هیدروژئومورفولوژی

در یک حوزه آبریز بین وقایع هیدرولوژیکی نظیر جریان های سیلابی با ساختار ژئومورفولوژیکی حاکم بر آن ارتباط منطقی وجود دارد. هدف این تحقیق محاسبه دبی اوج هیدروگراف و وضعیت انتقال و رسوب با استفاده از دو مدل GIUH و WinTR-55 در حوزه آبخیز سنقر از زیرحوزه های کرخه است . ابتدا حوزه به 8 زیر حوزه و چهار Reach تقسیم و سپس پارامترهای از قبیل مساحت، نسبت انشعاب، نسبت طول، سرعت جریان، عرض کف آبراهه، شیب آبراهه، جنس و طول مسیرجریان، ضریب زبری مانینگ، شیب کناره ها و مقاطع آبراهه، نوع جریانات، بارندگی 24 ساعته در هر زیر حوزه تعیین و مقادیر دبی اوج هیدروگراف محاسبه گردید. نتایج نشان داد که مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل GIUH به میزان 52/6 درصد بیشتر از مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل WinTR-55 می باشد. نتایج نشان داد که در زیرحوزه های S1 و S2 S6 و S8 بعلت کوهستانی بودن و افزایش شیب و سرعت جریان، ظرفیت انتقال رسوب بالا رفته و فرسایش فعال می باشد. در زیرحوزه های S3 و S4 و S5 S7 به دلیل شیب کم و کاهش سرعت جریان ظرفیت انتقال پایین و رسوبگذاری اتفاق افتاده است. همچنین مقادیر RMSE و R2 محاسبه شده برای هر دو مدل نشان داد که مدل WinTR-55 نسبت به مدل GIUH دقت و کارایی بالاتری در برآورد دبی اوج حوزه دارد.

هدف از این مطالعه مدل سازی رواناب ماهانه با استفاده از مدل Temez با در نظر گرفتن تاثیرات سناریوهای مختلف تغییر کاربری اراضی بر سیلاب در حوزه آبریز کوزه تپراقی استان اردبیل است. در این مطالعه از تصویر ماهواره ای لندست 8 سنجنده OLI/TIRS، مدل رقومی ارتفاعی (DEM)، داده های بارش، دما و دبی روزانه دوره 10 ساله (1381-1391) استفاده شد. طبقه بندی کاربری اراضی با استفاده از روش نظارت شده ماشین بردار پشتیبان انجام شد و ضریب کاپای 95/0 و صحت کلی 5/97 درصد بدست آمد. علاوه براین، باتوجه به وضعیت موجود کاربری های اراضی، مجاورت کاربری های اراضی و درصد شیب کاربری های اراضی در حوزه مورد مطالعه 10 سناریوی تغییرکاربری اراضی در حوضه ی مورد مطالعه تعریف و تدوین شد. هم چنین، نتایج حاصل از مدل سازی با استفاده از داده های دبی مشاهداتی ایستگاه هیدرومتری کوزه تپراقی واسنجی و اعتبارسنجی شد. مقدار ضریب تبیین برای مراحل واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر با 77/0 و 65/0 بود. نتایج نشان دهنده این بود که اگر تغییرات کاربری های اراضی در حوضه یمورد مطالعه در آینده براساس شرایط تدوین شده در سناریوهای احیاء کاربری اراضی3 (احداث باغ در اراضی کشاورزی آبی)، 4 (احداث باغ در اراضی کشاورزی آبی و احیا مراتع شخم خورده) و5 (احداث باغ در مراتع شخم خورده و کم بازده) باشد، حجم رواناب به میزان 4/3، 3/3 و 1/4 درصد کاهش خواهد یافت. هم چنین، اگر تغییرات کاربری اراضی براساس شرایط تدوین شده در سناریوهای تخریب کاربری اراضی در سناریوی 9 (تبدیل مراتع پرشیب به زراعت دیم) و 10 (تبدیل مراتع کم شیب به اراضی بدون پوشش) باشد، میزان رواناب ماهانه به میزان 24/15 و 5/4 درصد افزایش خواهد یافت.

