جغرافیا و مخاطرات محیطی

سیلاب ها از فراوان ترین و مخرب ترین بلایای طبیعی به شمار می روند. در این ارتباط پهنه-بندی دشت سیلابی و کاربرد آن در برنامه ریزی آمایش فضا، ازجمله اقدامات مهم غیرسازه ای در زمینه کاهش خسارات سیلاب محسوب می شود. این پژوهش سعی دارد به بررسی خطر وقوع سیل در دشت سیلابی رودخانه زرینه رود با استفاده از مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بپردازد. همچنین، از توان رودخانه به عنوان شاخصی جهت بررسی اثرات مورفولوژیکی بالقوه سیلاب ها استفاده شده است. داده های پایه برای مدل HEC-RAS شامل داده های فضایی و داده های جریان رودخانه می باشند. مهم ترین داده های فضایی پژوهش از طریق تهیه DEM (با قدرت تفکیک 1 متر) و TIN از روی نقشه-های توپوگرافی مقیاس 1:2000 حاصل شد. متغیرهای جریان، از طریق تحلیل داده های ایستگاه های هیدرومتری موجود بر روی مجرای اصلی و انشعابات آن به دست آمد. به منظور پیش پردازش داده های فضایی و پس پردازش نتایج حاصل از مدل HEC-RAS از الحاقی HEC-GeoRAS استفاده گردید. جهت بررسی اثرات ژئومورفیکی سیلاب ها، مجرای رودخانه با توجه به دانه بندی مواد بستر و الگوی رودخانه به دو بازه تقسیم بندی شد. در بازه اول (از ابتدا تا شهر محمودآباد)، به دلیل کم عرض بودن دشت سیلابی، پهنه های سیل گیر محدود می باشند. در این بازه، توان رودخانه در طی سیلاب ها زیاد است؛ اما مقاومت مواد بستر و کناره ها، مانع عمده ای در خصوص فرسایش کناره و کف کنی رودخانه محسوب می-شوند. در بازه دوم (از محمودآباد تا بالادست سد نوروزلو)، عرض پهنه های سیل گیر افزایش می یابد. توان رودخانه، نسبت به بازه اول پایین تر است؛ اما به دلیل نوع رسوبات بستر مجرا (ماسه تا گراول) و فرسایش پذیری زیاد مواد کناره ها، تغییرات مورفولوژیکی مجرا نیز زیاد می باشد و سیلاب ها، منجر به فرسایش های شدید، مهاجرت مئاندرها، ایجاد میان بُرها و همچنین نهشته گذاری به صورت پشته های نقطه ای در داخل و کناره های مجرا می شوند. نتایج، همچنین نشان می دهد که سیلاب های با دوره های بازگشت مختلف، خطر چندانی برای سکونت گاه های شهری و روستایی ایجاد نمی کنند؛ اما می توانند خسارات زیادی به اراضی کشاورزی وارد سازند. با توجه به ژئومورفولوژی منطقه و عرض پهنه های سیل گیر، سیلاب با دوره بازگشت 25 ساله، می تواند مبنای برنامه ریزی های آمایش دشت سیلابی باشد.

