هیدروژئومورفولوژی

در این پژوهش به منظور شناسایی ویژگی های کمی شکل سیرک ها در منطقه ی زردکوه بختیاری از شاخص های ژئومورفومتریک شامل مشتقات درجه دوم انحنای پلان، پروفیل، کلی،حداقل، حداکثر، انحنای طولی و مقطعی و شاخص شیب به عنوان مشتق درجه اول استفاده شده است. برای این منظور مدل رقومی ارتفاع با دقت 20 متر از نقشه های توپوگرافی 1:25000 سازمان نقشه برداری تهیه و برای تحلیل های ژئومورفومتریک استفاده گردید. سپس با ترکیب نقشه ی انواع انحنا و نقشه ی شیب، نقشه ی رنگی با ترکیب باندی مختلف به دست آمد که در طبقه بندی نظارت شده MLC از آنها استفاده شد. نتایج پژوهش نشان می دهند از 26 چاله سیرک مانند مشخص شده تنها 14مورد توسط مدل طبقه بندی نظارت شده شناسایی شد. با انطباق دادن خروجی مدل MLC با تعریف لندفرم سیرک، در نهایت به 8 سیرک کاملاٌ توسعه یافته در منطقه رسیدیم. همچنین نتایج ارزیابی دقت طبقه بندی با استفاده از نقشه ی پایه ژئومورفولوژی منطقه نشان می دهد دقت کلی طبقه بندی سیرک ها در منطقه حدود 60% است و این در حالی است سازند غالب منطقه کربناته و انحلالی است و در نتیجه سیرک های یخچالی در زردکوه تحت شرایط انحلال کارستی شکل و توسعه یافته و در بیشتر موارد شکل تیپیک سیرک را ندارند. همچنین از نتایج چنین استنباط می شود که مشتقات درجه دوم کارایی بیشتری در شناسایی ویژگی های شکلی سیرک های یخچالی دارند. شاخص انحنای پلان بخوبی توانسته پرتگاه اطراف سیرک را نشان دهد و انحنای پروفیل مسیر عبور بهمن های دیواره س یرک را بارز نموده است. به نظر م ی رسد شاخص های مشتق دوم ش امل خانواده انحناء قابلیت های زیادی در استخراج و بارزسازی اشکال طبیعی بر روی داده های رقومی ارتفاعی دارد.

سطح و کیفیت آب های زیر زمینی در ارتباط با متغیرهای مختلف تغییر می کند. هدف از این تحقیق، تخمین تغییرات زمانی و مکانی تراز آب زیرزمینی دشت مرند می باشد. برای این منظور، محاسبات بی لان آبی در نرم افزار Excel و پهنه ب ندی مکانی تغییرات در ArcGIS انجام شد. نتایج بررسی ها در وضعیت موجود نشان می دهد که در دوره ی آماری 32 ساله تراز آب زیرزمینی دشت به طور متوسط با افتی معادل 52 سانتی متر در سال و در 10 سال اخیر ب ه طور متوسط با افتی معادل 48 سانتی متر در سال روب رو شده است. برای بررسی روند تغییرات تراز آب زیرزمینی دشت در سال های آتی، ابتدا آبخوان دشت مرند به چهار پهنه ی مختلف تقسیم و سپس سه سناریو به صورت، 1) تأمین همه ی مصارف از منابع آب زیرزمینی، 2) تأمین مصارف شرب و صنعت از رودخانه ی ارس، 3) تأمین مصارف شرب و صنعت از رودخانه ی ارس و اعمال مدیریت مصرف بهینه تعریف شد و در نهایت برای هر یک از سناریوها، تراز آب زیرزمینی دشت در شهریور 1393 و 1398 پهنه بندی گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که در سناریوی اول، با تشدید افت سطح آب زیرزمینی در تمامی پهنه ها، وضعیت آبخوان بحرانی تر شده و افت تراز آب زیرزمینی در برخی نواحی به 6/2 متر می رسد. با اعمال سناریوی دوم، تراز آب زیرزمینی دشت حداقل 67/1 و حداکثر 93/1 متر افزایش می یابد و با ادامه این روند بعد از 14 سال آبخوان به وضعیت سال 1384 برمی گردد. همچنین با اعمال سناریوی سوم تراز آب دشت، حداقل 78/4 متر و حداکثر 29/5 متر افزایش می یابد که با ادامه این روند بعد از 5 سال آبخوان به وضعیت سال 1384 برمی گردد.

