جغرافیا و مخاطرات محیطی

جاده کرج - چالوس در شمال و شمال غرب استان تهران از واحدهای توپوگرافی و ژئومورفولوژیک متنوعی عبور می کند که آگاهی از ویژگی های هر یک از این واحدها و شناخت عوامل مورفوژنز و مورفودینامیک فعال و ارزیابی مخاطرات محیطی جاده ای در آن ها، هدف اصلی این تحقیق است. به دلیل انرژی زیاد توپوگرافی (اختلاف ارتفاع نسبتاً زیاد با شیب تند، جهت دامنه ها به دلیل برف گیر بودن) وجود این اختلاف روند مورفوژنز و مورفودینامیک را تضمین می کند، در نتیجه فرایندهای فرسایشی از پتانسیل های بالایی برخوردارند. براساس مطالعات و پیمایش های میدانی و نتایج به دست آمده از این تحقیق، فعالیت های زیاد نیروهای تکتونیکی (براساس شاخص تکتونیکی و مدل مک فادن و بول ۳ ̸∙) در منطقه و چین ها همراه با گسل ها، فرسایش آبراهه ای و رودخانه ای (شستشو)، حرکات دامنه ای نظیر ریزش، جریانات واریزه ای، لغزش، بهمن های برفی و سنگی، کریوکلاستی، مورفوژنز انسانی و هوازدگی مکانیکی و هوازدگی شیمیایی همراه با یخبندان براساس مدل پلتیر، از عمده ترین عوامل ژئومورفولوژیک شناخته شده در طول مسیر جاده مورد مطالعه می باشند. همچنین پهنه های مخاطرات طبیعی منطقه مورد مطالعه با استفاده از لایه های (توپوگرافی، شیب، هوازدگی، آبراهه، گسل، لیتولوژی، حرکات دامنه ای، کاربری اراضی و جاده) و براساس تکنیک منطق فازی در محیط GIS به دست آمده است که براین اساس پهنه های پر خطر منطبق بر دره ها و محور کرج – چالوس است. نتایج تحقیق، ضرورت درک و آگاهی بیشتر و منطقی از فرایندهای ژئومورفولوژیک منطقه را نشان می دهد. بنابراین قبل از هرگونه اقدام و فعالیت های عمرانی در مسیر جاده، برنامه های مربوط به آمایش سرزمین لازم است، بر مبنای شاخص های ژئومورفیک لحاظ شوند.

فرسایش خاک و تولید رسوب یکی از مخرب ترین پدیده هایی است که موجب خسارت های فراوان در مناطق مختلف شده است. از طرفی جهت مبارزه با این پدیده و اجرای پروژه های حفاظت خاک، نیاز به آگاهی از اطلاعات مکانی منابع رسوبات تولیدی در یک منطقه است. روش انگشت نگاری رسوب بر پایه ردیاب های ژئوشیمیایی، آلی، نسبت های ایزوتوپی و نیز استفاده از مدل های ترکیبی مختلف باعث شناخت سهم منابع مختلف رسوب در یک ناحیه می شود. در تحقیق حاضر با استفاده از ترکیب بهینه ردیاب های آلی، ژئوشیمیایی و نسبت های ایزوتوپی اقدام به تفکیک منابع مختلف فرسایش و تولید رسوب و سپس تعیین سهم این منابع با استفاده از مدل های کالینز (Collins)، کالینز اصلاح شده (M Collins)، موتا (Motha)، لاندور (Landwehr) و اسلاتری (Slattery) شد. جهت تعیین بهترین مدل در این باره از شاخص های GOF، RMSE و تطبیق نتایج با اندازه گیری واقعی مقادیر رسوب برپایه مدل BLM و واحدهای شدت فرسایش استفاده شد. عناصر کربن، مس، تیتانیوم و سیلیکون به عنوان ردیاب های تفکیک کننده واحدهای کاربری اراضی شناخته شدند و مدل ترکیبی کالینز اصلاح شده (M Collins) با شاخص های GOF، ۹/۹۹% و RMSE، ۰۷/۲% به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. نتایج اندازه گیری صحرایی میزان رسوب تولیدی از کاربری های مختلف اراضی نشان داد مراتع با پوشش های گیاهی ضعیف و متوسط و با اهمیّت نسبی ۸۷/۳ در اولویّت مدیریت حفاظت خاک قرار دارند. مدل های ترکیبی نشان دادند بیشترین سهم در فرسایش و رسوب حوزه مربوط به مراتع ضعیف و تخریب یافته منطقه با درصد مساحت ۷۵/۱۶ و سهم ۰۴/۵۷ درصد می باشد و اراضی زراعی کمترین نقش را تولید رسوب منطقه دارند. همچنین نتایج مدل موتا با ضریب همبستگی ۹۲۴/۰ کمترین اختلاف را با مقادیر اندازه گیری شده داشت.