در این مطالعه از روش رگرسیون لجستیک برای تحلیل کمی و مقایسه ای ناپایداری ها در دامنه های مشرف بر جاده کرج- چالوس (حد فاصل کرج- گچسر) و اتوبان در حال احداث تهران- شمال (حد فاصل تهران- سولقان) استفاده شده است. جهت بررسی پتانسیل وقوع حرکات دامنه ای لایه های جداگانه 14 فاکتور موثر در وقوع ناپایداری ها (شامل طبقات ارتفاعی، شیب، جهت شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، بارش، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، پوشش گیاهی، اقلیم، طول شیب، شاخص قدرت آبراهه ای و شاخص رطوبت توپوگرافیک) در محیط GIS تهیه شدند، سپس با لایه پراکنش ناپایداری های موجود انطباق داده شدند و تراکم آن ها در واحد سطح محاسبه شد. در ادامه با استفاده از نرم افزار Terrset مدل رگرسیون لجستیک انجام شد. در نهایت می توان گفت مدل آماری رگرسیون لجستیک مدلی مناسب جهت پهنه بندی احتمال وقوع ناپایداری ها در منطقه مورد مطالعه در کنار خطوط ارتباطی است. به عنوان نتیجه گیری نهایی می توان گفت علاوه بر عوامل طبیعی، عوامل انسانی خصوصا جاده سازی غیراصولی می توانند نقش مهمی در وقوع ناپایداری های دامنه های مشرف بر جاده داشته باشند. برای کاهش نسبی خطرات و افزایش میزان پایداری دامنه ها لازم است تا حد ممکن از تغییر اکوسیستم و کاربری اراضی اجتناب نمود، و همچنین هرگونه سیاست گذاری به منظور احداث سازه ها متناسب با شرایط ژئومورفولوژیکی و زمین شناسی منطقه صورت پذیرد.

هدف تحقیق حاضر بررسی و مقایسه دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل تاپسیس در پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه پایین دست سد سنندج است. این کار با استفاده از نرم افزار ARCGIS، زبان برنامه نویسی پایتون و مدلهای شبکه عصبی مصنوعی و تاپسیس صورت گرفت. بدین منظور از 9 لایه ورودی در پهنه بندی خطر زمین لغزش استفاده شد. نقاط لغزشی و غیر لغزشی منطقه با استفاده از تصاویر ماهواره ای، مشخص گردید. از وزن یابی درونی در تعیین وزن لایه ها استفاده شد. در مدل شبکه عصبی داده ها با استفاده از یک شبکه پرسپترون چندلایه با الگوریتم یادگیری آدام آموزش دیدند. ساختار شبکه دارای 9 نرون در لایه ورودی، 30 نرون در لایه میانی و 1 نرون در لایه خروجی است. در مدل تاپسیس پس از بی مقیاس سازی ماتریس تصمیم از روش آنتروپی شانون برای وزن دهی به معیارها و به منظور تعیین فاصله نسبی از ایده آل مثبت و منفی از فاصله اقلیدسی استفاده شد. پس از آماده سازی مدلها، منطقه مورد مطالعه با 970 کیلومتر مربع با 9 متغیر ورودی که تبدیل به داده های رستری به پیکسل های 30*30 شدند تحلیل شد. نتایج تحلیل به صورت نقشه ای با پنج طبقه خطر زمین لغزش برای هر مدل ترسیم گردید. بعد از اعمال 5 روش محاسبه میزان خطا جهت صحت سنجی مدلها مشخص گردید مدل شبکه عصبی پرسپترون دارای خطای کمتر و انطباق بیشتری است و با جغرافیای منطقه سازگاری بهتری دارد.