تسطیح زمین، تجاوز به حریم رودخانه ها و مسیل ها، سبب رخداد تغییرات الگوی زهکشی طبیعی و جاری شدن سیل در نواحی شهری، آب گرفتگی معابر و افزایش هزینه های نگه داری شهر می شود. شهر تهران مستقر در دامنه جنوبی کوه های البرز مرکزی، در پایین دست حوضه های آبریز متعددی قرار دارد. گسترش شهر تهران تا ارتفاع 2200 متری، باعث تفاوت ساختاری در بافت فیزیکی این شهر و درنتیجه مستعد مخاطرات طبیعی ازجمله سیلاب شده است. مناطق 2 و 5 شهرداری تهران در شمال غرب تهران به دلیل مجاورت با حوضه های درکه، فرحزاد، و کن، بالا بودن سهم نسبی ساخت وسازها، بالا بودن نسبی تراکم مسکن و جمعیت، تغییر کاربری و وارد شدن به حریم رودخانه و بهره برداری نادرست از مسیل ها در معرض ناپایداری ناشی از سیلاب قرار دارد. این پژوهش با استفاده از نقشه های توپوگرافی 1:25000، داده های اقلیمی و هیدرومتری (2012 تا 1995) و داده های کاربری دریافت شده از سازمان شهرداری تهران انجام شده است. معیارهای انتخابی با روش مقایسه دوتایی وزن دهی شدند و بر اساس توابع فازی تلفیق گردیدند. برای تشخیص نقش عوامل مؤثر از روش های تهیه نیمرخ آبی و هیدروگراف استفاده شد و ضرایب اهمیت با استفاده از تحلیل شبکه عصبی چند لایه MLP استفاده گردید. نقشه آسیب پذیری حاصل از وزن های مقایسه ای و توابع تلفیقی فازی نشان داد که بیشترین آسیب پذیری در خارج شهر پیرامون مسیل ها می باشد. به دلیل اهمیت حجم رواناب در حوضه های بالادست مناطق شهری، سهم حجم رواناب با احتساب مساحت نواحی تعیین گردید. نتایج، سهم رواناب حوضه کن در نواحی شهری را زیاد نشان داد. لذا برای ارزیابی ورودی مسیل کن به تهران، ایستگاه باران سنجی سولقان انتخاب شد و پروفیل طولی و هیدروگراف آن ترسیم گردید. نتایج مطالعات آسیب پذیری در نواحی شمال غرب تهران که حوضه های درکه تا کن در بالادست آن قرار دارند و مناطق شهری 2 و 5 را شامل می شود نشان داد که ترکیبی از عوامل بالادست و شهری سبب تشدید آسیب پذیری این مناطق می شود. اگرچه در مناطق خارج از شهر حواشی رودخانه ها و مسیل ها بالاترین آسیب پذیری را نشان می دهند، لیکن عوامل دیگری ازجمله بافت فرسوده، سطوح شیب عمودی و ضریب انحناء در تعیین میزان آسیب پذیری نواحی شهری دخالت می کند. شواهد این ادعا در برداشت های میدانی آشکار است. جهش های دبی پیک در هیدروگراف ماه اکتبر سال 2012 بر لزوم توجه به رواناب خروجی حوضه کن دارد که تهران به طور سالانه حوادثی در رابطه با حوضه کن را تجربه می کند.

ناپایداری های دامنه ای، ازجمله پدیده های معمول در بیشتر مناطق کوهستانی ایران است. در این میان یکی از مخاطره آمیزترین ناپایداری ها، زمین لغزش است. هدف از این پژوهش، تهیه نقشه حساسیت پذیری در زیرحوضه های طالقان رود به زمین لغزش با استفاده از الگوریتم بهینه سازی توافقی ویکور است. ابتدا پس از تهیة نقشة پایة محدودة مطالعاتی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای میدانی، نقشة عوامل مؤثر در حساسیت پذیری حوضه به زمین لغزش شامل شیب، فاصله از گسل، طبقات ارتفاعی، تراکم زهکشی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، لیتولوژی، نوع خاک و بارش در محیط GIS تهیه شد. سپس ضریب اهمیت هرکدام از معیارهای مذکور در وقوع زمین لغزش، به کمک الگوریتم سلسله مراتبی AHP به دست آمد که معیارهای شیب، لیتولوژی و طبقات ارتفاعی بیشترین ضریب اهمیت را کسب کردند. سپس بر پایة الگوریتم بهینه سازی ویکور، درجه سودمندی و پشیمانی انتخاب گزینه های برتر (زیرحوضه ها)، مشخص شد. در پایان با محاسبة میزان شاخص بهینة ویکور، برحسب درجة حساسیت پذیری به زمین لغزش، زیرحوضه ها در 3 کلاس کیفی حساسیت پذیری کم، متوسط و زیاد طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد زیر حوضه های زیدشت 1، 2 و دونبولید از بیشترین حساسیت پذیری به وقوع زمین لغزش برخوردارند و حساسیت به وقوع زمین لغزش در زیر حوضه های شهرک، ناویزک و حسنجان حداقل است.