علاوه بر تغییر اقلیم، تغییر کاربری اراضی به عنوان یک عامل جانبی اثرات مهمی بر سیلاب دارد. لذا پیش-بینی اثر این دو پارامتر بر وضعیت سیلاب دهه های آتی، راهگشای مقابله با این پدیده خواهد بود. هدف از مطالعه حاضر پیش بینی وضعیت هیدرولوژیکی حوزه آبخیز اسکندری در دهه آتی تحت اثر تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی می باشد. جهت بررسی تغییرات اقلیمی دهه ۲۰۲۰، برونداد مدل HadCM۳ تحت سناریوهای A۲ و B۱ توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس گردید. پس از بررسی تغییرات کاربری-اراضی گذشته، دو سناریو جهت پیش بینی تغییرات آن در آینده طراحی شد. در انتها با تغییر هایتوگراف بارش و کاربری اراضی در مدلHEC-HMS که برای دوره گذشته کالیبره و اعتبارسنجی شده، اثر تغییر اقلیم و کاربری اراضی بر سیلاب منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان دهنده افزایش ۲/۷ تا ۹/۱۰ درصدی بارش متوسط سالانه دهه ۲۰۲۰ می باشد. افزایش توأمان دمای حداقل و حداکثر منطقه مطالعاتی در تمامی ماه ها موجب افزایش ۸۲/۰ تا ۰۲/۱ درجه سانتی گرادی دمای متوسط سالانه خواهد شد. افزایش دبی اوج و حجم سیلاب در ماه های مارس، اکتبر و فوریه و کاهش آن در ماه آوریل پیش بینی شده است. به طوری که در صورت تغییر کاربری اراضی همراه با تغییر اقلیم این افزایش شدیدتر خواهد بود.

اقلیم، وضعیتی کلی از شرایط هوای غالب یک مکان مشخص بر اساس آمار بلندمدت است. تنوع عناصر اقلیمی در تعیین اقلیم یک ناحیه مؤثر بوده و باعث شکل گیری اقلیم های متنوع و متفاوت می شود. افزایش انتشار گازهای گلخانه ای و به دنبال آن تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی پیامدهای بسیاری برای کره زمین داشته است. ازجمله این پیامدها، بخصوص برای مناطقی که در کمربند گرم و خشک دنیا قرار گرفته اند، افزایش سطح پوشش اقلیم خشک و نیمه خشک است. در این مطالعه طبقه بندی اقلیمی کوپن برای کشور ایران در سال ۱۹۷۵ با طبقه بندی حاصل از خروجی مدل جوی-اقیانوسی MIROC برای سال های ۲۰۳۰، ۲۰۵۰، ۲۰۸۰ و ۲۱۰۰، تحت ۲ سناریوی A۱B و A۲، که در گزارش چهارم IPCC آمده، مقایسه شده است. طبقه بندی های حاصل از خروجی مدل روند رو به رشد اقلیم گروه B که نماینده اقلیم خشک و نیمه خشک در طبقه بندی کوپن است و کاهش تنوع اقلیمی را نشان می دهند. همان طور که در نقشه ها ملاحظه می شود و بر اساس وسعت تحت پوشش این نوع اقلیم طی سال های آتی، افزایش اقلیم Bwh که آب وهوای گرم و خشک را نشان می دهد، به وضوح قابل مشاهده است. این افزایش به گونه ای است که در سال ۲۱۰۰، شاهد پوشش بیش از ۹۵ درصد مساحت کشور توسط این اقلیم بر اساس هر دو سناریو هستیم. همچنین وسعت و تنوع مناطق تحت پوشش اقلیم معتدل (اقلیم گروه C) و اقلیم سرد (اقلیم گروه D ) در کشور به کمتر از یک درصد مساحت کشور خواهد رسید.