هدف از این تحقیق بررسی و تحلیل نقش شاخص های هیدروژئومورفیک در حساسیت سیل خیزی این حوضه می باشد. جهت نیل به این هدف ابتدا منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 5/12 متر به 15 زیر حوضه تقسیم شده است. در مرحله بعد با استفاده از قوانین ژئومورفولوژیکی هورتن، شوم و استرالر خصوصیات ژئومورفولوژیکی هر یک از زیر حوضه ها از سه جنبه خصوصیات شبکه زهکشی (شامل رتبه آبراهه، تعداد آبراهه، طول آبراهه، تناوب آبراهه، نسبت انشعاب، طول جریان در روی زمین، تراکم زهکشی، بافت زهکشی، نسبت بافت، شماره نفوذ، ثابت نگه داشت کانال و ضریب رو)، خصوصیات شکلی (شامل مساحت، ضریب فشردگی، نسبت مدور بودن، نسبت کشیدگی، ضریب شکل و شاخص شکل) و خصوصیات برجستگی (شامل برجستگی، نسبت برجستگی، عدد سختی یا زبری و نسبت شیب) در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شدند. جهت تعیین وزن پارامترها از مدل تحلیل تصمیم گیری چند معیاره SWARA استفاده شد. نتایج وزن دهی پارامترها نشان داد که پارامترهای هیدروژئومورفیکی بافت زهکشی، نسبت بافت و تراکم زهکشی با مقادیر 273/0، 273/0 و 156/0 بیشترین وزن و تأثیر را در سیل خیزی منطقه مورد مطالعه دارند. به منظور اولویت بندی 15 زیر حوضه الندچای از مدل تصمیم گیری WASPAS استفاده شد. نتایج نشان داد که زیر حوضه های 1، 3 و 2 به ترتیب با ضرایب 907778/0، 858988/0 و 818645/0 از حساسیت سیل خیزی بیشتری برخوردار هستند. در مقابل زیر حوضه های 6 و 13 با ضرایب 250252/0 و 374716/0 کمترین مقادیر را داشته اند که نشان دهنده حساسیت بسیار پایین این زیر حوضه ها به سیل خیزی است.

مسأله ی آب یکی از اساسی ترین مسایل امروزی جوامع انسانی است، اما در سایه ی خشکسالی، به یک چالش جدی برای تصمیم سازان جامعه تبدیل شده و تمامی ابعاد توسعه ی جامعه را متاثر می کند. در استان لرستان، در سال های اخیر تعداد قابل توجهی از رودخانه ها و چشمه ها خشکیده است که اغلب، آن را به خشکسالی جوی (کمبود بارش) نسبت می دهند. در این پژوهش با استفاده از نمایه ی درصد نرمال بارش به ارزیابی این نوع خشکسالی در بازه ی زمانی 1988 تا 2017 پرداخته شد. محاسبه درصد نرمال بارش نشان می دهد که فقط درصد کمی (بین 30 تا 6/6 درصد) از دوره ی سی ساله ی مورد بررسی دارای خشکسالی، آن هم از نوع ضعیف (کمی خشک) بوده اند. این بدان معنی است که خشکسالی به صورت قابل توجه در این دوره رخ نداده است. بنابراین بروز عوارض خشکسالی متوسط تا شدید که به صورت خشک شدن بسیاری از چشمه ها، رودخانه ها، و آبشارها نمایان شده است، نمی تواند به تنهایی ناشی از خشکسالی جوی باشد. این مساله می تواند ریشه در برداشت بی رویه ی آب های زیرزمینی داشته باشد که موجب افت ناگهانی و شدید سطح سفره و بروز علایم خشکسالی شدید شده است. واکاوی دوره ی بازگشت خشکسالی نیز تایید می کند که خشکسالی شدید در اغلب ایستگاه ها دارای دوره ی بازگشت بسیار طولانی و غیرقابل محاسبه است. خشکسالی متوسط نیز دوره ی بازگشتی بیشتر از هزار سال دارد. تنها خشکسالی ضعیف دارای دوره ی بازگشت 100 تا 200 سال است، اما این نوع خشکسالی نمی تواند مسئول بروز عوارض خشکسالی شدید باشد، پس باید به دنبال عوامل انسانی مانند مدیریت منابع بود که مرتبط با خشکسالی اجتماعی-اقتصادی است. بر پایه ی میزان داده های بازسازی شده، ضریب اطمینان نتایج به دست آمده برای ایستگاه های خرم آباد، الیگودرز و بروجرد 100%، برای ازنا، دورود و نورآباد 7/56%، پلدختر 4/63 % و برای کوهدشت و الشتر 7/66 % می باشد.

