هیدروژئومورفولوژی

حوضه ی آبریز رودخانه ی گاوی واقع در جنوب غرب شهرستان ایلام با مساحت 460 کیلومتر مربع می باشد که وقوع انواع فرسایش در آن قابل ملاحظه بوده، لذا برآورد مقدار فرسایش و رسوب جهت طرح های حفاظت آب و خاک ضروری می نماید. روش تحقیق در این مطالعه مبتنی بر مطالعات کتابخانه ای، میدانی و استفاده از مدل های تجربی برآورد فرسایش و رسوب می باشد. در این تحقیق مدل تجربی MPSIAC، که بیشترین پارامترهای مؤثر در فرسایش و رسوب را در نظر می گیرد، به عنوان تکنیک منتخب مورد استفاده قرار گرفته و پارامترهای محیطی در قالب این روش مورد بررسی قرار گرفته اند و در نهایت نتایج حاصل با ایستگاه رسوب سنجی تنگه باجک مقایسه گردید. در این مقاله از نرم افزار GIS به منظور تهیه ی لایه های اطلاعاتی استفاده شده است. ن تایج این بررسی ها، بیانگر این است که  مدل MPSIAC در این حوضه به خوبی پاسخ می دهد، زیرا به عنوان نمونه مقدار رسوب برآورد شده در حوضه ی مورد مطالعه با مدل MPSIAC  20/453 تن رسوب در کیلومتر مربع در سال و رسوب برآورد شده در ایستگاه هیدرومتری تنگه ی باجک 23/461 تن در سال می باشد، همچنین مشاهده گردید میزان رسوب برآورد شده در این حوضه در کلاس فرسایشی 4 و از نظر طبقه بندی کیفی فرسایش در کلاس درجه ی زیاد قرار داشته و طبق تعریف این کلاس می توان گفت که در این حوضه جابجایی ذرات خاک به میزانی است که اجرای برنامه های حفاظت خاک و آب ضرورت و اولویت داشته و استفاده از اراضی محدودیت زیادی دارد.

در سرتاسر دنیا و از جمله کشور ایران، آب های زیرزمینی مهم ترین منابع تأمین آب مورد نیاز می باشند. تعیین کیفیت آب در مدیریت منابع از اهمیت خاصی برخوردار بوده و پایش آن به عنوان یک اصل مهم در برنامه ریزی ها باید مد نظر قرار گیرد. هدف از انجام این تحقیق، تعیین مناسب ترین روش درون یابی به منظور تحلیل مکانی تغییرات هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذبی سدیم (SAR) آب های زی رزمینی دشت ش یرامین واقع در استان آذربایجان شرقی می باشد. اطلاعات مربوطه از تجزیه و تحلیل نمونه های مربوط به 30 حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق در منطقه ی مورد مطالعه و بر اساس آخرین نمونه گیری سال 1390 توسط سازمان آب منطقه ای استان آذربایجان شرقی به دست آمده اند. جهت انجام کار از روش های زمین آمار مانند کریجینگ ساده (SK)، کریجینگ معمولی (OK)، کریجینگ گسسته و کوکریجینگ استفاده شد. برای بررسی همبستگی مکانی داده ها، واریوگرام های تجربی هر یک از متغیرها و واریوگرام متقابل آن ها، محاسبه و ترسیم شدند. ضریب همبستگی دو متغیر، بر اساس واریوگرام متقابل آن ها، 93/0محاسبه شد. برای هر دو پارامتر EC و SAR مدل کروی بر مبنای حداقل مقدار RSS به عنوان مناسب ترین مدل برازش داده شد. برای ارزیابی روش ها از روش ارزیابی متقابل با معیار جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و همچنین ضریب همبستگی (R) بین مقادیر مشاهده شده و تخمینی استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که روش کریجینگ ساده به دلیل R بالاتر و RMSE پایین تر نسبت به سایر روش ها جهت تهیه نقشه تغییرات EC و SAR در منطقه مناسب ترین روش می باشد.   

