درخت حوزه‌های تخصصی

هدف تحقیق حاضر بررسی و مقایسه دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل تاپسیس در پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه پایین دست سد سنندج است. این کار با استفاده از نرم افزار ARCGIS، زبان برنامه نویسی پایتون و مدلهای شبکه عصبی مصنوعی و تاپسیس صورت گرفت. بدین منظور از 9 لایه ورودی در پهنه بندی خطر زمین لغزش استفاده شد. نقاط لغزشی و غیر لغزشی منطقه با استفاده از تصاویر ماهواره ای، مشخص گردید. از وزن یابی درونی در تعیین وزن لایه ها استفاده شد. در مدل شبکه عصبی داده ها با استفاده از یک شبکه پرسپترون چندلایه با الگوریتم یادگیری آدام آموزش دیدند. ساختار شبکه دارای 9 نرون در لایه ورودی، 30 نرون در لایه میانی و 1 نرون در لایه خروجی است. در مدل تاپسیس پس از بی مقیاس سازی ماتریس تصمیم از روش آنتروپی شانون برای وزن دهی به معیارها و به منظور تعیین فاصله نسبی از ایده آل مثبت و منفی از فاصله اقلیدسی استفاده شد. پس از آماده سازی مدلها، منطقه مورد مطالعه با 970 کیلومتر مربع با 9 متغیر ورودی که تبدیل به داده های رستری به پیکسل های 30*30 شدند تحلیل شد. نتایج تحلیل به صورت نقشه ای با پنج طبقه خطر زمین لغزش برای هر مدل ترسیم گردید. بعد از اعمال 5 روش محاسبه میزان خطا جهت صحت سنجی مدلها مشخص گردید مدل شبکه عصبی پرسپترون دارای خطای کمتر و انطباق بیشتری است و با جغرافیای منطقه سازگاری بهتری دارد.

بررسی شکل زمین و فرآیندهای ایجاد کننده آنها، همواره مورد توجه ژئومورفولوژیست ها در سراسر دنیا بوده است. در مطالعات ژئومورفولوژی مدرن، با استفاده از مدل سازی کامپیوتری و نرم افزارهای مرتبط با نقشه، می توان شکل زمین در هر منطقه ای را استخراج کرده و طبقه بندی نمود. هدف این مطالعه طبقه بندی اشکال زمینی با استفاده از شاخص موقعیت زمین شناختی (TPI) در محیط GIS و تعیین ارتباط آن با کاربری اراضی و میزان سیلاب در استان بوشهر می باشد. برای این منظور در مقیاس های مختلف فضایی (میانگین، 10 متر، 20 متر، 30 متر، 40 متر، 50 متر، 60 متر) نقشه های شاخص موقعیت زمین شناختی و در نهایت نقشه های اشکال زمینی زمین تهیه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که با تغییر بین مقیاس کوچک 10 متر و مقیاس بزرگ 60 متر، درصد مساحت دره های u شکل کاهش یافت از 5.64٪ به 2.61٪، و در دره ها و بریدگی های واقع بر ارتفاعات و دامنه ها درصد مساحت از 67.55٪ به 66.05٪ کاهش یافت. اما برای خط الراس های مرتفع، درصد افزایش از 0.81٪ به 2.84٪ بود و برای خط الراس های مرتفع، قله کوه درصد افزایش از 0.11٪ به 0.39٪ بود. بطوریکه با افزایش میزان همسایگی (60 متر)، شکل اصلی زمین از بین می رود و دره های باریک و زهکش ها محو می شوند. اما با کاهش میزان همسایگی (10 متر)، همه اشکال، به ویژه تپه ها، دره ها و زهکش ها، حفظ می شوند. همچنین نتایج ارتباط بین نوع لندفرم و کاربری اراضی نشان داد که در بخش های مختلف شکل زمین انواع متنوعی از کاربری اراضی دیگر مانند مراتع حفاظت شده، اگروفارستی، گردشگری و پارک های طبیعی را می توان ایجاد کرد. در نهایت، مشخص شد که می توان با استفاده از نقشه های اشکال زمینی سطوح خطر برای سیلاب ها را تعیین نمود.