مخاطرات طبیعی یک چالش عمده در نواحی روستایی است و کنترل آن در روستا از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به این مسئله هنوز عرصه های روستایی کشور از یک مدیریت فراگیر بحران برخوردار نبوده و سالیانه تعداد زیادی از ساکنان نواحی روستایی کشور در اثر سوانح طبیعی و غیرطبیعی دچار خسارات و تلفات جانی و مالی می شوند. روستاها و اهالی آن به عنوان پایه اصلی در مدیریت بحران با دانش و آگاهی، پیش بینی، آمادگی و بازسازی مناسب، نقش جدی در کاهش خسارات و تلفات مخاطرات خواهند داشت. پژوهش حاضر در بهار ۱۳۹۵، با هدف سنجش سطح دانش و آگاهی روستاییان درباره مدیریت بحران خشکسالی انجام شد. برای رسیدن به هدف پژوهش از روش شناسی توصیفی- تحلیلی از طریق شیوه مطالعه اسنادی و پیمایشی (پرسشنامه محقق ساخته) استفاده شد. جامعه آماری پژوهش را ۲۶۰ نفر از خانوارهای روستایی دهستان میان خواف شهرستان خواف تشکیل داده اند. برای جمع آوری داده ها از روش نمونه گیری تصادفی طبقه ای با ابزار پرسشنامه محقق ساخته بر اساس شاخص ها و مؤلفه های ابعاد ۴ گانه دانش مدیریت بحران خشکسالی از ادبیات نظری استفاده شد. پایایی ابزار اندازه گیری با محاسبه ضریب آلفای کرونباخ (۰.۷۸۴)، تأیید شد. نتایج و یافته های این پژوهش حاکی از آن است که خانوارهای روستایی نمونه در برخورداری از مؤلفه های ابعاد چهارگانه دانش مدیریت بحران و در کل دانش روستاییان درباره مدیریت بحران خشکسالی، پایین تر از سطح مطلوب میانگین عددی ۳ قرار دارند. همچنین با استفاده از مدل اولویت بندی کوپراس، بین روستاهای مورد مطالعه در خصوص برخورداری از دانش مدیریت بحران خشکسالی رتبه بندی انجام گرفت که روستای فایندر با بیشترین امتیاز در رتبه اول و روستای وراب در رتبه دوم و روستای مهاباد در پایین ترین رتبه قرار دارند.

سازمان های نیازمند به مراکز بزرگ داده بایک تصمیم بسیار مهم در زمینه یافتن مناسب ترین مکان جغرافیایی مواجه هستند. شناسایی، ارزیابی و تعیین مختصات جغرافیایی یک مکان مناسب، به معیارها و پارامترهای مختلف و بعضاً متأثر از یکدیگر وابسته است که تصمیم گیری مدیران را برای یافتن مناسب-ترین مکان بسیار پیچیده و مشکل می سازد. برای اولین بار در ایران، این مقاله به بررسی تأثیر معیارهای حوادث طبیعی در جایابی و ارزیابی گزینه های در دسترس و مناسب برای میزبانی یک مرکز داده ملی در گستره جغرافیای کشور ایران می پردازد. معیارهای حوادث طبیعی در نظر گرفته شده شامل معیارهای خشکسالی، طوفان شن، طوفان گرد و غبار، سیل، زلزله و آتشفشان می باشند. نتایج این تحقیق با استفاده از رأی گیری اکثریت نشان می دهد استان های سیستان و بلوچستان، کرمان و بوشهر پرحادثه خیزترین و استان های کردستان، چهارمحال بختیاری و قزوین کم حادثه خیزترین استان های کشور از منظر حوادث طبیعی برای برپایی مرکز داده هستند. بر اساس نتایج این بررسی، یک نرم افزار رایانه ای تولید شده است که اوزان معیارهای حوادث طبیعی را که با کمک متخصصین و طی یک فرآیند سلسله مراتبی مشخص شده اند، بعنوان ورودی اخذ کرده و سپس با استفاده از مکانیزم رأی گیری اکثریت، نواحی جغرافیایی مناسب یک مرکز داده را به ترتیب الویت پیشنهاد می دهد. با استفاده از این نرم افزار و وزن دهی معیارها با کمک متخصصین، نشان داده می شود که استان های چهارمحال بختیاری، کردستان و مرکزی مناسب ترین و استان های بوشهر، کرمان و آذربایجان شرقی نامناسب ترین استان ها از منظر حوادث طبیعی برای برپایی مرکز داده هستند.

