هیدروژئومورفولوژی

این تحقیق به منظور شناسایی و استخراج تغییرات قسمتی از رودخانه ی زرینه رود در فاصله ی سال های 1989 تا 2014 میلادی - مطابق با سال های 1368 تا 1393 هجری شمسی- با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست انجام گرفته است؛ تغییر مسیر و مورفولوژی مجرای رودخانه ها - که از ویژگی های مهم دشت های سیلابی بوده- و در مقیاس زمانی اتفاق می افتد، و مطالعه آن با استفاده از فن آوری سنجش از دور، نتایج مطلوب تری به دست می دهد در این تحقیق نیز از این تکنیک استفاده شده است. تصاویر پس از تصحیحات رادیومتریک و تصحیحات هندسی، جهت افزایش تباین به روش خطی بسط داده شده و در مرحله ی بعد با استفاده از روش های تحلیل مؤلفه های اصلی و ترکیب باندی بهترین مؤلفه و ترکیب باندی مشخص گردید. سپس با انتقال این مؤلفه ها و ترکیب باندی به محیط نرم افزار ArcGIS محدوده ی رودخانه در سال های مورد مطالعه استخراج و تجزیه و تحلیل شد. جهت تحلیل کمّی تغییرات مسیر رودخانه، از شاخص های ضریب خمیدگی و بعد فراکتالی برای مقایسه ی سال های مورد مطالعه استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد به علت کاهش بسیار محسوس دبی رودخانه از سال 2000 تا سال 2014، پتانسیل رودخانه برای ایجاد تغییرات مورفولوژیک در بخش های مختلف بسیار پایین است. بیشترین میزان تغییرات در سال 1989 اتفاق افتاده است. ناپایداری مسیر رودخانه نیز در طی سال های مورد مطالعه به جز حذف یک پیچان رود از الگوی سال 1989، بسیار کم می باشد. همچنین نتایج روش های استخراج الگوی رودخانه نشان داد که جهت تشخیص خط مرزی رودخانه تحلیل مؤلفه های اصلی از روش های دیگر کاراتر است.

کلان شهر تبریز در حریم گسل فعال تبریز قرار دارد و از بخش انتهایی حوضه های آبریز گماناب چای و ورکش چای در شمال شهر نیز عبور می کند. پژوهش حاضر، با استفاده از شاخص های ژئومورفیک، تکنیک سنجش از دور و GIS به بررسی فعالیت های تکتونیکی این گسل در محدوده ی کلان شهر تبریز می پردازد. بدین منظور شاخص های ژئومورفیک شامل تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، نسبت شکل حوضه، عدم تقارن حوضه، تقارن توپوگرافی معکوس، انتگرال هیپسومتری، سینوسی جبهه ی کوهستان، سینوسی رودخانه، نسبت پهنای کف دره به ارتفاع دره، گرادیان طولی رود و شاخص ارزیابی نسبی تکتونیکی فعال به عنوان ابزار های مدلی و مفهومی استفاده شد. تصویر ماهواره ای سنجنده ی ASTER، نقشه ی زمین شناسی، مدل رقومی ارتفاع و نرم افزارهای ENVI4.8 و ArcGIS10.2 دیگر ابزارهای فیزیکی این پژوهش است. طبق نتایج، مقادیر کمّی شاخص های تراکم زهکشی 51/0 و 57/0، نسبت انشعاب 2 و 1/2، نسبت شکل حوضه 2/2 و 8/1، عدم تقارن حوضه 7/39 و 2/23، تقارن توپوگرافی معکوس 36/0 و 59/0، انتگرال هیپسومتری 28/0 و 39/0، سینوسی جبهه کوهستان 4/1 و 93/0، سینوسی رودخانه 1/1 و 3/1، پهنای کف دره به ارتفاع دره 08/1 و 2/1، گرادیان طولی رود 1202 و 318 به ترتیب برای حوضه های آبریز گماناب چای و ورکش چای به دست آمد. بر اساس شاخص ارزیابی نسبی تکتونیک فعال، حوضه های آبریز گماناب چای و ورکش چای به ترتیب با مقادیر عددی 9/1 و 7/1 دارای حرکات تکتونیکی زیاد هستند. نتایج شاخص های مورد بررسی، حاکی از تأثیرپذیری مورفولوژی حوضه های آبریز گماناب چای و ورکش چای از حرکات تکتونیکی گسل تبریز است. با پردازش داده های ماهواره ای شواهد تکتونیکی گسل تبریز همچون انحراف آبراهه آجی چای، پرتگاه گسل و پدیده ی عدسی شکل در محدوده ی کلان ش هر تبریز نیز تفسیر شدند. نتایج ب ه دست آمده با شواهد میدانی منطقه تأیید گردید. بنابراین، کلان شهر تبریز از نظر حرکات تکتونیکی در یک منطقه ی مخاطره آمیز واقع شده است.

