هیدروژئومورفولوژی

   رودخانه ها سیستم های پویا هستند که مرزهای جانبی و مشخصات مورفولوژیکی آنها در طول زمان و به طور پیوسته در حال تغییر است. این ناپایداری و تغییرات تحت تأثیر فرسایش پذیری مسیر رود و به تبع آن تغییریافتن الگوهای رودخانه ای ایجاد می شود. محدوده مورد مطالعه این تحقیق رودخانه گرمی چای واقع در استان آذربایجان شرقی است. هدف این تحقیق بررسی انواع الگوهای جریان رودخانه و تعیین فرسایش پذیری مسیر جریان است. جهت رسیدن به این هدف از تصاویر ماهواره ای لندست، مدل رقومی ارتفاعی (DEM)، نقشه های زمین شناسی، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و جهت تعیین الگوی رودخانه و عوامل مؤثر بر آن از شاخص های ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی و تحلیل نیم رخ طولی استفاده شد. در مرحله بعد، با روی هم گذاری لایه های مؤثر در فرسایش پذیری رودخانه، کلاس های فرسایش پذیری رودخانه را در پنچ کلاس تعیین گردید. نتایج تحقیق نشان داد که الگوی رودخانه پیچان رودی است. تحلیل نیمرخ طولی نشان داد که تغییر حالتی در پروفیل طولی دیده نمی شود و این تغییرات، حالت بهنجار دارد که گویای روند منظم و مشخص در عوامل تأثیرگذار بر فعالیت های مورفولوژیکی رودخانه است. علاوه بر این، نتایج نشان داد که مناطق فرسایش پذیری متوسط تا زیاد و زیاد، عمدتاً منطبق بر مناطقی که دارای تشکیلات حساس به فرسایش (عمدتاً رسوبات کواترنری)، فاقد پوشش گیاهی مناسب و متراکم هستند و باعث ایجاد حرکات دامنه ای به بستر رودخانه می شوند. 

روش هایی که برای شناسایی، تفکیک و اولویت بندی مناطق سیل خیز به کار گرفته شده است، اغلب کل حوضه آبخیز را به صورت یکپارچه در نظر گرفته و یا به صورت منطق ه ای و بدون در نظر گرفتن مرزهای فیزیکی حوضه ها و یا زیرحوضه ها انجام ش ده است. حوضه زرچشمه هونجان در استان اصفهان و ش هرستان ش هرضا واقع گردیده است که هر ساله سیل های مخرب به بخش های وسیعی از زمین ها و باغات حاشیه رودخانه آسیب وارد می کند. شناسایی و پیش بینی حجم سیلاب این زیرحوضه که بدون شک زمین های پایین دست را متأثر می کند و مشخص نمودن اولویت و حساسیت زیرحوضه های آن برای اجرای برنامه های کنترل سیل امری لازم و ضروری است. در این پژوهش از روش شبیه سازی هیدرولوژیکی توسط نرم افزار HEC-HMS برای بازسازی مدل حوضه و بررسی و روند یابی هیدروگراف های سیل در آن و نیز برای تحلیل حساسیت دبی سیلابی حوضه نسبت به تغییر سه پارامتر قابل مدیریت ژئومورفولوژی در سیلاب شامل: CN، شیب و مساحت در هریک از زیرحوضه ها و در گستره منطقی خود استفاده شده است. محاسبات حاصل از این تحقیق نشان می دهد، نحوه مشارکت زیرحوضه ها در سیل خروجی، لزوماً متناسب با دبی اوج زیرحوضه ها نبوده و زیرحوضه های با دبی اوج بیشتر، ضرورتا تأثیر بیشتری در سیل خروجی حوضه ندارد. لذا برای هرگونه عملیات کنترل سیل و یا کاهش دبی اوج در خروجی حوضه، باید ن حوه تأثیر هر یک از زیرحوضه ها را پس از رون دیابی آن ها در آبراهه های اصلی تعیین کرد و سپس با توجه به سهمی که در ایجاد سیل خروجی به عهده دارند، آنها را تفکیک و اولویت بندی ن مود. با اجرای روش حذف انفرادی زیرحوضه ها در مدل حوضه زرچشمه هون جان توس ط نرم افزار HEC-HMS مشخص گردید، زیرحوضه S13 بیشترین اثر کاهشی و زیر حوضه S3 کمترین اثر کاهشی روی دبی اوج خروجی حوضه دارد. همچنین افزایش CN در زیرحوضه های S13-S5-S11-S12-S10-S15-S6 موجب افزایش دبی اوج شده است و در سایر زیرحوضه ها تأثیر معکوس داشته است. زیرحوضه های S12-S13-S5-S10 نسبت به تغییر مس احت حساسیت ب یشتری از خ ود ن شان دادن د. ه مچنین اف زایش ش یب در زی رحوض ه های S2,S4,S5,S7,S10,S12,S13,S15,S16,S17,S21,S22,S24 در افزایش دبی اوج خروجی تأثیر مستقیم داشته و در سایر زیرحوضه ها تأثیرمعکوس داشته است.

