هیدروژئومورفولوژی

شناسایی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش و پهنه بندی خطر آن جهت برنامه ریزی و انجام اقدامات کنترلی از اهداف تحقیق حاضر میباشد. شناسایی این عوامل و ارزش گذاری هر عامل می تواند به پهنه بندی مناسب خطر زمین لغزش کمک کند. بنابر این برای مدیریت خطر در حوضه نازلوچای در شمال غرب ایران، کارایی روش های آماری دو متغیره مورد ارزیابی قرار گرفته است. لذا از طریق بازدیدهای میدانی و استفاده از اطلاعات محلی، عکس های هوایی، تصاویر ماهوارهای Google Earth، نقشه پراکنش زمین لغزش ها تهیه گردید. در ادامه عوامل مؤثر در زمین لغزش شامل شیب، جهت شیب، ارتفاع، بارش، پوشش گیاهی، زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه و فاصله از جاده با استفاده از نقشه توپوگرافی، عکس هوایی و تصاویر ماهواره ای تهیه و وارد مدل گردیدند. س پس از طری ق همپوش انی و انطب اق نقش ه های عام ل ب ا نقش ه پراکنش زمین لغزش بطور مستقل و جداگان ه، پهنه بن دی خط ر زمین لغ زش ب ا روش های آماری دو متغیره (مدل های گوپتا- جوشی و ارزش اطلاعاتی و تراکم سطح) انجام شد. در نهایت نقشه پهنه بن دی خط ر زمین لغ زش با همپوشانی لایه های مختلف بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که مدل تراکم سطح وارزش اطلاعاتی از کارایی بالایی برای پهنه بن دی خط ر زمین لغ زش در مناطق نیمه خشک و مرطوب برخوردار هستند.

در این پژوهش، مورفولوژی و تغییرات جانبی بازه ای از مجرای رودخانه قره سو (از پل سامیان تا سد سبلان) با چهار شاخص ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی کورنیس، نرخ مهاجرت مجرا و روش ترانسکت طی دوره های زمانی 2000، 2010 و 2019 میلادی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از چهار شاخص ارزیابی شده، نشان می دهد که رودخانه قره سو در بازه مطالعاتی در بیشتر قسمت ها دارای الگوی مئاندری توسعه یافته می باشد. مئاندرهای منطبق بر دشت های منطقه عمدتاً از نوع مئاندرهای آزاد هستند و از پتانسیل زیادی برای توسعه و جابجایی برخوردار می باشند؛ در حالی که مئاندرهای بازه های کوهستانی از نوع محصور بوده و زاویه مرکزی این مئاندرها در طی دوره های زمانی مطالعاتی تقریباً ثابت باقی مانده است. همچنین نتایج تحقیق نشان داد که در طی 19 سال گذشته در مجموع 45/22 هکتار از اراضی حاشیه رودخانه قره سو در بازه مطالعاتی در نتیجه فرآیندهای فرسایشی از دست رفته اند. میانگین نرخ جابجایی طی سال های 2000 تا 2010 در حدود 5/0 متر در سال بوده است. مقدار این شاخص برای دوره زمانی 2010 تا 2019 به حدود 3/0 متر در سال کاهش یافته است. با توجه به محاسبات صورت گرفته، مقدار این شاخص در طی 19 سال گذشته (از سال 2000 تا 2019 میلادی) در حدود 4/0 متر در سال بالغ می شود. بنابراین پیشنهاد می شود اقدامات سازه ای و غیر سازه ای در نواحی مشخص شده در این تحقیق برای کاهش فرآیندهای فرسایشی و از بین رفتن اراضی طرفین رودخانه که عمدتا اراضی کشاورزی هستند، صورت گیرد.