سقوط بهمن، زیستگاه ها و جاده ها را در مناطق کوهستانی پر شیب تهدید می کند. ازآنجاکه در کشور ایران، نزولات آسمانی در نقاط کوهستانی به صورت برف است، شرایط تشکیل بهمن نیز وجود دارد. هدف از این پژوهش، بررسی نقش عوامل مؤثر بر رخداد بهمن و پهنه بندی آن در محور میگون - شمشک است. این محور در حوضه آبخیز شمشک با وسعتی در حدود ۷۵/۳۷ کیلومترمربع در شمال شرقی تهران در شهرستان شمیران واقع شده است. به منظور تهیه نقشه مناطق حساس به رخداد بهمن از روش رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر استفاده شد. به این منظور لایه های مورد نیاز شامل لایه طبقات ارتفاعی، طبقات شیب، جهت شیب، شکل دامنه، رخنمون سنگی و زمین شناسی تهیه و نقشه ها استاندارد شدند و نقشه مناطق خطر بهمن تهیه شد. با توجه به نتایج رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر به ترتیب لایه های شکل دامنه، ارتفاع، رخنمون های سنگی، شیب، جهت شیب به عنوان عوامل مؤثر در منطقه تراکم برف شناخته شده اند. همچنین نقشه مناطق حساس به رخداد بهمن به روش رگرسیون لجستیک رخدادهای نادر در سه کلاس خطر زیاد، متوسط و کم به دست آمد که کلاس های خطر کم ۳۵/۶۷ درصد، خطر متوسط 59/24 درصد و خطر زیاد 06/8 درصد از مساحت کل حوضه را به خود اختصاص داده اند. نتایج حاصل از اجرای مدل رگرسیون لجستیک رخداد های نادر مهم ترین عامل در تراکم برف را شکل دامنه شناخت. نتایج حاصل از اعتبارسنجی مدل برای رگرسیون لجستیک رخداد های نادر مقدار 75/0 بود.

هدف از پژوهش کنونی بررسی ساختار مکانی تغییرات روزهای برفپوشان در ایران است. برای این منظور داده های پوشش برف سنجنده های مودیس تررا و مودیس آکوا برای بازه زمانی 1393-1382 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500 × 500 بکارگرفته شد. پیش از بکارگیری داده های خام اولیه برخی پردازش های نخستین بر روی کل سری زمانی داده ها به منظور کاستن از ابرناکی انجام گرفت. سپس برای هرکدام از سال های مورد بررسی داده های روزانه به صورت فصلی درآورده شد. برای شناسایی تغییرات روزهای برفپوشان برای هر یک از فصول سال، معادله خط رگرسیونی بر روی هر یک از یاخته ها برازش داده شد و شیب خط داده ها بر روی هر یک از یاخته ها محاسبه گردید. کلیه محاسبات این پژوهش با انجام کدنویسی در نرم افزار مت لب انجام پذیرفت. بررسی ها نشان داد در همه فصول سال روندهای افزایشی و کاهشی شمار روزهای برفپوشان دیده می شود. در فصل زمستان بیش ترین تغییرات شمار روزهای برفپوشان دیده شد به گونه ای که در این فصل 64/22 درصد از گستره کشور دارای روند کاهشی و 69/2 درصد از مساحت ایران نیز دارای روند افزایشی شمار روزهای برفپوشان بود.

حفظ محیط زیست ازجمله ضرورت های توسعه پایدار، به ویژه توسعه پایدار روستایی، محسوب می شود. یکی از مسائلی که محیط زیست روستاها را تهدید می کند عدم توجه به نحوه جمع آوری و دفن زباله ها در محیط روستایی است. برای اطمینان از رعایت ضوابط محیط زیست و رعایت اهداف توسعه پایدار و نیز جلوگیری از آلودگی زیست محیطی، پهنه بندی اراضی برای دفن بهداشتی زباله و دستیابی به اهداف توسعه پایدار امری ضروری به نظر می رسد. این تحقیق سعی دارد اراضی شهرستان گناباد را برای دفن پسماند نقاط روستایی مورد بررسی قرار دهد. ازاین رو برای انجام این پژوهش مهم ترین شاخص های بکار گرفته شده جهت پهنه بندی عبارت اند از: فاصله از منابع آب، پوشش گیاهی، بافت خاک، ارتفاع، شیب، فاصله از جاده، فاصله از گسل و فاصله از نقاط جمعیتی. لایه ها و داده ها براساس فرآیند تحلیل شبکه ای (ANP) وزن دهی شده و با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) محل های مناسب دفن پسماند سکونتگاه های روستایی مشخص گردید. روش تحقیق بر اساس ماهیت توصیفی- تحلیلی و بر مبنای هدف کاربردی و تحقیقاتی می باشد و برای جمع آوری اطلاعات از دو روش اسنادی و میدانی- پیمایشی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد از بین 8 محل موجود دفن پسماند روستایی تنها 3 محل با معیارهای محیطی منطبق بوده و در پهنه کاملاً مناسب قرار دارد و 1 محل در پهنه مناسب، 3 محل در پهنه نسبتاً مناسب و 1 محل در پهنه نامناسب قرار دارد.