در محدوده اوجان چای(از زیرحوضه های مهم واقع در دامنه های شرقی کوهستان سهند) علی رغم توجه به نوع خاک و ویژگی های توپوگرافی و اقلیم حاکم ،تغییرات ناشی از دست اندازی انسان به شیب ها و تغییرات کاربری زیاد است . با توجه کندوکاری های ناشی از فرسایش شیاری و بطورکلی آبکندی به نظر می رسدکه تغییرات رواناب به واسطه ی تغییر کاربری در محدوده مورد نظربسیار زیاد می-باشد.محدوده مورد مطالعه از محدوده های مرتعی کشور محسوب می شود و اغلب به دلیل اینکه در محدوده های مرتعی کشت و آنهم کشت افراطی صورت می گیرد ،خاک دامنه ها توسط رواناب ها تحت فرسایش شدید قرارگرفته اند.در این تحقیق هدف بررسی نقش تغییرات هیدروژئومورفولوژیکی ناشی تغییرات کاربری در حوضه اوجان چای است . در این تحقیق از مدل L-THIA برای تخمین رواناب ناشی از تغییر کاربری در حوضه استفاده شده است. برای بکارگیری مدل L-THIA ابتدابارش ایستگاه ها تهیه گردیدو ازتصاویر ماهواره ای لندست (سنجنده TM و ETM) و نرم افزار تخصصی L-THIA و Arc Map استفاده شد. با توجه به مدل ارائه شده ،لایه کاربری زمین و گروه های هیدرولوژیکی خاک تهیه گردید.نتایج بررسی ها نشان داد که در سطوحی که تغییر کاربری صورت گرفته ،ارتفاع و حجم رواناب از سال 1988 تا 2018 به دو برابر افزایش یافته است .در حوضه مورد مطالعه ،افزایش وسعت زمین های تحت کشت و تغییرات کاربری زمین از مرتع به زمین کشاورزی به تغییرات هیدروژمورفولوژیکی منجرشده است .

پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط بین سنجه های سیمای سرزمین و الگوی فرسایش خاک در حوزه آبخیز شریف بیگلو استان اردبیل برنامه ریزی شد. ابتدا با استفاده از نرم افزار Fragstats 4.2.1، 9 سنجه سیمای سرزمین شامل تراکم لکه، شاخص بزرگ ترین لکه، حاشیه کل، تراکم حاشیه، شاخص شکل لکه، میانگین اندازه لکه، میانگین فاصله نزدیک ترین همسایه اقلیدسی، شاخص گسستگی سیما و شاخص تکه شدگی مورد محاسبه قرار گرفت. سپس شدت فرسایش خاک منطقه با استفاده از مدل پتانسیل فرسایش (EPM) با عملکرد قابل قبول بر اساس مطالعات پیشین برآورد شد. در ادامه نتایج حاصل از محاسبه ی سنجه ها و شدت فرسایش خاک وارد نرم افزار SPSS شده و رابطه معنی داری حاکم بر آن ها تعیین شد. نتایج نشان داد که در حوضه مورد مطالعه کاربری کشاورزی دارای فرسایش زیاد، کاربری های مرتع و باغ فرسایش متوسط، مسکونی فرسایش کم و بدنه آبی دارای فرسایش جزئی می باشد. در سطح سیما، برای حوضه شریف بیگلو میزان تعداد لکه 49، تراکم لکه 15/1، شاخص بزرگترین لکه 64/80، حاشیه کل 008/75508، تراکم حاشیه 75/17، شاخص شکل لکه 56/4، میانگین اندازه لکه 79/86، گسستگی سیما 34/0 و تکه شدگی 52/1 محاسبه شد. در سطح کلاس، میزان تکه تکه شدگی در بدنه آبی بالا ترین مقدار است. می توان نتیجه گرفت ارتباط آن با مجموعه هایشان قطع شده است که در نهایت با دخالت تغییرات سنجه های سیمای سرزمین، مطالعه فرسایش خاک نیز به شکل بهتری به انجام رسید به طوری که نقشه پتانسیل فرسایش نشان داد که مناطق با شدت فرسایش بالا متأثر از شاخص های سنجه به کار رفته و خصوصیات هیدروژئومورفولوژی به کار گرفته شده می باشد.