دشت اردبیل یک دشت میانکوهی به وسعت تقریبی 820 کیلومترمربع است که در شمال غربی ایران و در شرق فلات آذربایجان در داخل استان اردبیل قرارگرفته است. آب موردنیاز دشت به منظور مصارف کشاورزی، صنعت و شرب از رودخانه های جاری و همچنین از چاه های عمیق و نیمه عمیق و چشمه ها تأمین می گردد. برای بررسی کیفیت آب زیرزمینی دشت اردبیل از اطلاعات 56 چاه عمیق، 3 چاه نیمه عمیق، 3 رشته قنات و 7 دهنه چشمه از داده های سازمان آب منطقه ای مربوط به سال 1389 استفاده شده است. هدف از پژوهش حاضر، ارائه یک نمای کلی از کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت اردبیل از لحاظ شرب با استفاده از پارامترهای EC، PH ، SO4-- ،Cl- ، Na و TH (برحسب CaCo3) می باشد که در نهایت با استفاده از روش های زمین آمار درGIS  از طریق نرم افزارArcGIS10.3  اقدام به تولید نقشه موضوعی کیفیت آب زیرزمینی دشت اردبیل شده است. در این پژوهش از روش درون یابی کریجینگ معمولی برای به دست آوردن توزیع فضایی پارامترها و روش وزن دهی جمعی ساده برای وزن دهی و رتبه بندی لایه ها استفاده شده است. در نهایت با توجه به نقشه نهایی کیفیت، می توان اظهار داشت که تقریباً 34 درصد (معادل 280 کیلومترمربع) آب زیرزمینی دشت اردبیل از لحاظ شرب در حد مطلوب واقع شده است که در قسمت شرقی دشت قرار دارد. کیفیت پایین آب نیز مربوط به قسمت جنوب غربی و شمال غربی دشت می باشد. هم چنین بین تراکم جمعیت و تراکم چاه های موجود در سطح دشت و افت کیفیت آب رابطه مستقیمی وجود دارد.

سیل به عنوان مخرب ترین پدیده طبیعی در ایران، همه ساله تلفات جانی و خسارات مالی بسیاری در نقاط مختلف کشور به بار می آورد. هدف از تحقیق حاضر تعیین مناطق حساس به وقوع سیلاب در حوضه آبریز لیقوان چای می باشد. برای این منظور با توجه به عوامل مؤثر در وقوع سیل، لایه های اطلاعاتی منطقه اعم از شیب، فاصله از آبراهه، گروه هیدرولوژیکی خاک، شماره منحنی، ارتفاع رواناب، لیتولوژی، کاربری و پوشش اراضی، تراکم آبراهه، ضریب گراویلیوس در هر یک از 23 زیرحوضه موجود با توجه به بررسی نقشه ها، گزارش ها، تصاویر ماهواره ای و بررسی های میدانی تهیه گردید. تمامی لایه های اطلاعاتی با توجه به میزان تأثیرگذاری معیارهای مذکور و زیرمعیارهای آن ها با نظر کارشناسی وزن دهی گردید. جهت وزن دهی به معیارها از روش سلسله مراتبی و برای وزن دهی به زیرمعیارها، فازی سازی صورت گرفت. سپس با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره و روش ترکیب خطی وزن دار (WLC) پهنه بندی خطر وقوع سیل در پنج کلاس استخراج گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که 28 درصد از مساحت کل حوضهدر کلاس خطر زیاد و خیلی زیاد واقع شده است و از لحاظ مکانی این پهنه ها تقریباً در ورودی محدوده شهر تبریز قرار دارند. با توجه به این که هر سال به دلیل وقوع سیل در مناطق ورودی شهر تبریز آسیب ها و خسارت های جانی و مالی زیادی وارد می شود لازم است اقدامات اساسی در بالادست حوضه به ویژه در مناطق با پهنه سیل خیزی بالا صورت گیرد. این اقدامات را می توان در راستای اجرای برنامه های مدیریت جامع حوضه آبریز، مدیریت ریسک سیل و آبخیزداری برنامه ریزی نمود به گونه ای که در دراز مدت علاوه بر بهبود وضعیت پوشش گیاهی در سطح حوضه، منجر به کاهش آسیب های جانی و مالی وارده گردد.