تعیین آستانه ی عوامل مؤثر بر رشد طولی آبکندها می تواند به مدیران و تصمیم گیران کمک کند تا بتوانند با شناخت دقیق، راه کار مناسبی را پیش بینی و از تخریب اراضی به نحو مطلوب جلوگیری به عمل آورند. هدف از انجام پژوهش حاضر در حوضه ی آبخیز سنگانه ی کلات تعیین آستانه ی عوامل مؤثر بر رشد طولی آبکندها با استفاده از تکنیک های داده کاوی می باشد. در این پژوهش ابتدا بر اساس مطالعات میدانی مشخصات مورفومتری 23 آبکند همراه با نمونه برداری از خاک شامل تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مؤثر خاک اندازه گیری گردید. سپس با بهره گیری از روش های ناپارامتریک الگوریتم خوشه بندیK-Means و درخت تصمیم  CARTبه تعیین آستانه ی عوامل مؤثر بر گسترش طولی آبکندها پرداخته شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که مهم ترین عوامل مؤثر بر گسترش طولی آبکندها در این منطقه عرض آبکند، نسبت جذب سدیم، شیب پیشانی آبکند و درصد سیلت می باشد. همچنین مهم ترین عامل شکل گیری فرسایش آبکندی در منطقه ی مورد مطالعه و گسترش آن تحت تأثیر عوامل اقلیمی از یک طرف که باعث ایجاد رواناب و تغییر در میزان نفوذپذیری، و از طرف دیگر تحت تأثیر ویژگی ها و خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک های منطقه می باشد. بنابراین ارائه و اعمال راه کارهایی جهت اصلاح خاک و حوضه ی آبخیز بالادست آبکندهای این منطقه می تواند در کاهش گسترش آبکندها تأثیرگذار باشد.

این تحقیق، با هدف پایش خشکسالی های هیدرولوژیکی در رودخانه دریان چای در یک دوره ی 31 ساله اجرا ش ده است. مشخصات خ شکسالی های هیدرولوژی کی شامل: زمان وق وع، مدت، ش دت و ح داقل دبی م شاهده ش ده در ط ول رخ داد خ شکی، از روش س طح آس تانه با ن رم اف زار NIZOWKA2003 محاسبه شده است. در اینجا، مقادیر سطح آستانه از منحنی مدت جریان انتخاب شده و دوره های ریز و وابسته دو سویه خشکی نیز با اعمال روش IC از سری رخدادهای خشکی مشاهداتی حذف شدند. تحلیل فراوانی براساس سری های جزئی و با برازش توابع توزیعی مختلف برای بررسی احتمال وقوع رخدادهای خشکی، شدت و مدت آن صورت گرفته است. نتایج نشان داد در مجموع ۳۸ دوره ی خشکی هیدرولوژیکی در این رودخانه رخ داده که بیش از 60 درصد آن دارای تداومی بیشتر از 200 روز هستند. از نظر توزیع زمانی وقوع دوره های خشکی حدود 71 درصد (تعداد 27رخداد) در فصل بهار شروع شده است. در عوض، حدود 39 درصد (14رخداد خشکی) از مجموع خشکسالی های مشاهداتی در اسفندماه خاتمه یافته اند. بزرگ ترین رخداد خشکی، دارای تداومی577 روزه بوده و دومین دوره ی بزرگ خشکی با تداوم 365 روز با تاخیر دو ماهه رخ داده است. کسری جریان سطحی ناشی از وقوع دوره های خشکی در این رودخانه، معادل 117 میلیون مترمکعب محاسبه شده است. این موضوع و تعمیم آن به دیگر رودخانه های حوضه ی آبریز دریاچه ی ارومیه و تأثیر آن در کاهش سطح آب این دریاچه و خشک شدن آن بسیار حائز اهمیت است.