پژوهش حاضر به منظور شناسایی الگوهای همدیدی مؤثر در ایجاد توفان های گردوغبار با استفاده از داده فراوانی روزهای گردوغباری (سازمان هواشناسی) و داده های شبکه ای روزانه شامل فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، بردارهای مداری و نصف النهاری باد از مرکز ملی پیش بینی های محیطی (NCEP) با قدرت تفکیک مکانی 5/2 درجه طول و عرض جغرافیایی در دوره زمانی 1989 تا 2010 در منطقه غرب کشور انجام گرفته است. جهت بررسی نرمال بودن داده های فراوانی روزهای گردوغباری از آزمون کلموگروف – اسمیرنف و برای بررسی تفاوت میانگین ها از آزمون تی با دو نمونه مستقل و تفسیر نتایج آن از آزمون لِون استفاده شده است و نتایج آزمون بیانگر بیشتر بودن میانگین فراوانی گردوغبار در دوره گرم، نسبت به دوره سرد است که این تفاوت در سطح 95 درصد معنادار بود. با تأیید تفاوت معناداری فراوانی داده های گردوغبار در دوره گرم و سرد سال، الگوهای همدیدی شکل دهنده 40 مورد گردوغبار طی سال های 2000 تا 2010 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که سازوکار-های ایجادکننده گردوغبار نیز در این دو فصل متمایز از همدیگر هستند. در فصل سرد با توجه به تنوع بیشتر الگوهای گردش جو و سامانه هایی که خاورمیانه را تحت تأثیر قرار می دهند، 2 الگوی کلی براساس استقرار یک کم ارتفاع یا پر ارتفاع در سمت غربِ کم ارتفاع شمالی و پر ارتفاع جنوبی سبب رخداد گردوغبار می شوند؛ حال آنکه در فصل گرم همزمان با استقرار پرفشار جنب حاره روی ایران، تشکیل کم فشار حرارتی بر روی کانون های گردوغبار و استقرار یک کم ارتفاع در تراز 850 ه.پ بر فراز آن سبب همگرایی جریان هوا در سطح زمین و متعاقباً برداشت ذرات خاک می گردد که همراه جریان های جنوب غربی جلوی ناوه وارد غرب ایران می شوند.

در رخداد مخاطرات ژئومورفودینامیکی عوامل متعددی دخیل اند. هرچه دامنه شناخت این مخاطرات گسترده تر شود، مدیریت و کاهش خسارت های ناشی از وقوع آن ها امکان پذیرتر خواهد بود. پژوهش حاضر در همین راستا با رویکرد تحلیلی_ کمی به بررسی مسیر الگوهای همدید منجر به این مخاطرات می پردازد. قلمرو مکانی پژوهش، البرز شمالی و زاگرس شمال غربی است. به طورکلی در این محدوده و در این مقطع زمانی، 74 مورد زمین لغزش از بانک اطلاعاتی زمین لغزش ها ثبت شده که 9 مورد دارای تاریخ دقیق وقوع بودند که برای تحلیل انتخاب شدند. نتایج حاصل نشان داد که گر چه محدوده مطالعاتی به دنبال بارش های این دوره زمین لغزش هایی به وقوع پیوسته است اما به لحاظ تفاوت های محیطی و عملکرد الگوهای همدید نحوه تأثیرگذاری بارش متفاوت بوده است. پراکنش مکانی بارش تجمعی، نقش ارتفاعات زاگرس را در دریافت بارش های نازل شده مثبت ارزیابی می نماید. تحلیل داده های بارش نشان داد توزیع بارش در طول سال در البرز شمالی منظم تر بوده است. این ویژگی سبب افزایش حجم رطوبت خاک شده، تحت چنین شرایطی رخداد زمین لغزش ها با بارشی کمتر نشان دهنده آستانه کمتر بارش برای وقوع زمین لغزش می باشد؛ درحالی که در زاگرس شمال غربی بخش قابل توجهی از بارش سالانه در مقطع زمانی کوتاهی نازل می شود که ممکن است سبب بروز سیل یا زمین لغزش گردد. سامانه های ورودی منجر به مخاطره، مسیر اروپای شمالی- دریای سیاه- شرق مدیترانه، مسیر شمال آفریقا (لیبی)- جنوب مدیترانه-شرق مدیترانه، مسیر شرق مدیترانه-شمال عراق-دریای خزر، مسیر غرب مدیترانه- شرق مدیترانه- دریای خزر و مسیر شمال آفریقا (سودان)- عربستان- خلیج فارس مسیر سامانه های کم فشار مؤثر در ایجاد بارش در دوره مطالعاتی بوده اند.