بررسی و شناخت عوامل و ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک و چگونگی تأثیر آنها در مدیریت حوضه های آبریز در جهت کاهش خسارت ناشی از رخداد سیل، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تحقیق حاضر، با هدف بررسی ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک حوضه های آبریز کلان شهر تهران با تأکید بر سیل خیزی از طریق برآورد و بررسی خصوصیات فیزیوگرافیک حوضه های آبخیز مسلط بر کلان شهر تهران انجام گرفته است. در این مقاله، برای بررسی سیل خیزی حوضه، نقشه های ژئومورفولوژی منطقه ی تهران تحلیل و نقشه ی واحدهای پاسخ هیدرولوژیک، ترسیم و نمودارهای دبی های حدبیشتر لحظه ای در ایستگاه های هیدومتری هفت حوض (درکه)، سولقان (کن)، پل تجریش (دربند) و قلاک (دارآباد) ترسیم شده است. این تحقیق با استفاده از مطالعات کتابخانه ای، نقشه های توپوگرافی1:50000 و زمین شناسی 1:100000، DEM 30 متری منطقه ی D مورد مطالعه، عکس های هوایی سال1334 و تصاویر ماهواره ایGoogle Earth و با به کارگیری نرم افزارهایArc GIS ،FreeHand  , WMS و Excel انجام گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد، به علت تأثیرات خصوصیات فیزیوگرافیک حوضه های آبریز مسلط بر کلان شهر تهران، از جمله، شکل حوضه ها، مساحت و طول کم آبراهه های اصلی، وجود اختلاف ارتفاع و شیب زیاد شمالی- جنوبی، فاصله ی کم بین حوضه دریافت و بخش خروجی حوضه ها و کوتاهی زمان تمرکز و مداخلات انسانی، رواناب های حاصل از بارندگی در مدت زمان اندک وارد پیکره ی شهری می گردد. نقشه ی HRUS حوضه های مورد مطالعه، نیز نشان دهنده ی تنوع زیاد واحدهای پاسخ هیدرولوژیک بیشتر حوضه ها، به ویژه حوضه ی کن است. همچنین، بررسی نمودارهای داده های دبی حدبیشتر لحظه ای، نشان داد که در ایستگاه های هفت حوض و قلاک نوسان زیاد بوده و با توجه به پیشینه ی سیل خیزی در محدوده ی مورد مطالعه، به دلیل وضعیت و ویژگی های هیدروژئومورفولوژیک حوضه های آبریز در بالادست، کلان شهر تهران به شدت متأثر از رخداد سیلاب است و این مخاطره پدیده ی  همیشگی آن خواهد بود.

مطالعه ی حاضر با هدف شناخت و تبیین عوامل ژئومورفولوژی دشت و ارتباط آن ها با منابع آب زیرزمینی و نیز تهیه ی نقشه های کاربردی در راستای شناخت و مدیریت محیط در این آبخوان، تدوین شده است. منطقه ی مورد مطالعه، شامل آبخوان دشت نورآباد در محدوده ی حوضه ی آبریز دشت نورآباد از زیرحوضه های آبریز هندیجان جراحی در شمال غرب استان فارس می باشد. در این پژوهش از روش های میدانی و تحلیل آماری استفاده شده است. از روش درون یابی، جهت بررسی وضعیت منابع آب زیرزمینی آبخوان و از روش همبستگی پیرسون، جهت بررسی ارتباط بین اشکال ژئومورفولوژی با پارامتر های منابع آب استفاده شده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که مخروطه افکنه ها و دشت سیلابی، بیشترین میزان همبستگی را با منابع آب زیرزمینی در سطح 99% دارند که ناشی از وجود رسوبات آبرفتی و نفوذپذیر که نقش مهمی در تغذیه آبخوان دشت داشته است و کمترین میزان تغذیه مربوط به وجود گسل رورانده است که آب های نفوذی قبل از رسیدن به آبخوان از طریق زیرزمین از حوضه خارج می شوند و مانع از تغذیه ی آبخوان می شود. همچنین کیفیت منابع آبی دشت نشان داد که هدایت الکتریکی در بخش های جنوبی و مرکزی آبخوان دشت، به دلیل وجود سازندهای گچی و مارنی که در بخش های جنوبی بیشتر است و اسیدیته آب در کل منطقه حدود 7 و خنثی می باشد.