تصاویر ماهواره ای به علت دید وسیعی که از یک منطقه ایجاد می کنند و همچنین به دلیل پوشش تکراری منظم، به عنوان یکی از ابزارهای مهم مدیریت منابع زمینی قلمداد می شوند. با استفاده از فن آوری سنجش از دور، خصوصاً تداخل سنجی راداری (InSAR) می توان حرکات و تغییرات ناشی از پدیده هایی مانند زمین لرزه، آتشفشان، یخچال ها، زمین لغزش و دیاپیرهای نمکی و دیگر پدید های نامنظم را مطالعه نمود. در این پژوهش از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری به منظور به تصویر کشیدن جابجایی سطح زمین در محدوده سد گتوند علیا و بررسی تغییرات زمانی کوتاه مدت و بلند مدت این حادثه کمک گرفته شده است. 4 تصویر SLC باند C،  سنجنده ی ASAR ماهواره ی ENVISAT مربوط به بازه ی زمانی 2007 تا 2011، در قالب طرح پژوهشی از مرکز فضایی اروپا با گستره ی 100´100 کیلومتر مربع اخذ شد. از پردازش تصاویر با اختلاف زمانی یک ساله و بیش از یک سال 4 اینترفروگرام مستقل حاصل شد، به منظور حذف اثر توپوگرافی از اینترفروگرام ها از SRTM DEM منطقه با قدرت تفکیک 90 متر استفاده شد. و پردازش اینترفروگرام ها به کمک نرم افزار Sarscape انجام شد. جهت اصلاح اعوجاج تصاویر که در اثر نیروی جاذبه ی ماه بر روی تصاویر ایجاد می شود، از فایل DOR-VOR که حاوی اطلاعات برداشتی ماهواره DORIS آژانس فضایی اروپا می باشد، استفاده ش ده است. از ن تایج حاصل از تداخل سنجی رادار، حداک ثر میزان فرونشست در محدوده ی مورد مطالعه، حدود 5/3 سانتی متر در سال  محاسبه شده است. نتایج تداخل نگار به دست آمده در این تحقیق حداکثر نرخ فرونشست را در سازند گچساران و در محدوده ی معدن نمک عنبل به میزان 5/3 سانتی متر نشان می دهد.

آگاهی از نحوه تغییرات دبی رودخانه و به دنبال آن تغییرات ویژگی های کمی آب، می تواند کمک شایانی به مدیریت و برنامه ریزی منابع آب نماید. میزان اثرات زیست محیطی و اقتصادی- اجتماعی تغییرات دبی رودخانه، در مدیریت آب زیست محیطی بسیار حائز اهمیت است. لذا در این تحقیق، به منظور بررسی تغییرات کمی آب رودخانه ی هروچای اردبیل، دبی رودخانه با استفاده از مدل SWAT شبیه سازی گردید. در ادامه با استفاده از مدل اقلیمی LARS-WG داده های دما و بارش به صورت روزانه تحت سه سناریو A2، B1 و A1B برای دوره ی 2040-2014 استخراج و داده های شبیه سازی شده به مدل SWAT وارد و مدل برای دوره ی آماری مذکور اجرا گردید. بر اساس نتایج حاصل از پیش بینی بارش، تحت ش رایط دو سناریو A2 وB1 بارش در دوره ی پیش بینی اف زایش خواهد یافت ولی کاهش بارش تحت شرایط سناریوA1B  اتفاق خواهد افتاد. نتایج شبیه سازی دبی نشان داد که مدل SWAT طی دوره ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب با ضریب کارایی 81/0 و 84/0 دارای عملکرد قابل قبولی بوده است. سایر نتایج، افزایش دبی را بر اساس نتایج دو سناریو A2 و B1 و کاهش دبی را بر اساس نتایج سناریو A1B نشان می دهد.