در شهرستان های زنجان و ایجرود و بخش هایی از ابهر، طارم و ماهنشان استان زنجان، دره های فراوان و متعددی وجود دارد. این مقاله به بررس ی و مطالعه ی شاخص های مورفوتکتونیکی برخی از این دره ها با در ن ظر داشتن ساختمان زمین شناسی پرداخته است. بدین منظور ابتدا دره های منطقه ی مورد مطالعه بر اساس فرم و ساختمان تقسیم بندی شد. از مجموع 149 دره شناسایی شده، 37 دره ساختمان عمود بر گسل، 9 دره در هر یک از ساختمان های موازی گسل، گسلی و عمود بر تاقدیس، 10 دره در ساختمان عمود بر ناودیس، 6 دره در ساختمان موازی با ناودیس، 5 مورد در ساختمان ترکیبی از گسل با ناودیس یا تاقدیس ( دره های ترکیبی) و 64 دره ی باقی مانده به عنوان دره های سایر معرفی گردید. برای تعیین مقدار فعالیت نئوتکتونیکی دره ها از شاخص های مورفوتکتونیک مثل گرادیان طولی رودخانه ( SL)، عدم تقارن حوضه ی زهکشی ( AF)، نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن (VF) و شاخص میزان پیچ و خم رودخانه ( S) استفاده شد. نتایج بررسی ها حاکی از آن است که منطقه ی مطالعاتی از نظر شاخص ( SL) در همه ی طبقات انتخابی غیرفعال بوده، کمترین مقادیر SL با کم عمق ترین دره ها و مقادیر بالای آن بر عمیق ترین دره ها منطبق است. میانگین شاخص (VF) در هر  یک از زیرحوضه ها نشان می دهد؛ که طبقه های ترکیبی و عمود بر گسل مابین یک و دو قرار داشته و نیمه فعال است؛ اما در سایر طبقات کوچک تر از یک بوده و تکتونیک فعال می باشد. همچنین منطقه از نظر حوضه ی زهکشی، نامتقارن است که علت آن فعال بودن منطقه از نظر شاخص ( AF) است. پایین بودن شاخص ( S) در همه طبقات مبین مستقیم بودن رودخانه و جوان و فعال بودن منطقه است. بررسی همچنان حاکی از این است که سایر دره ها از فعالیت نئوتکتونیکی، کمتر متأثر شده اند.