یکی از موضوعات مهم در مدیریت منابع آب، تشخیص رفتار آب های زیرزمینی است. هدف از این مقاله تهیه ی نقشه ی مناطق مستعد آب زیرزمینی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و روش منطق فازی و مقایسه ی نتایج آنها می باشد. برای رسیدن به این هدف از 8 پارامتر تأثیرگذار مانند لیتولوژی، تراکم زهکشی ، تغییرات شیب، کاربری اراضی، توپوگرافی، جمعیت و چشمه و چاه و گسل و شکستگی به صورت لایه ی اطلاعاتی این محدوده به وسعت 5218 کیلومتر مربع در شمال استان ایلام واقع شده است. نقشه ی نهایی حاصل از روش AHP نشان می دهد که بیشترین پتانسیل آب زیرزمینی در بخش های آهکی با تراکم بالای شکستگی وجود دارد. ارزیابی مدل های مختلف همپوشانی، با توجه به میزان تطابق با لیتولوژی، نشان می دهد که روش تلفیقی فازی or (جمع جبری) نسبت به سایر روش ها برای پتانسیل یابی آب زیرزمینی در منطقه ی مورد مطالعه مناسب تر است. این روش با 1000 کیلومترمربع پتانسیل زیاد و خیلی زیاد در بخش های مرکزی نقشه، همخوانی قابل قبولی را با نقشه ی نهایی حاصل از روش تحلیل سلسله مراتبی نشان می دهد و تطابق نقشه های مربوطه با نقشه ی چشمه و چاه در منطقه نیز صحت این روش ها را تأئید می کند.

ارتقاء اطلاعات کمی به بهبود پیش بینی پارامتر های برف کمک می کند. تاکنون تعاملات بین اندازه ی پیکسل به صورت محدود بررسی شده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر قدرت تفکیک مکانی بر روی پیش بینی عمق برف از طریق آزمون تجربی روابط بین مدل های رقومی ارتفاع و پارامترهای مؤثر در مدل سازی عمق معادل برف با قدرت تفکیک مختلف و با استفاده از مدل رگرسیون چندمتغیره می باشد. به همین منظور ابتدا با استفاده از روش هایپرکیوب محل 100 نقطه مشخص و طی یک عملیات صحرایی داده های عمق برف در نقاط مورد نظر و همچنین در 195 نقطه دیگر به صورت سیستماتیک و با نمونه بردار مدل فدرال برداشت گردید.. سپس یک مدل رقومی ارتفاع 10 متری به عنوان مبنا انتخاب گردید و از مدل رقومی ارتفاع مبنا تعداد 25 پارامتر مرفومتری استخراج و به عنوان ورودی شبکه ی عصبی ان تخاب و با استفاده از آنالیز حساسیت مهم ترین پارامترهای تأث یرگذار در مدل سازی ع مق برف مشخص شد. در مرحله ی بعد با استفاده از مدل رقومی ارتفاع مبنا 9 مدل رقومی ارتفاعی با اندازه ی پیکسل متفاوت استخراج گردید. سپس در ادامه پارامترهای مؤثر در عمق برف با استفاده از 10 مدل رقومی ارتفاع استخراج و بین آن ها و عمق برف نمونه برداری شده یک رابطه ی رگرسیونی ایجاد و عمق برف محاسبه گردید. جهت ارزیابی دقت مدل ها از پارامترهای RMSE، NMSE، MSE و MAE استفاده و در نهایت مدل رقومی ارتفاع 150 متر با مقادیر به ترتیب 75/24، 350/0، 975/612 و 97/18 بهترین مدل رقومی ارتفاع جهت مدل سازی عمق برف انتخاب گردید. این مسأله می تواند در کاهش هزینه ها و افزایش دقت برآورد عمق برف کمک بسیاری نماید.

