توسعه زیادی یافته و روستائیان اقدام به شخم اراضی و عملیات زراعی حتی تا مسیر آبراهه اصلی مخروط کرده اند. در نتیجه این اقدامات و به ویژه تشدید آن در دهه اخیر ناپایداری سطوح مخروط افکنه ای گسترش یافته و بلایای طبیعی از جمله فرسایش آبی- خاکی، گل سیلابها و دیگر فعالیتهای دینامیکی را افزایش داده است. در این نوشتار یکی از مخروطهای آبرفتی مهم دامنه های بینالود ( به نام مخروط افکنه گرینه نیشابور) به عنوان نمونه ای از ناپایداری سطوح مخروط افکنه ای مورد بررسی قرار می گیرد و اهداف اصلی آن عبارت اند از: الف) طبقه بندی سطوح مخروط افکنه ای از نظر پدیده ها. فرآیندهای ژئومورفی. ب) ارتباط متقابل کاربری زمین یا نقش فعالیتهای انسانی (به ویژه جوامع روستایی) با تشدید ناپایداری سطوح مخروط افکنه ای.

برآورد دقیق تبخیر ـ تعرق پتانسیل برای بسیاری از مطالعات مربوط به کشاورزی و بیلان آب ضروری است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی مدل­های مختلف برآورد تبخیر ـ تعرق پتانسیل سالانه در حوضه جنوبی رود ارس انجام شده است. برای این منظور داده­های ماهانه 6 ایستگاه سینوپتیک شامل میانگین دما، حداقل دما، حداکثر دما، سرعت باد، ساعات آفتابی، متوسط و حداقل رطوبت نسبی در طی دوره آماری 20 سـاله (2005-1986) استفاده شده است. پس از بازسازی داده­های مفقوده و بررسی ایستگاه­ها از نظر مرجع (خوب آبیاری شده) یا غیرمرجع بودن، مـقادیرتبخیر ـ تعرق پتانسیل با استفاده از 9 فرمول معتبر (فائو- پنمن- مانتیس، بلانی- کریدل، هارگریوزـ سامانی، ماکینگ، تورک، روش استاندارد شده [1]ASCE، کیمبرلی ـ پنمن، پنمن و پریستلی ـ تیلور) در نرم­افزار REF-ET محاسبه شد. جهت تعیین بهترین روش برای منطقه مورد مطالعه، مقادیر تبخیرـ تعرق پتانسیل به دست آمده از روش­های محاسباتی فوق، بر استفاده از همبستگی و مجذور میانگین اختلاف مربعات با داده­های تشتک تبخیر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد بین روش بلانی ـ کریدل و داده­های تشتک تبخیر ضریب همبستگی بالایی وجود دارد و این روش به عنوان بهترین روش برای منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. سپس بر اساس روش مذکور و استفاده از روش درون­یابی، نقشه هم تبخیر ـ تعرق پتانسیل برای حوضه جنوبی رود ارس ترسیم گردید.

در حوضه های فاقد آمار تعیین زیرحوضه ها با ویژگیهای ژئومورفولوژیک مشابه و دسته بندی آنها برای اجرای هماهنگ عملیات کنترل سیلاب و نیز اولویت دادن به زیرحوضه ها با توان سیلخیزی بیشتر، به عنوان روشی برای مدیریت سیلاب در حوضه های فاقد آمار پیشنهاد می شود. در این پژوهش که به منظور شناخت زیرحوضه های دشت کرون از نظر ویژگیهای ژئومورفولوژیک موثر بر سیلاب و گروه بندی آنها در دسته های همگن صورت گرفت، سیزده متغیر کمی ژئومورفولوژی در تمام زیرحوضه ها محاسبه شدند. این متغیرها به گروه شاخصهای تراکم آبراهه ها، ژئومتری حوضه، متغیرهای ارتفاعی و اقلیمی حوضه تعلق دارند. برای تفکیک زیر حوضه هایی که از نظر این شاخصها در گروههای همگن قرار می گیرند از تحلیل خوشه ای به روش طبقاتی و روش فازی استفاده گردید. در روش طبقاتی بهترین تفکیک از روش وارد حاصل شد و زیرحوضه ها در سه دسته مشابه گروهبندی شدند. در روش فازی دو گروه و با درصد تعلق تقریبا مشابه مجزا شدند. به این ترتیب برای دستیابی به نتایج بهتر در این روش متغیرها در چهار دسته شامل متغیرهای آبراهه ای، ژئومتری، ارتفاعی و اقلیمی به طور مجزا دسته بندی شدند و روش فازی در هر دسته به طور جداگانه اعمال شد که تفکیک بهتری برای خوشه بندی با درصد تعلق قابل قبول تری صورت گرفت. برای تفکیک زیرحوضه ها به دسته های مشابه از نظر شدت سیلخیزی، از دبی اوج سیلاب، در دوره بازگشت مختلف استفده شد، در هر دو روش خوشه بندی به روش فازی و روش طبقاتی سه دسته زیرحوضه از هم تفکیک شدند که نشان می داد نتایج دو روش فازی و طبقاتی با اندکی جابه جایی در گروهها مشابه بوده است. در پایان از روش تحلیل توصیفی برای بررسی ویژگیهای توصیفی زیرحوضه ها استفاده شد و از این نظر نیز دسته بندی نظری زیرحوضه ها در سه گروه مشابه با توجه به توان سیل خیزی صورت گرفت که با خوشه های حاصل از روش تحلیل کمی مشابهت نشان می داد.

در تحقیق حاضر به بررسی بارش های نیسان استان آذربایجانشرقی در طول دوره آماری 1359 تا 1391 پرداخته شد. ابتدا تغییرات روند بارندگی های نیسان استان با استفاده از آزمون های ناپارامتری من-کندال و تخمین گر شیب Sen که جزو متداول ترین روش های ناپارامتری به شمار می روند، تجزیه و تحلیل شد. سپس برای پیش بینی تغییرات بارش های نیسان طی سال های آتی از مدل سری های زمانی ARMA استفاده گردید. نتایج مطالعات نشان داد که بر اساس آزمون های ناپارامتریک، سری زمانی بارش های نیسانی در دوره مورد مطالعه به جز ایستگاه آذرشهر در بقیه ایستگاه ها فاقد روند می باشد. پس از بررسی الگوهای مختلف مدل ARMA، مدل محاسباتی مناسب در هر ایستگاه بر اساس معیار آگاهی آکائیک انتخاب و بارش های نیسان استان آذربایجان شرقی برای 10 سال آینده پیش بینی گردید. در این مطالعه صحت و دقت مدل ها توسط آزمون نرمال بودن مانده های مدل و مجذور اختلاف مربعات ریشه تأیید گردید