بررسی و پایش میدان جابه جایی ناشی از تغییر شکل های سطح زمین از مطالعات مهم و کاربردی در مباحث مختلف ازجمله زمین شناسی، ژئومورفولوژی، ژئوفیزیکی است که در پیشگیری و رفتارشناسی سوانح طبیعی از قبیل زلزله، فرونشست و زمین-لغزش نقش به سزایی دارد. در این میان فرونشست زمین یکی از پدیده های مخرب ژئومورفولوژیکی است که می تواند خسارت-های جبران ناپذیر مالی و جانی به دنبال داشته باشد و به بسیاری از زیرساخت ها و سازه ها آسیب برساند. به همین سبب با توجه به پیامدهای مخرب این پدیده، مطالعه و بررسی و حتی ارائه مدلی برای تخمین و پیش بینی نرخ فرونشست های آینده برای مناطق مستعد فرونشست ضروری به نظر می رسد. بدین منظور روش های مختلفی برای پایش فرونشست وجود دارد که از میان آن ها تکنیک تداخل سنجی، یکی از تکنیک های مهم و قابل توجه تبدیل شده است. در این پژوهش کوشش بر این است که سری زمانی فرونشست زمین را در دشت کرمانشاه در بازه زمانی 2016(ژوئن)تا2021(ژانویه) با استفاده از36 تصویر ماهواره ای Sentinel-1 و 88 اینترفروگرام حاصل از آن ،با به کارگیری تکنیک تداخل سنجی راداری تحت رویکرد طول خط مبنای کوتاه(SBAS) برآورد شود. نتایج حاصل از تحلیل سری زمانی خط مبنای کوتاه نشان دهنده ی بیشینه10سانتی متر در بخش غربی دشت کرمانشاه می باشد. بررسی ارتباط بین افت سطح آب های زمینی و میزان بیشینه فرونشست در سطح دشت خطی نبودن این رابطه را نشان می دهد. که با بررسی جنس زمین در محدوده مطالعاتی به تاثیر همزمان ضخامت رسوبات ریزدانه و افت سطح آب زیر زمینی در منطقه بیشینه پی برده شد.

تغییرات پوشش و کاربری زمین در اثر فعالیت های انسانی تاثیرات نامطلوبی بر محیط زیست بر جای گذاشته است. مناطق شرقی استان اردبیل نمونه بارز این پدیده به شمار می آید. هدف از این تحقیق تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی و زمانی در پوشش و کاربری زمین و اثرات آن بر دمای سطح زمین در دریاچه نئور می باشد. برای برآورد کاربری و پوشش زمین از مدل های جنگل تصادفی (RTC)، مدل حداکثر احتمال (MLC) و ماشین بردار پشتیبانی(SVM) استفاده شده و کارایی هر کدام توسط ضریب کاپا برآورد گردیده و مشاهده شد که مدل SVM از بیشترین میزان ضریب کاپا ( 87/0) برخوردار است.  برای استخراج شاخص LST نیز از باندهای 6 لندست 5 و 10 لندست 8 بهره گرفته شده و مشاهده شد که بخش غربی دریاچه با افزایش دمای سطح زمین مواجه گردیده است. در طول دوره زمانی 2002، 2013 و 2022 تغییرات قابل توجهی در پهنه آبی دریاچه نئور و پوشش های گیاهی مجاور آن مشاهده شد. زمین های بایر بیشترین وسعت را در تمام دوره های مورد مطالعه داشته است. پوشش گیاهی بر اساس مدل SVM حدود 04/1 کیلومتر مربع افزایش یافته است. مساحت سطح دریاچه بر اساس مدل MLC در سال 2002 معادل 19/3 کیلومتر مربع برآورد گردید. مساحت پهنه آبی در مدل MLC در بازه زمانی 2002 تا 2022 حدود 56/1 کیلومتر مربع کاهش یافته و این میزان کاهش برای مدل های RTC و SVM به ترتیب معادل 67/0 و 69/0 کیلومتر مربع می باشد.  