برای بررسی کیفیت آب های زیرزمینی  شهرستان ارومیه تعداد 15 نمونه از آب چشمه های مختلف در کل گستره ی مطالعاتی برداشت گردید. اندازه گیری غلظت کاتیون ها و آنیون های اصلی (HCO3, Cl, SO4, Mg, Ca, Na, K) و برخی خواص آب همچون EC،  pHو TDS به صورت برجا در محل نمونه برداری و با استفاده از دستگاه های قابل حمل اندازه گیری شد. بررسی نمودارهای دایره ای نشان داد که ژیپس موجود در واحد آبرفت های جوان سبب بالا رفتن جزئی مقدار SO4 و EC در نمونه های موجود در حوضه ی آبگیر این واحد شده است و همچنین وجود مارن های موجود در منطقه باعث افزایش مقدار  Naدر برخی از نمونه ها شده است. تیپ غالب نمونه های آب زیرزمینی منطقه، بیکربناته و کلسیک بوده و فرآیندهایی چون تعویض یونی (به علت حضور کانی های رسی)، هوازدگی و انحلال سازند های آهکی و دولومیتی موجود در منطقه عوامل اصلی کنترل کننده ی شیمی آب چشمه های موردمطالعه بوده است، همچنین مشخص گردید که بخش اعظمی از تغذیه ی آب چشمه ها از واحدهای زمین شناسی مشابه (آهک های پرمین و واحدهای تخریبی میوسن) صورت می گیرد که ازنظر کشاورزی مناسب بوده و اکثریت نمونه ها برای شرب از کیفیت خوب برخوردار هستند. بالاترین همبستگی بین سولفات و TDS با 84 درصد است که نشان دهنده ی شوری نسبی در برخی نمونه ها تحت تأثیر این یون بوده و همبستگی کلسیم و بی کربنات نشان از منشاء ناشی از انحلال آهک و دولومیت است.

در ایران آب بسیاری از شهرها خصوصاً مناطق غربی از طریق منابع کارست تأمین می شود. بر این اساس در تحقیق حاضر به ارزیابی توسعه فرایندها و آبخوان های کارستیک در حوضه ی قره سو پرداخته شده است. این تحقیق مبتنی بر روش های میدانی، ابزاری و کتابخانه ای است که به منظور تعیین مناطق کارستیک توسعه یافته در حوضه ی قره سو از 8 عامل: سنگ شناسی، گسل، شیب توپوگرافی، جهت شیب، ارتفاع، رودخانه، بارش و اقلیم (دما و رطوبت) استفاده شده است. برای این منظور ابتدا با استفاده از روش نرم افزاری (ARC GIS و IDRISI) اقدام به تهیه ی لایه های اطلاعاتی شده است. پس از تهیه ی لایه های اطلاعاتی، این لایه ها بر اساس نظر کارشناسان وزن دهی و سپس با استفاده از مدل ANP استانداردسازی شده اند، سپس با استفاده از دو مدل منطق فازی و میانگین گیری وزن دار ترتیبی نقشه هایی نهایی حاصل شده است. بر پایه نتایج حاصل از عوامل موثر در توسعه یافتگی کارست، حوضه ی مورد مطالعه از نظر میزان توسعه یافتگی به 5 طبقه ی زیاد، نسبتاً زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تقسیم شده است. با ت وجه به اینکه در روش م نطق فازی و میانگین گ یری وزن دار ت رتیبی (OWA) اختلاف هایی در تلفیق و ترکیب لایه های اطلاعاتی وجود دارد، نتایج نهایی دارای اختلافاتی از نظر وسعت طبقات هستند به طوری که در روش OWA به دلیل این که تعدیل بیش تری صورت می گیرد اختلاف طبقات کم تر از روش منطق فازی است اما روند کلی میزان توسعه یافتگی در هر دو روش تقریباً منطبق بر هم است و میزان توسعه یافتگی از شمال و شمال شرق به سمت جنوب و جنوب غرب کاهش می باید.