هدف از مطالعه حاضر مانیتورینگ اثرات فعالیتهای اکتشاف و ذوب بر پوشش گیاهی منطقه است. با توجه به اینکه در این منطقه برای ذوب طلا از روش هیپ لچینگ استفاده می شود، احتمال اینکه مواد شیمیایی استفاده شده در سرویسهای ذوب در محیط زیست پخش و یا در عمق نفوذ نماید، بیشتر است. پوشش گیاهی یکی از پدیده هایی هست که به شدت از آلودگی محیط، به ویژه نشت و نفوذ سیانور متاثر شده و کاهش می یابد. بنابراین بررسی روند پوشش گیاهی می تواند بر چنین دغدغه ای پایان دهد. لذا منطقه مورد مطالعه به سه بخش منطقه 1 (منطقه معدن کاوی شده)، منطقه 2 (منطقه بکر و دست نخورده) و منطقه 3 (پایین دست منطقه 1) تقسیم و آزمون من کندال-من کندال دنباله ای و همبستگی بین پوشش گیاهی آنها در فرضیه های مختلف صورت گرفت. بدین منظور، داده های تصاویر ماهواره ای لندست 5 و 8 در بازه زمانی 1984-2019 بصورت سری زمانی و داده های دما و بارش ایستگاه ورزقان در بازه زمانی 1989-2017 مورد استفاده قرار گرفت. با بکارگیری شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI) تراکم پوشش گیاهی استخراج و در مقیاس پیکسل (هر 900 مترمربع)، روش آماری ناپارامتریک من-کندال در سطوح اطمینان 95 و 99 درصد بر NDVI اعمال شد. سپس مساحت منطقه کاهش یافته معنی دار با استفاده از آزمون من-کندال دنباله ای به منظور بررسی نقطه شروع کاهش معنی داری در هر سه منطقه، مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان دهنده عدم نفوذ مواد شیمیایی در محیط زیست است و اقلیم کنترل کننده تغییرات پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه است.

در این پژوهش سعی شده با تلفیق سیستم اطلاعات جغرافیایی و سیستم های تصمیم گیری چندمعیاره (MCDM)، مناطق با درجات مختلف ریسک سیلاب جهت استقرار پایدار جمعیت در سطح هر یک از شهرستان های استان خراسان رضوی شناسایی شوند. بدین منظور، ابتدا داده های 6 پارامتر موثر شامل حداکثر دبی با دوره بازگشت های 2، 3، 5، 10، 25، 50، 100 و 200 ساله حاصل از خروجی نرم افزار HEC-HMS، تراکم زهکشی، کاربری اراضی و پوشش گیاهی، CN، شیب و نفوذپذیری منطقه مورد مطالعه، در محیط نرم افزار GIS آماده سازی گردید. سپس با استفاده از روش ANP و مقایسه زوجی به ترتیب وزن هر معیار و وزن کلاس های هر لایه در نرم افزار Super Decision محاسبه شد. سپس با استفاده از توابع تحلیل نرم افزار GIS، کل محدوده برای هر یک از معیارهای تعیین شده پهنه بندی شد .در نهایت، با تلفیق نقشه های پهنه بندی شده براساس وزن از روش ANP نقشه نهایی در پنج کلاس سیلخیزی خیلی کم تا سیلخیزی خیلی زیاد تهیه شد. نتایج نشان داد مساحت شهر هایی که در معرض سیلخیزی با درجه خیلی زیاد هستند همچنین نتایج پهنه بندی ریسک سیلاب با دوره بازگشت 2 ساله در سطح کل استان نشان داد که بیش از 86 درصد مناطق دارای سیلخیزی کم و خیلی کم، 2/12 درصد مناطق متوسط و 8/1 درصد نیز از لحاظ سیل خیزی در درجه زیاد می باشد. در حالیکه نتایج پهنه سیلابی در دوره بازگشت 200 ساله نشان داد که 3/41 درصد سیلخیزی کم، 4/31 درصد سیلخیزی متوسط، 3/13 درصد سیلخیزی زیاد و 1/14 درصد سیلخیزی خیلی زیاد را در سطح کل استان شامل می شود.