ژئودایورسیتی نقشی کلیدی در آمایش سرزمین و رویکردهای حفاظتی داشته و مفهوم آن توسط مجامع علمی در سطح جهانی پذیرفته شده است. تاکنون از روش های کیفی و کمی گوناگونی برای ارزیابی ژئودایورسیتی و دستیابی به شاخصی برای طبقه بندی نواحی استفاده شده است. در این پژوهش با بهره گیری از روش کمی تابع تراکم کرنل و استفاده از متغیرهای زمین شناسی، ژئومورفولوژی، خاک، گسل و هیدروگرافی، شاخص ژئودایورسیتی در حوضه قزل اوزن استان کردستان ارزیابی و محاسبه شده است. پس از آماده سازی لایه های اطلاعاتی مربوط به حوضه، طی مراحلی این لایه ها وارد ابزار تحلیل تراکم کرنل در نرم افزار ArcGIS نسخه 10.4.1 شدند. با تعریف پارامترهای مهم این ابزار، شامل اندازه سلول ، شعاع جستجو و واحد سطح به کیلومترمربع، نقشه شاخص ژئودایورسیتی حوضه تهیه شد. براساس ارزش های عددی، نقشه حاصل به روش شکست طبیعی که باعث برجسته شدن تفاوت بین طبقات می شود، به 5 طبقه تقسیم شد. دامنه اعداد هر طبقه بیانگر تعداد نقطه یا به عبارتی تعداد عارضه در کیلومتر مربع است. در نهایت، براساس شاخص عددی ژئودایورسیتی در هر طبقه، یک دامنه کیفی شامل تراکم خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد تهیه گردید. دامنه تنوع عوارض در سلول های نقشه خروجی بین صفر تا 166 متغیر است. بیشترین کانون های تراکم در غرب، محدوده های کوچکی در شمال، شرق و جنوب حوضه دیده می شود. مناطقی که دارای بیشترین ارزش از نظر شاخص ژئودایورسیتی هستند از مناطق مهم ژئوتوریستی استان کردستان محسوب می شوند. نهایتاً برای تعیین میزان تأثیر گذاری هر لایه در شاخص ژئودایورسیتی، با حذف هر یک از لایه ها، در پنج حالت دیگر نقشه شاخص ژئودایورسیتی حوضه تهیه شد. نتایج نشان داد که متغیر ژئومورفولوژی دارای بیشترین تأثیر در تعیین شاخص ژئودایورسیتی حوضه است و پس از آن به ترتیب متغیرهای هیدروگرافی، زمین شناسی، گسل و خاک شناسی در مراتب بعدی قرار دارند.

شناسایی فروچاله ها از دید زمینریخت شناسی و آبشناسی دارای اهمیت بسزایی است. فضاهای زیرزمینی و مناطق امید به وجود منابع آب کارستی کم ژرفا، گستره هایی هستند که در آنها احتمال فروریزش مواد پوشاننده ی سازندهای انحلال پذیر و پیدایش فروچاله وجود دارد. جستجوها بر پایه نقشه مناطق امید به وجود منابع آب کارستی کم ژرفا، برای شکل گیری فروچاله ها انجام گرفت و با دخالت دادن نقش عوامل تاثیر گذار، مانند دما، بارش و تمرکز جریان سطحی آب و فشردگی خطواره های زمین شناسی، مناطق دارای توان پیدایش فروچاله ها بر فراز مناطق امید، شناسایی شدند. برای انجام این پژوهش از لایه های اطلاعاتی مناطق امید به وجود منابع آب کارستی کم ژرفا، نقشه گسل ها و خطواره های زمین شناسی، نقشه های پهنه های اقلیمی و همدمای تهیه شده توسط اداره کل هواشناسی استان، تصاویر لندست سنجنده ETM+ و نقشه تمرکز جریان سطحی آب بهره گیری شد. در این پژوهش، از روش تلفیق لایه های اطلاعاتی با بهره گیری از معیارهای تصمیم گیری، استفاده شد. برای این کار، لایه های پهنه های اقلیمی و پهنه های هم دما و لایه های فشردگی خطواره ها و تمرکز جریان، دو به دو و نتایج به دست آمده باهم قطع داده شدند. به هریک از حالتهای پیش آمده ناشی از قطع لایه های اطلاعاتی، در قالب جداول دو بعدی، متناسب با ماهیت و اثرگذاری هریک از اجزای آنها بر انحلال سنگهای کربناته، وزن متناسب اختصاص داده شد. انطباق نسبی مناطق دارای توان پیدایش فروچاله ها با برداشت های میدانی و نقشه فروچاله های محاسبه شده از طریق مدل رقومی ارتفاع، درستی یافته ها را ثابت نمود.