برآورد مقادیر معتبر ارتفاع و دبی حداکثر رواناب در مناطق خشک و نیمه خشک که فاقد داده ها و یا داده های کم است، اهمیت بسیاری در مدیریت سیل دارد. یکی از روش های برآورد مقدار ارتفاع رواناب، روش شماره ی  منحنی (CN) مربوط به سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS) است. در این پژوهش حوضه ی آبریز سراب دره شهر از نظر پتانسیل تولید رواناب و دبی حداکثر و عوامل مؤثر بر آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای برآورد ارتفاع رواناب و دبی حداکثر هر کدام از زیرحوضه ها، از روش شماره ی منحنی استفاده شده است. ابتدا لایه ها و اطلاعات مورد نیاز شامل لایه ی کاربری اراضی، گروه های هیدرولوژیک خاک و حداکثر بارش 24 ساعته برای حوضه تهیه گردید؛ سپس مقادیرCN ، نفوذ (S)، ارتفاع رواناب (Q) و دبی حداکثر (Q max) برای کل حوضه و هرکدام از زیرحوضه ها محاسبه گردید. در نهایت جهت شناخت پارامترهای مؤثر بر دبی حداکثر هر کدام از زیرحوضه ها، از روش تحلیل عاملی براساس 19 پارامتر محاسبه به عمل آمد. نتایج نشان داد، از بین پارامترهای مورد استفاده در زیر حوضه ها، دو پارامتر فیزیوگرافی (مساحت و تراکم زهکشی) تأثیر بیشتری در پتانسیل سیل خیزی حوضه ی آبریز سراب دارند.

منطقه ی بالادست حوضه ی اهرچای به علت کوهستانی بودن سرشاخه هایش در معرض فرسایش است. بیشتر سرشاخه های حوضه دایمی بوده، شاخه ها در منطقه ی هموار به رود مئاندری تبدیل می شوند. دشت اُزومدل ورزقان، به وسیله ی فعالیت آتشفشانی در نزدیکی روستای صغندل به وجود آمده است. بدین صورت که بعد از انسداد، به وسیله مواد رسوبی پر ش ده و به دشت تبدیل شده است. حفر بستر توس ط اهرچای باعث ایجاد ترانشه و نمایان شدن رسوبات دریاچه ای می شود. بارندگی و ذوب ب رف ها در فصل بهار و اواخر زمستان موجب طغیان رودخان ه و فرسایش و حمل رسوبات می شود. در مناطق دارای شیب ملایم تر، رسوبات رودخانه ته نشست شده، در مناطق پایکوهی و پست تراس های آبرفتی تشکیل می دهند. این پژوهش ویژگی های ژئومورفیک نهشته های این تراس ها را مورد بررسی قرار داده است. بدین منظور 15 نمونه از نهشته های تراس ها جهت انجام مطالعات دانه بندی برداشت شده، سپس از روی نمودارها، پارامتری مختلفی مانند (MD)، (MZ)، (QI)، (SKG) و (SKI) استخراج شده و به صورت جداگانه مورد تجزیه و ت حلیل ق رار گرف ته اند. دانه بن دی برخی از تراس ها دارای ویژگی رسوبات دریاچه ای و ب قیه ن یز وی ژگی تراس های رودخانه ای را دارند.

ه دف این مطالعه، شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب ب رف در حوضه ی ش هرچای، با استفاده از دو مدل SRM و HEC-HMS است. بدین منظور، ابتدا با وارد کردن داده های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و پارامترهای لازم به مدلSRM ، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه سازی شد. در مدل HEC-HMS نیز پس از ایجاد مدل حوضه با نرم افزار HEC-GeoHMS در محیطGIS  و ایجاد مدل هواشناختی و واردکردن پارامترهای لازم مانند تلفات، روندیابی و ذوب برف شبیه سازی انجام شد. ضریب تعیین (R2) مدل SRM معادل 9/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 96/1 به دست آمد. از طرفی مدل HEC-HMS نیز با دقت رضایت بخش (ولی کمتر از SRM) شبیه سازی رواناب ناشی از ذوب برف را انجام داد. به طوری که ضریب تعیین ( R2) آن 85/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 1/2 درصد به دست آمد. صرف نظر از دقت بالای مدل SRM یکی از نقاط قوت مدل HEC-HMS، استفاده از داده های دما و بارش است؛ در صورتی که مدل SRM علاوه بر این پارامترها نیازمند داده های مساحت سطح پوشش برف است که از تصاویر ماهواره ای به دست می آید. نتایج نشان داد که مقدار کل رواناب در منطقه ی  مورد مطالعه با مدل SRM ، معادل 106×9/129 متر مکعب بود. در حالی که این رقم با مدل HEC-HMS معادل با 106×6/129 متر مکعب به دست آمد. با مقایسه ی  این ارقام با مقدار مشاهداتی (یعنی 106×4/132 متر مکعب) می توان نتیجه گرفت که عملکرد مدل SRM در مقایسه با مدل HEC-HMS نسبتأ خوب است.