امروزه تخلیه آب های زیرزمینی و عدم جایگزین شدن این منابع یکی از بزرگ ترین مشکلاتی است که جوامع بشری با آن روبرو هستند. در دشت بوشکان استفاده گسترده از زمین های کشاورزی باعث افت سطح آب زیرزمینی شده است. یکی از راه کارهای مناسب برای کاهش این بحران، تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی است. بدین منظور مهم ترین قدم در طرح پخش سیلاب، مکان یابی مناطق مستعد برای پخش آب و نفوذ دادن آن به داخل سفره های آب زیرزمینی است. در این تحقیق نیز از  تلفیق روش های AHP و فازی در سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS)) و  از 8 پارامتر شیب، ضخامت آبرفت، هدایت الکتریکی، زمین شناسی، کاربری اراضی، تراکم زهکشی، قابلیت انتقال و ارتفاع استفاده شده است. لایه های مذکور در ابتدا فازی شدند و سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و نرم افزار Expert Choice ارزش گذاری شده و سپس ارزش های به دست آمده در محیط ARC GIS 10/2 با استفاده ازRaster calculator در لایه های فازی شده ضرب و با دستور Fuzzy overlay لایه ها تلفیق و نقشه های نهایی تهیه شدند، نتایج حاصله نشان می دهد که گامای 9/0 بهترین همپوشانی را دارد و در نهایت گامای بهینه به پنج طبقه کاملاً مناسب، مناسب، متوسط، نامناسب و کاملاً نامناسب در سطح دشت مشخص شد. که 11/7 درصد از محدوده مورد مطالعه در کلاس کاملاً نامناسب و 1/11درصد از محدوده در کلاس کاملاً مناسب قرار می گیرد. در قسمت جنوب غربی دشت، مراتع کم تراکم مکان های کاملاً مناسب جهت پخش سیلاب می باشند.

سیلاب یکی از رایج ترین مخاطرات طبیعی جهان قلمداد می شود که سالانه موجب خسارات جانی و مالی فراوانی در سراسر جهان می گردد. از این رو توسعه مدل های پهنه بندی و پیش بینی وقوع سیلاب جهت اتخاذ تصمیمات بهینه پیش از وقوع سیلاب و پس از آن و نیز مدیریت آن بسیار مهم و ضروری می باشد. هدف از این پژوهش، تعیین پهنه های خطر وقوع سیلاب، در حوضه رودخانه خیاو چای با استفاده از مدل تحلیل شبکه می باشد. جهت اجرای این مدل در منطقه از داده های مختلفی همچون بارش، کاربری زمین، خصوصیات مورفولوژیک دامنه ها مثل تحدب و تعقر، همگرایی و واگرایی دامنه ها ، شیب دامنه ها، شاخص پوشش گیاهی (NDVI)، فاصله از رودخانه های اصلی و تراکم شبکه زهکشی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل تحلیل شبکه ای بیانگر این واقعیت می باشد بیش از 15 درصد از حوضه تحت تأثیر خطر وقوع سیلاب با پتانسیل بسیار بالا قرار دارد که به طور عمده در پایین دست حوضه واقع شده است، این سطوح اغلب شیب کمتر از 35 درصد، با درصد پوشش گیاهی کم، سطوح همگرا با پروفیل مقعر، نواحی پست و حاشیه رودخانه ها را تشکیل می دهند. تحلی ل وزن های نهایی منتج از مدل ANP ، نشان می دهد که در رابطه با خطر وقوع سیلاب، عامل شیب با مقدار (99/0) و عامل سنگ شناسی با مقدار 822/0 با توجه به کنترل زیادی که بر میزان و چگونگی نفوذ و تخلیه رواناب از سطح حوضه دارن د، از بیش ترین می زان اهمیت و تأثیر برخوردار هستند و شاخص SPI با 226/0 و شاخص STI با 065/0 نسبت ب ه عوام ل دیگ ر دارای اهمیت کمتری هستند.