این مطالعه روش استفاده از مدل CA-Markov را برای پیش بینی استفاده از زمین توزیع شده در حوضه رودخانه گرگان رود در سال 2040 بر اساس تکامل تاریخی توصیف می کند. تغییرات کاربری اراضی آتی برای سال 2040 با استفاده از مدل یکپارچه CA-Markov با توجه به سناریوی تداوم فرآیند مدیریت فعلی شبیه سازی شده است. این روش به عنوان ابزاری، برای مدیریت خطرات سیل، و طراحی هیدروگراف دوره های بازگشت مورد استفاده قرار گرفت. منحنی های شدت-مدت(IDF) در سه دوره زمانی به صورت دوره تاریخی(1980-1999در)، دوره اخیر(2000-2020) و دوره آینده (2021-2040) تحت شرایط تغییر اقلیم، استخراج و تغییرات آنها مورد بررسی قرار گرفت. برای شرایط آینده از مدل CAMS-CSM1-0 از مجموعه مدل های CMIP6 برای دو سناریو خوشبینانه (SSP2-4-5) و بدبینانه (SSP-5-8.5) استفاده شده است. سپس مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS برای بررسی تأثیر تغییر کاربری زمین بر پاسخ های هیدرولوژیکی حوضه زهکشی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج پیش بینی مدل CA-Markov حاکی از کاهش 13/89% اراضی جنگلی از سال 2020 تا سال 2040 می باشد. حجم سیلاب 53/88%، نسبت به سال 2020 افرایش خواهد داشت. افزایش بیشتر شهرنشینی و تخریب اراضی جنگلی منجر به تغییر بیشتر اوج سیل و تغییر حجم می شود. با بررسی هیدروگراف دبی در دوره بازگشت های مختلف، برای سه سناریو بارشی مشخص شد بارش و تغییرات کاربری نقش موثری در افزایش دبی اوج و حجم سیلاب داشته استه با توجه به کاهش 24 درصدی بارندگی در سناریو سوم(2021-2040) نسیت به ستاریو اول، دبی اوج در این سناریو برای دوره بازگشت 100 ساله به میزان 96/.3%، نسبت به سناریو اول افزایش داشته است.

فروچاله های کارستی به عنوان یکی از مهم ترین لندفرم های کارستیک نقش بسیار مهمی در تغذیه ابخوان های کارستی دارند. عوامل متعددی در سرعت تشکیل و توسعه این اشکال انحلالی دخیل هستند. در این پژوهش به منظور شناسایی نقش عوامل مهم در توسعه فروچاله های کارستی، دو توده کارستی پرآو-بیستون (زاگرس مرتفع) و کبیرکوه (زاگرس چین خورده) مورد مقایسه قرار گرفته اند. به منظور تعیین وزن هر لایه مورد مطالعه در پتانسیل توسعه فروچاله های کارستی از روش AHP اصلاح شده استفاده شده است. نتایج بررسی پتانسیل توسعه فروچاله های کارستی نشان می دهد که 35/68 درصد از توده پرآو-بیستون و 33/53 درصد از توده کبیرکوه دارای پتانسیل متوسط به بالا از نظر توسعه یافتگی فروچاله-ها هستند. نتایج نشان می دهد که توده پرآو-بیستون و کبیرکوه از نظر عوامل بارش، ارتفاع، شیب، سنگ-شناسی و جهت شیب وضعیت تقریبا مشابهی دارند. بیشترین امتیاز برای لایه سنگ شناسی، طبقه حاوی آهک ضخیم لایه در هر دو توده می باشد. بررسی وضعیت لایه های دما، تراکم گسل و پوشش گیاهی بیانگر تفاوت بارز این لایه ها است به طوری که توده پرآو-بیستون از نظر دما وضعیت مناسب تری برای توسعه فروچاله کارستی دارد. ارتباط مکانی گسل ها و پهنه های توسعه فروچاله های کارستی در توده پرآو-بیستون، بسیاز زیاد ولی در توده کبیرکوه، بسیار ضعیف است. پوشش گیاهی در توده کبیرکوه نقش بیشتری در توسعه فروچاله های کارستی دارد. در مجموع می توان گفت که توده پرآو-بیستون به عنوان بخشی از زاگرس مرتفع، پتانسیل بالاتری در توسعه فروچاله های کارستی دارد که مربوط به تراکم بالای گسل و شکستگی آن نسبت به توده کبیرکوه است.