رودخانه ی فاروب رومان با طولی نزدیک به ۱۹ کیلومتر در شمال شرق نیشابور قرار دارد و جزو رودخانه های دائمی است. این پژوهش با هدف بررسی رسوبات این رودخانه از جهت بافت، رخساره و روند ریزشوندگی آنها انجام یافته است. ابتدا به منظور بررسی پارامترهای رسوبی، تعداد ۵۵ نمونه رسوب از کانال اصلی برداشت شد. سپس با آنالیز و محاسبه ی  جورشدگی، کج شدگی و کشیدگی آنها، جورشدگی بین بد تا بسیار بد، کج شدگی مثبت و کشیدگی پهن تا متوسط به دست آمد. این رودخانه دارای بار بستر گراولی است و چهار ناپیوستگی رسوبی و پنج پیوستگی رسوبی در آن تشخیص داده شده است. فرم بیشتر دانه های این رودخانه در محدوده ی بسیار تیغه ای قرار دارد و بیشتر رسوبات آن در محدوده ی گراول هستند. بررسی رخساره های این رودخانه نشان می دهد که در رودخانه ی مذکور سه دسته رخساره، شامل رخساره های گراولی (Gci ,Gmm ,Gmg ,Gh) و ماسه ای (Sh) و گلی (Fm) وجود دارد. رخساره های موجود در چهار عنصر ساختاری کانال (CH)، جریان گراویته ای (SG)، بار گراولی و اشکال لایه ای (GB) و رسوبات ریز خارج از کانال (FF) شکل گرفته اند. بر اساس نتایج حاصل، مدل رسوبی رودخانه فاروب رومان، رودخانه ای بریده بریده با بار بستر گراولی است.

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر الگوی جوی - اقیانوسی انسو، به عنوان یک عامل تأثیرگذار در شرایط هیدرولوژیکی ک شکان رود به انجام رس یده است. در این راستا اب تدا داده های مربوط ب ه الگوی نوسان ج نوبی از سایت دانشگاه East Angelia ب رای دوره ی  آماری 1984 تا 2010 و داده های مربوط به دبی سالانه ی  کشکان رود نیز از منابع زیرب ط گردآوری ش د. سپس با اس تفاده از ت حلیل همبستگی پیرسون در س طح حداقل معنی داری 99/0درصد (p_value=0.01) ارتباط داده های مذکور، به صورت ماهانه و سالانه تحلیل گردید. همچنین برای ارزیابی اثر فازهای سرد و گرم این الگوی کلان مقیاس جوی، داده های دبی سالانه بر اساس فازهای مذکور ماهانه تفکیک شده و با اجرای آزمون t_studen دو طرفه ی مستقل، معنی دار بودن تفاوت داده های دبی سالانه در فاز های گرم و سرد انسو، بررسی شد. در نهایت با استفاده از تحلیل نقشه های سینوپتیک، علت و رابطه ی جوّی بین داه ها، مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج گویای همبستگی قوی و معنی دار دبی کشکان رود در طی سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر با شاخص انسو می باشد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل نقشه های سینوپتیک نشان دهنده ی افزایش حدود 26 درصد بارش های پاییزه ی  حوضه ی  کشکان رود در سال های با حاکمیت فاز گرم انسو (ال نینو)، نسبت به بلندمدت است. ولی در طی فاز سرد (لانینا)، بارش های پاییزه در منطقه ی مورد مطالعه حدود 5/10 درصد کمتر از حالت نرمال بوده است. اجرای آزمون t مستقل دوطرفه بر روی دبی سالانه نشان داد که طی سال های همراه با فاز گرم انسو، متوسط دبی سالانه ی کشکان رود 35 درصد بالاتر از سال هایی است که فاز سرد انسو یعنی لانینا حاکم بوده است.