مطالعه ی وضعیت خشک سالی به عنوان نوعی مخاطره ی طبیعی به منظور تخفیف اثرات آن، اهمیت زیادی دارد. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات مکانی و زمانی خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژیک در حوضه ی آبخیز کارون شمالی است. بنابراین با استفاده از اطلاعات هواشناسی و ه یدرولوژی کی و با اس تفاده از شاخص های: DI، Zscore، SRI، SDI، SWI و GRI رخدادهای خشک سالی تعیین شد. سپس بر اساس اطلاعات به دست آمده از این شاخص ها، پهنه بندی شدت خشک سالی هواشناسی و هیدرولوژی با روش کریجینگ و IDW (با توان 1، 2، 3 و 4) انجام شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هواشناسی در حوضه ی آبخیز کارون شمالی در سال آبی 87-86 بیشترین شدت را داشته است خشکسالی آب های سطحی در همان سال و هم زمان با شروع خشک سالی هواشناسی در حوضه اتفاق افتاده است اما در سال آبی بعد غالب است. خشکسالی آب های زیرزمینی نیز در سال 88-87 شدیدتر است. از این نظر خشکسالی آب زیرزمینی نسبت به خشکسالی هواشناسی با یک سال تأخیر رخ داده است. نتایج پهنه بندی حاکی از آن است که روش زمین آماری کریجینگ با مدل های گوسی و نمایی از توانایی بالایی در پهنه بندی خشکسالی برخوردار است. همچنین نقشه ی حاصل نشان می دهد بخش شرقی حوضه نسبت به بخش های دیگر بارش کمتری دریافت کرده است. از پهنه بندی خشک سالی آب زیرزمینی نیز این نتیجه به دست می آید که بخش های شرقی دشت های حوضه از خشکسالی شدیدتری برخوردارند؛ و به طور کلی خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه ی آبخیز کارون شمالی در پهنه ی جنوب و جنوب شرقی شدت بیشتری دارد.

 پدیده ی سیل یکی از مخاطرات جوی است که فراوانی آن در شمال غرب ایران قابل توجه بوده و همه ساله خسارات جانی و مالی فراوانی بر مناطق مختلف وارد می کند. فناوری جدید رادار هواشناسی به دلیل دارا بودن مقیاس مناسب قدرت تفکیک مکانی1000 متر و تفکیک زمانی 15دقیقه ای، می تواند به عنوان یک ابزار سودمند سنجش از دور در کاهش خسارات وارده بسیار مفید و کارا باشد. هدف از پژوهش حاضر، امکان سنجی استفاده کاربردی از فناوری جدید رادارداپلر برای پیش بینی کوتاه مدت پدیده ی سیل و اعلام هشدار به موقع به سازمان ها و ساکنان مناطق دارای احتمال وقوع سیل است. برای این منظور داده هایاتی از رادار داپلر تبریز که می تواند گسترش سه بعدی، سمت و سرعت حرکت و مقدار بارندگی حاصل از سلول های ابر بارشی را با دقّت و مقیاس مناسب تشخیص دهد، انتخاب و زمان و مکان تشکیل، سمت و سرعت و ابعاد سلول های ابر بارشی در رویداد سیل روستای غلّه زار آذرشهر به طور دقیق مورد پایش قرار گرفت. نتایج نشان داد ب رآورد بارندگی شش ساع ته رادار تب ریز ه مبستگی بالایی با داده های مت ناظر ایستگاه های هواشناسی دارد، اما در حالت کلی رادار، مقدار بارندگی را کمتر از ایستگاه های هواشناسی برآورد می کند. همچنین با توجه به قابلیت نفوذ به داخل ابر امواج رادار و دارا بودن قدرت تفکیک مکانی و زمانی مناسب، بسته به محل تشکیل و سرعت توسعه ی سلول های ابر مولد بارش های شدید، می توان در محدوده ی دید رادار تبریز پدیده ی سیل را چند ساعت قبل تشخیص داده و در صورت هماهنگی سازمان های مربوطه و اعلام هشدار سریع، خسارات آن را به حداقل رساند.