از عوامل تأثیرگذار بر تغییرات بودجه تابشی جو، هواویزها هستند که به طور مستقیم و غیر مستقیم سامانه اقلیم و چرخه هیدرولوژی را تحت تأثیر قرار می دهند. در این مطالعه به شبیه سازی اثرات تابشی و مستقیم گردوغبار بر سامانه اقلیم در منطقه خاورمیانه و با تأکید بر غرب ایران پرداخته شده است. بدین منظور از مدل WRF-CHEM و طرحواره هواویز GOCART استفاده شده است. مدل تحت دو شرایط فعال و غیر فعال بودن اثرات تابشی هواویز و برای رخداد ۱۲ تا ۱۵ آوریل ۲۰۱۱ اجرا شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این طرحواره در شبیه سازی طوفان های گردوغبار در منطقه خاورمیانه دارای عملکرد قابل قبولی است. اثرات تابشی گردوغبار در منطقه خاورمیانه نشان می دهد که وجود این ذرات باعث کاهش تابش موج کوتاه به میزان (Wm-۲) ۵۰- و افزایش تابش موج بلند به میزان (Wm-۲) ۵ و همچنین کاهش تابش خالص (Wm-۲) ۴۶- در سطح زمین در متوسط منطقه می شود. چنین شرایطی منجر به کاهش دما در بخش زیرین جو، و کاهش شار گرمای محسوس، شار گرمای نهان در سطح زمین در مناطق تحت تأثیر گردوغبار می شود. از دیگر اثرات وجود این ذرات، افزایش فشار سطحی و همچنین کاهش تابش زمینتاب در بخش فوقانی جو است که افزایش دما را در بخش میانی جو نشان می دهد.

هدف از این مطالعه، شناسایی پهنه های گرم و سرد دمایی و تغییرات آن ها طی دوره های مختلف است. برای این منظور آمار دمای روزانه برای ۲۳۸ ایستگاه سینوپتیک طی دوره آمار ۱۳۴۱ تا ۱۳۹۰ از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردیده است. برای شناسایی پهنه های دمایی سرد و گرم دوره آماری را به پنج دوره مساوی تقسیم کرده ایم و سپس با استفاده از روش های آماری چند متغیره تحلیل خوشه ای و به منظور اعتبارسنجی پهنه های سرد و گرم دمایی از شاخص های نظیر، شاخص اعتبار سنجی دیویس-بولدین (Davies–Bouldin index)، شاخص سیلهوتی (Silhouette Index) و تحلیل ممیزی استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر این است که پهنه های گرمای دمایی ایران به سمت دوره های اخیر علاوه بر اینکه به لحاظ گستره مکانی به سمت عرض های بالاتر (به سمت عرض های شمالی و تقریباً ۲/۳ درصد) کشیده شده است نسبت به دوره های اخیر ۳/۱ درجه سانتی گراد افزایش داشته است. در حالی که پهنه های دمایی سرد ایران به سمت دوره های اخیر علاوه بر اینکه از وسعت مکانی آن ها کاسته شده است مقدار دمای آن ها هم افزایش قابل محسوسی داشته است به طوری که میانگین پهنه های سرد دمایی ایران در دوره اول (۱۳۴۱-۱۳۵۰) با گستره ۴/۲۶ درصد دارای دمایی ۷/۱۲ درجه سانتی گراد بوده است که در دوره پنجم (۱۳۹۰-۱۳۸۱) این گستره به ۸/۲۵ و دمای ۴/۱۳ درجه سانتی گراد رسیده است که بیانگر افزایش ۷/۰ درجه سانتی گراد دمای پهنه های سرد می باشد. نتایج به دست آمده از شاخص های اعتبار سنجی دیویس-بولدین، شاخص سیلهوتی و تحلیل ممیزی آمده نشان داد که به طورکلی پهنه های سرد و گرما ایران بالای ۹۸ درصد در گروه مربوط به خود قرار داشتند.