ارتقاء اطلاعات کمی به بهبود پیش بینی پارامتر های برف کمک می کند. تاکنون تعاملات بین اندازه ی پیکسل به صورت محدود بررسی شده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر قدرت تفکیک مکانی بر روی پیش بینی عمق برف از طریق آزمون تجربی روابط بین مدل های رقومی ارتفاع و پارامترهای مؤثر در مدل سازی عمق معادل برف با قدرت تفکیک مختلف و با استفاده از مدل رگرسیون چندمتغیره می باشد. به همین منظور ابتدا با استفاده از روش هایپرکیوب محل 100 نقطه مشخص و طی یک عملیات صحرایی داده های عمق برف در نقاط مورد نظر و همچنین در 195 نقطه دیگر به صورت سیستماتیک و با نمونه بردار مدل فدرال برداشت گردید.. سپس یک مدل رقومی ارتفاع 10 متری به عنوان مبنا انتخاب گردید و از مدل رقومی ارتفاع مبنا تعداد 25 پارامتر مرفومتری استخراج و به عنوان ورودی شبکه ی عصبی ان تخاب و با استفاده از آنالیز حساسیت مهم ترین پارامترهای تأث یرگذار در مدل سازی ع مق برف مشخص شد. در مرحله ی بعد با استفاده از مدل رقومی ارتفاع مبنا 9 مدل رقومی ارتفاعی با اندازه ی پیکسل متفاوت استخراج گردید. سپس در ادامه پارامترهای مؤثر در عمق برف با استفاده از 10 مدل رقومی ارتفاع استخراج و بین آن ها و عمق برف نمونه برداری شده یک رابطه ی رگرسیونی ایجاد و عمق برف محاسبه گردید. جهت ارزیابی دقت مدل ها از پارامترهای RMSE، NMSE، MSE و MAE استفاده و در نهایت مدل رقومی ارتفاع 150 متر با مقادیر به ترتیب 75/24، 350/0، 975/612 و 97/18 بهترین مدل رقومی ارتفاع جهت مدل سازی عمق برف انتخاب گردید. این مسأله می تواند در کاهش هزینه ها و افزایش دقت برآورد عمق برف کمک بسیاری نماید.

سیل به عنوان یکی از مهم ترین سوانح طبیعی همواره مورد توجه بشر بوده و در سال های اخیر با توجه به پدیده ی گرمایش جهانی و تغییر شکل بارش ها از حالت جامد به مایع، لزوم توجه بیشتر به آن احساس می شود. در حوضه های کوهستانی که از رژیم برفی برخوردارند، معمولاً وقوع بارش با رخداد سیلاب همزمان نیست. با این وجود، در برخی موارد رخداد بارش فرین منجر به وقوع سیلاب های مهیب و خانمان برانداز، شده است. هدف از این پژوهش، بررسی ساز و کار سامانه هایی است که همزمان با وقوع بارش های فرین، دبی های سیلابی را به دنبال داشته است. بدین منظور، داده های بارش روزانه 23 ایستگاه هواسنجی استان چهارمحال و بختیاری از 12/10/1379 تا 30/7/1391، داده های دبی روزانه ایستگاه آب سنجی بهشت آباد در بازه ی زمانی 1/1/1377 تا 29/12/1389 و داده های تراز میانی هوا سپهر شامل متغیرهای ارتفاع ژئو پتانسیل، فشار تراز دریا، بادمداری، باد نصف النهاری، امگا، دما و رطوبت ویژه که از مرکز ملی پیش بینی های محیطی/ مرکز ملی پژوهش های جوی ایالات متحده آمریکا اخذ، و به کار گرفته شد. سپس بر مبنای رویکرد محیطی به گردشی مورد واکاوی همدید قرار گرفت. واکاوی آماری داده های روزانه ی بارش رواناب نشان داد که راب طه ی معناداری بین بارش ایستگاه های حوضه و م قدار رواناب در زمان رخداد بارش وجود ن دارد. به نظر می رسد عدم همزمانی وقوع بارش با رخداد رواناب، ناشی از ریزش های جامد است. در حالی که در رخدادهای همزمان بارش- رواناب، ریزش های مایع بوده است. واکاوی همدید نشان داد، وجه تمایز بین سامانه های با بارش مایع و جامد، در نحوه ی تأمین رطوبت آنهاست. به طوری که رویدادهای بارشی مایع، با استقرار سامانه ی واچرخندی بر روی دریای عرب همراه است که این سامانه هوای گرم و مرطوب دریای عرب را به داخل فرود عمیق مدیترانه هدایت نموده و هوای گرم و مرطوب، پس از عبور از دریای سرخ و خلیح فارس تقویت شده و بر محتوای رطوبتی آن افزوده شده و در نتیجه در اثر ناپایداری شدید ایجاد شده در جلوی فرود عمیق مدیترانه صعود نموده و رخداد بارش های سیل زا در زاگرس مرتفع، به ویژه حوضه ی بهشت آباد را به دنبال دارد.