حوضه خیاوچای در استان اردبیل و از زیرشاخه های رودخانه قره سو می باشد. رودخانه اصلی این حوضه خیاوچای نام دارد که از ارتفاعات سبلان (هزار میخ، آیی قاری، دلی آلی، جنوار داغی) سرچشمه می گیرد و سرتاسر دره موئیل را طی نموده و به رودخانه قره سو از زیر حوضه های روخانه ارس می ریزد. با توجه به این که شهر مشکین شهر در پایین دست این حوضه قرار گرفته است و در هر لحظه با خطر سیلاب این حوضه مواجه است، لزوم توجه به خطر سیلاب این حوضه بیش از پیش امری ضروری می باشد. در این پژوهش به پهنه بندی پتانسیل سیل گیری حوضه خیاوچای مشکین شهر با استفاده از مدل منطق فازی پرداخته شده است. برای این منظور از 8 پارامتر شامل : تراکم پوشش گیاهی – تراکم زهکشی- فاصله از آبراهه- لیتولوژی- کاربری اراضی- بارش- ارتفاع و شیب استفاده شده است. در این مدل ابتدا تمامی لایه ها با فرمت رستر وارد نرم افزار Arc GIS گردید، سپس فازی سازی معیارها با توجه به توابع مورد نظر صورت گرفته و در مرحله بعد با استفاده از عملگرهای مختلف مدل فازی، اقدام به پهنه بندی سیل گیری حوضه مورد نظر گردید. نتیجه تحقق نشان داد که دره ها، خط القعرها با دامنه های مقعر و مناطق پایین دست مؤثرترین سطح سیل گیری حوضه می باشند. در پایان استفاده از نتایج این پژوهش می تواند کمک شایانی در کاهش خسارات جانی و مالی ساکنان پایین دست حوضه کرده، همچنین می تواند پیش زمینه ای برای انجام مطالعات بعدی در رابطه با مخاطرات طبیعی باشد.

رودخانه ها سیستم هایی پویا بوده و مشخصه های فضایی -زمانی آن ها پیوسته در حال تغییر هستند. این تغییرات و جابه جایی مشکلاتی را برای کاربری های انسانی و اکولوژیکی در برداشته و بررسی این تغییرات از مباحث مهم ژئومورفولوژی رودخانه ای محسوب می گردد. در این پژوهش، به بررسی تغییرات مورفولوژیک قسمتی از آبراهه بابل رود در طی بازه زمانی (1334-1393) و مکانی (از شهر بابل تا روستای کاردگرکلا به طول 18/45 کیلومتر) پرداخته شده است. با استفاده از عکس های هوایی سال 1334 و 1383 و تصاویر ماهواره Land Sat 8 سال 1393 مسیر رودخانه در سه دوره زمانی در محیط نرم افزار Arc GIS رقومی شده است. برای تجزیه وتحلیل دقیق تغییرات آبراهه در دوره موردمطالعه؛ بعد از تعیین خط القعر، خط ثابت و ترانسکت هایی بافاصله 1000 در 1000 متر در نظر گرفته شده است. سپس در محیط Arc Gis بعد از تعیین ترانسکت ها و خط القعر، پلی گون هایی ایجاد شد و مساحت هر پلی گون نسبت به دوره قبل باهم مقایسه شده است. در نهایت از طریق تطبیق اختلافات موجود بین ترانسکت های متوالی زمانی، تغییرات خط القعر در بستر رودخانه تعیین شد. نتایج مقایسه بازه ها نشان می دهد که الگوی رودخانه در سه دوره زمانی در محدوده موردمطالعه نسبتاً ناپایدار بوده و روند پسروی داشته است. بیشترین تغییرات در بازه دوم روی داده است. هم چنین از طریق ترانسکت بندی، تغییرات خط القعر طی دوره موردمطالعه بررسی شده و بیشترین تغییرات در ترانسکت 9 تا 22 رخ داده است. دلیل عمده تغییرات، جابه جایی خط القعر تحت تأثیر عوامل طبیعی است.