مدل های ریاضی با استفاده از معادلات حاکم بر انتقال، توزیع و انباشت رسوب ، یکی از روش های کارآمد برای پیش بینی و برآورد بار معلق رودخانه ها محسوب می شوند. در این بررسی بار معلق رودخانه سد آبشینه همدان با استفاده از مدل های USBR، منحنی حد وسط دسته ها، منحنی سنجه فصلی و FAO برآورد و ضمن نمونه برداری مستقیم از بار معلق، مدل ها با روش اصلاحی تبدیل لگاریتمی (CF1, CF2) و مدل آماری GS+ ارزیابی و مناسب ترین مدل برآورد بار معلق رودخانه انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل فائو به دلیل بررسی پارامترهای بیشتر در شرایط مرزی و کمترین مقدار ضرایب تصحیح CF1 و CF2 و خطای کمتر میزان رسوبات بار معلق را با دقت و کارایی قابل قبول تری محاسبه نموده و از برازش و تطابق بیشتری با مقادیر رسوب مشاهداتی برخوردار است . بررسی ها نشان می دهد که مدل های ﻣﺨﺘﻠﻒ هیدرولوژیکی ﻧﺘﺎیﺞ ﻣﺘﻔﺎﻭﺗی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺩﺍشته و تقسیم بندی داده ها برحسب زمان وقوع ، تأثیر فراوانی در کاهش خطا دارد ، به طوری که مدل فائو با کمترین درصد خطای نسبی و میانگین توان دوم خطابه ترتیب به میزان 58/99 درصد و 0001/0 به عنوان روش بهینه و مدل دوره ی مشابه هیدرولوژیکی با بیشترین درصد خطای نسبی به میزان 34/100و ضریب همبستگی پایین به عنوان نامناسب ترین مدل برآورد رسوب معلق رودخانه ی آبشینه انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل فائو در برآورد میزان رسوب معلق رودخانه با ضرایب تصحیح  CF1=1.24و CF2=1.46 وکمترین میزان خطا نسبت به مدل USBR خطی با CF1=1.87 و CF2=1.97 و حد وسط با CF1=2.43 و CF2=3.01از دقت بیشتری برخوردار است. پیشنهاد می شود در مدل های برآورد بار معلق رودخانه ها بازنگری و از مدل های با کمترین خطا استفاده گردد.

پژوهش حاضر با هدف تهیه ی نقشه ی بیابان زایی در محدوده ی پیرامونی دریاچه ارومیه با تاکید بر معیار آب های زیر زمینی بر اساس مدل بیابان زایی مدالوس در بازه ی زمانی سال 2000 تا 2018 میلادی صورت پذیرفت. در جهت رسیدن به این هدف، چهار شاخص معیار آب های زیرزمینی شامل میزان هدایت الکتریکی، میزان کلر موجود در آب های زیرزمینی، میزان جذب سدیمی و میزان افت سطح ایستابی آب های زیرزمینی به عنوان شاخص های دخیل در فرآیند بیابانی شدن اراضی مورد بررسی قرار گرفت. بر طبق نتایج حاصل 212 کیلومترمربع از کل مساحت محدوده ی مورد مطالعه در کلاس بسیار شدید بیابان-زایی، 338 کیلومتر در کلاس بیابان زایی شدید، 1708 کیلومتر مربع در کلاس بیابان زایی متوسط، 4723 کیلومتر در کلاس بیابان زایی ضعیف و 7414 کیلومتر مربع در کلاس بدون بیابان زایی قرار دارد. مناطق واقع در منتهی الیه جنوب و جنوب شرق دریاچه ارومیه به دلیل دارا بودن میزان هدایت الکتریکی (4600-2400 دسی زیمنس بر متر)، میزان کلر (1033-500 میلی گرم در لیتر)، میزان جذب (92-27 میلی گرم در لیتر) از وقوع پدیده ی بیابان زایی بیشتر از سایر نواحی متأثر شده اند. از سوی دیگر در این نواحی سطح ایستابی آب های زیرزمینی به طور میانگین بیش از 50 سانتی متر در 18سال افت پیدا کرده است. بر پایه ی مطالعات صورت پذیرفته در جهت شناسایی مهمترین عامل تخریب منابع آب های زیرزمینی و متعاقبا وقوع پدیده ی بیابان زایی برداشت بی رویه از منابع آب های زیرزمینی به دلیل دارا بودن کاربری اراضی کشاورزی و باغی ، کاهش میزان بارندگی و حضور آبرفت های کواترنری با قابلیت انحلال پذیری بالا از علل آالودگی آب های زیرزمینی نواحی واقع در کلاس خطر بسیار شدید است.

جریان های آواری از جمله حرکات توده ای هستند که همیشه فعالیت های انسانی را تهدید کرده و باعث وارد آمدن خسارت-های فراوانی می شوند. تحقیق حاضر با هدف پهنه بندی خطر وقوع جریان آواری در حوضه آبریز لیلان چای واقع در استان آذربایجان شرقی و تأثیر این مخاطره بر روی مخروط افکنه لیلان انجام شده است. به همین منظور از 10 معیار مؤثر شامل شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، کاربری اراضی، لیتولوژی، بارش، فاصله از گسل، تراکم آبراهه، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده جهت پهنه بندی خطر وقوع جریان آواری استفاده شده است. از روش تصمیم گیری چند معیاره و مدل فازی جهت تعیین وزن و اهمیت معیارها استفاده گردید. نتایج وزن دهی معیارها با روش SAW نشان داد که سه معیار لیتولوژی، شیب و بارش به ترتیب با وزن 260/0، 211/0 و 190/0 نقش مهمی در وقوع جریان آواری در منطقه دارند. نقشه نهایی خطر وقوع جریان آواری با هم پوشانی و ضرب وزن نهایی معیارها در لایه های فازی شده در محیط GIS تهیه شد. نتایج تحقیق نشان داد که حدود 16 درصد مساحت منطقه در طبقه خطر زیاد و خیلی زیاد از نظر وقوع جریان آواری قرار دارد. این مناطق بیشتر ارتفاعات بالا، شیب های زیاد و دامنه های شمالی و غربی را شامل می شوند. بنابراین با توجه به وقوع این پدیده در مناطق بالادست حوضه، امکان انتقال این مواد به مناطق پایین دست و حتی سطح مخروط افکنه به دلیل مسافت خیلی طولانی و همچنین وجود سیل بندهای متعدد بر روی آبراهه های منطقه بسیار پایین است و این مخاطره خطری برای مخروط افکنه لیلان نمی تواند داشته باشد.