مخاطرات سیلاب یکی از مهم ترین و پرحادثه ترین مخاطرات طبیعی ایران می باشد که در سال های اخیر تکرار و شدت وقوع آن بیشتر شده است. شدت این مخاطره در حوضه آبریز گابریک به دلیل موقعیت جغرافیایی، شرایط خاص اقلیمی، زمین شناسی و عوامل حوضه ای بیشتر بوده و همه ساله حجم عظیمی از جریان سیلاب باعث تخریب اماکن مسکونی، اراضی کشاورزی و خسارات جانی و مالی زیادی می گردد. منطقه مورد مطالعه، یکی از حوضه های آبریز سواحل جنوب شرق ایران واقع در شرق استان هرمزگان بوده که با هدف کاهش خسارات جانی و مالی ناشی از مخاطره سیلاب در سکونتگاه های موجود در حوضه، به صورت تجزیه وتحلیل آماری، پیمایش میدانی و سنجش ازدور اقدام به شناسایی و تهیه نقشه پهنه بندی مناطق سیل گیر گردیده است. در این تحقیق با استفاده از فنون مختلف، پارامترهای مؤثر در وقوع سیلاب شناسایی و با به کارگیری مدل AHP در سیستم اطلاعات جغرافیایی، نقشه ای با دقت بالا تهیه شده است. نتایج حاصل از این پهنه بندی گویای آن است که مناطق با خطر بالا و بسیار بالا مجموعاً ۴/۲۳ درصد مساحت حوضه را تشکیل داده که نشان از سیلابی بودن پهنه های وسیعی از این حوضه به خصوص در مناطق پست نیمه جنوبی است که از دلایل اصلی این وضعیت، بارندگی های بسیار شدید لحظه ای، نفوذپذیری کم، فرسایش پذیری زیاد و شیب زیاد ارتفاعات می باشد؛ بنابراین به منظور کاهش و مهار این مخاطره و بهبود شرایط منطقه، اجرای طرح های آبخیزداری و احداث سد لازم و ضروری است.

زمین لغزش، یکی از مهم ترین خطرات ژئومورفولوژیکی با خسارات اکولوژیکی و اقتصادی قابل توجّه است. منطقه مورد مطالعه به دلیل شرایط فیزیوگرافی و آب وهوایی از مناطق حساس و در معرض خطر زمین لغزش محسوب می گردد. پژوهش حاضر با هدف تعیین عرصه های حساس به وقوع زمین لغزش با استفاده از شاخص انتروپی شانون در حوزه آبخیز چهاردانگه (استان مازندران) صورت پذیرفته است. به این منظور، ابتدا نقشه پراکنش زمین لغزش منطقه با استفاده از تصاویر گوگل ارث و بازدیدهای گسترده میدانی تهیه گردید. نقشه های عوامل تأثیرگذار بر وقوع زمین لغزش شامل درجه شیب، جهت شیب، انحنای سطح، انحنای نیم رخ، طبقات ارتفاعی، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص وضعیّت توپوگرافی، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده، کاربری اراضی، زمین شناسی، فاصله از گسل، فاصله از شبکه آبراهه، فاصله از جاده، تراکم گسل، تراکم زهکشی و تراکم جاده در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شد. نتایج اولویت بندی عوامل مؤثّر با استفاده از شاخص انتروپی نشان داد که لایه های ارتفاع، درجه شیب، انحنای سطح و کاربری اراضی بیشترین تأثیر را بر رخداد زمین لغزش های منطقه، داشته اند و ۰۵/۵۱ درصد منطقه مورد مطالعه در طبقه حساسیت زیاد و خیلی زیاد نسبت به وقوع زمین لغزش قرار دارد. همچنین ارزیابی نقشه حساسیت تهیه شده با استفاده از منحنی ROC و ۳۰ درصد نقاط لغزشی بیانگر دقت خوب مدل مذکور برای منطقه مورد مطالعه است.