بررسی و شناخت تغییرات زمانی دبی پایه در مطالعات حوضه های آبخیز بخصوص در فصول با جریان کم، اهمیت زیادی دارد. هدف از این پژوهش بررسی و مقایسه کارایی سری زمانی30 و 56 ساله به ترتیب مربوط به دبی متوسط ماهانه رودخانه ی کاکارضا در شهرستان سلسله و رودخانه ی افرینه کشکان در شهرستان پل دختر در استان لرستان می باشند. بدین منظور ابتدا اقلیم دو منطقه تعیین و در گام بعد، توابع خود همبستگی و خودهمبستگی جزئی داده های واقعی در نرم افزار XLSTAT ترسیم و داده ها با استفاده از روش های باکس کاکس و لگاریتمی نرمال شده اند. سپس روند داده ها که نشان دهنده ی ناایستایی داده ها بود، تعیین گردید. بنابراین با استفاده از روش عملگر تفاضل در نرم افزار  MINITAB روند داده ها حذف، و مدل مناسب با کمترین آکائیکه انتخاب شد. سپس دو دوره ی 12 و24 ماهه برای دو منطقه شبیه سازی گردید. نتایج حاکی از آن بود که مدل های انتخابی در دوره ی 12 و 24 ماهه به ترتیب دارای ضریب همبستگی 92/0، 6/0 برای رودخانه ی کاکارضا و 94/0 ،88/0 برای رودخانه ی افرینه کشکان می باشد. در دوره ی کوتاه مدت 12 ماهه، توانست شبیه سازی مناسب تری را برای هر دو رودخانه نشان دهد.

آب های زیرزمینی برای بسیاری از جوامع مهم ترین منبع تأمین آب آشامیدنی است. کیفیت آب به طور مستقیم سلامت مصرف کنندگان را تحت تأثیر قرار می دهد، به همین دلیل بررسی کیفیت آب و عوامل مؤثر بر آن ضروری است. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی شهرستان ملارد استان تهران با استفاده از تحلیل های آماری چند متغیره است. بدین منظور داده های 13 پارامتر کیفی در 31 حلقه چاه آب شرب طی سال های 1389 تا 1394 انتخاب گردید و  بر اساس تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی چاه های آب شرب شهرستان ملارد به سه طبقه کیفی تقسیم بندی گردید. همچنین به منظور شناخت مهم ترین پارامترهای کیفیت آب در هر منطقه ی همگن از تحلیل عاملی بر اساس روش تحلیل مؤلفه های اصلی استفاده شد. نتاج نشان دادکه کیفیت آب در خوشه سوم (مناطق مرکزی و غربی) از مطلوبیت پایین تری برخوردار است و در هر خوشه ی کیفی 3 عامل به عنوان مهم ترین پارامترهای تغییر کیفیت آب با مجموع واریانس 8/92، 2/83 و 9/88 به ترتیب در خوش ه ی همگن 2،1 و 3 تغییرات کیفیت آب آن خوشه را توج یه می کنند. عامل های به دست آمده از تحلیل های عاملی نشان می دهد که پارامترهای موثر بر تغییرات کیفیت آب به طور عمده با سازندهای تبخیری، استفاده از کودهای شیمیایی و حاصل خیزکننده ها، فاضلاب های خانگی و دفع غیراصولی فضولات پرورشگاه های دام و طیور مرتبط می باشد.