تخمین نفوذپذیری خاک به کمک مولفه های مختلف فرسایش می تواند یک روش برآوردی مفید برای تعیین میزان نفوذپذیری خاک در کوتاه ترین زمان و با صرف کمترین هزینه باشد. در این پژوهش به منظور تعیین تخمین میزان نفوذپذیری خاک با استفاده از مولفه های مختلف فرسایش در کاربری های مختلف نهشته های سازند گچساران، بخشی از حوزه آبریزکوه گچ شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. در این تحقیق تعیین رابطه بین میزان نفوذپذیری خاک و مولفه های مختلف فرسایش مانند میزان رسوب و مقدار رواناب و زمان شروع آستانه رواناب و رسوب در کاربری های مختلف سازند گچساران به کمک رگرسیون چند متغیره انجام گرفت. سپس نمونه برداری مولفه های مختلف فرسایش در 6 نقطه و با 3 تکرار و در شدت های مختلف بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه در سه کاربری مرتع، منطقه مسکونی و اراضی کشاورزی به کمک دستگاه شبیه ساز باران انجام شد. به منظور انجام تحلیل های آماری از نرم افزار SPSS و EXCELاستفاده گردید. نتایج نشان داد که به طور کلی بیشترین تاثیر گذاری مثبت و منفی مولفه های مختلف فرسایش در تخمین میزان نفوذپذیری خاک مربوط به میزان رسوب و شروع آستانه رواناب و رسوب در هر سه کاربری یاد شده و در سه شدت بارش 75/0، 1 و 25/1 میلی متر دقیقه می باشد و در این میان نقش میزان رسوب در تخمین میزان نفوذپذیری خاک نسبت به آستانه رواناب و رسوب اندکی بیشتر نشان داده شد و میزان رواناب در تخمین میزان نفوذپذیری خاک در این روش نقشی نداشته است.

تغییرات کاربری اراضی یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی در بیش تر حوضه های آبریز است. در این تحقیق تغییرات روند هیدرولوژیکی جریان با سناریو تغییر کاربری اراضی در حوضه آبریز اهل ایمان با مساحت 7771 هکتار واقع در قسمت غربی استان اردبیل مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور مدل هیدرولوژیکی SWAT برای منطقه مطالعاتی اجرا و با استفاده از الگوریتم SUFI2 واسنجی و اعتبارسنجی شد. نتایج مدل با استفاده از ضرایب آماری R2، NS و RMSE ارزیابی شد که در دوره واسنجی این ضرایب آماری به ترتیب 75/0، 71/0 و 31/0 و در دوره اعتبارسنجی به ترتیب 71/0، 68/0 و 18/0 به دست آمدند که ضرایب آماری به دست آمده در هر دو دوره نشان دهنده بالا بودن عملکرد مدل در منطقه مطالعاتی جهت شبیه سازی رواناب است. بنابراین با توجه به پتانسیل و مشخصات منطقه تأثیر سناریوهای تغییرکاربری اراضی دیم کم بازده به مرتع، تبدیل 50 درصد زراعت آبی به باغ و تبدیل 40 درصد کاربری مرتع به زراعت دیم دبی جریان ماهانه خروجی از حوضه آبریز اهل ایمان مطالعه شد. نتایج نشان دهنده کاهش دبی متوسط (17 درصد) در سناریوی اول و افزایش دبی متوسط (36 درصد) در سناریوی دوم است. افزایش دبی متوسط در سناریو دوم نشان دهنده کاهش ذخیره آب زیرزمینی در منطقه است.

وجود چشمه های آب ساحلی به دلیل تاثیر بر روی شوری و دمای آب و به تبع آن تاثیر بر روی چگالی محیط اطراف در مطالعات دریایی از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از پژوهش حاضر، مدلسازی عوامل موثر بر ناهنجاری دمای آب های ساحلی و تعیین نواحی احتمالی خروج سفره های آب زیرزمینی به داخل دریا می باشد. در این تحقیق به منظور تعیین ناهنجاری دمایی ناشی از نواحی احتمالی تخلیه ی آب زیرزمینی به خلیج فارس در سواحل استان هرمزگان، ابتدا با اعمال تصحیحات لازم (اتمسفریک، رادیومتریک، هندسی) بر داده های حرارتی باند 10 لندست 8، نقشه ی دمای سطح دریا (SST) تهیه و نقشه ی ناهنجاری دمایی استاندارد (STA) استخراج شد. سپس با تعیین سطح مشترک ناهنجاری دمایی طی سال های 96 و 97، نواحی احتمالی تخلیه آب زیرزمینی زیردریایی به خلیج فارس مشخص شد. سپس شاخص های ژئومرفومتری شامل: ارتفاع، شیب، انحنای طولی، انحنای عرضی، انحنای عمومی و موقعیت توپوگرافی (TPI) تعیین شده و ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ناهنجاری های ایجاد شده در سواحل بندرمقام، بندرنخیلو، بندردیوان، بندرشناس، بندرلنگه و بندرکنگ به ترتیب 53/43، 7/83، 18/65، 5/16، 2/46، 12/98 هکتار دارای احتمال بسیار بالای خروج سفره های آب زیرزمینی به داخل دریا می باشند. این سطح در کل سواحل محدوده مورد مطالعه 100/53هکتار است که به خلیج فارس تخلیه می شود. همچنین بر اساس نتایج آزمون جکنایف حساس ترین شاخص ژئومرفومتری، متغیر ارتفاع (درحالت منفی برابر با عمق دریا) است که به تنهایی AUC برابر با 90% ایجاد می کند لذا اگر از داده های ورودی مدل حذف شود، بیشترین تاثیر کاهشی را در نتایج پیش بینی مدل خواهد داشت.

آگاهی از تغییرات کاربری و پوشش سطح اراضی امری ضروری در برنامه ریزی صحیح در جهت توسعه پایدار به شمار می آید. امروزه فناوری های سنجش از دور به عنوان عنصر اصلی در پایش کاربری اراضی و تغییرات پوشش گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی با مقایسه روش های پیکسل پایه و شی گرا در تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه مردق چای با استفاده از تصاویر لندست در سال 2000 و 2020 انجام گرفت. برای مقایسه نتایج د ر هر د و روش از د اد ه های آموزشی یکسان برای طبقه بندی استفاد ه گرد ید. سپس روش های ارزیابی شامل صحت کلی و ضریب کاپای طبقه بندی استخراج و مشخص شد که نتیجه طبقه بندی به روش شی گرا با ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب برابر با 89/0 و 08/91 برای سال 2000 و 92/0 و 66/93 برای سال 2020 نسبت به روش پیکسل پایه نتایج بهتری ارائه می دهد. بر اساس نتایج حاصله از آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی، بیشترین میزان تغییر حادث شده مربوط به کاربری مرتع متراکم به مرتع متوسط با مقدار 448/35، کاربری خاک به مرتع متوسط با مقدار 686/27 و مرتع متوسط به مناطق مسکونی با مقدار 347/21 کیلومترمربع می باشد. همچنین کمترین تغییرات حادث شده مربوط به کاربری کوهستان به خاک با مقدار 015/0، مناطق مسکونی به مرتع متراکم با مقدار 023/0 و مرتع متراکم به خاک با مقدار 081/0 کیلومترمربع می باشد. آنچه که در نقشه ها بسیار واضح است کاهش بیش از حد مراتع و تبدیل آن به سایر کاربری ها می باشد.

تامین بخش عمده ای از آب مناطق کوهستانی از طریق رواناب ذوب برف صورت می گیرد. بنابراین ارزیابی دقیق آب ناشی از ذوب برف و همچنین اثرات تغییرات آب و هوایی بر روی آن، در مدیریت منابع آب امری ضروری است. در این پژوهش، رواناب ذوب برف در حوضه گاماسیاب تحت شرایط تغییر اقلیم، بررسی شد. برای این منظور، رواناب ناشی از ذوب برف با بدست آوردن سطح پوشش برف در دو سال آبی 97-95 از تصاویر روزانه ماهواره ترا- مودیس در سامانه گوگل ارث انجین و وارد کردن داده ها و پارامترهای لازم به مدلSRM ، شبیه سازی شد. در مرحله بعد با توجه به نزدیکی و طول دوره آماری مناسب از داده های ایستگاه همدید کرمانشاه در مدل ها و سناریوهای گردش عمومی جو از سری CMIP5 تحت دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 استفاده شد. ریزمقیاس نمایی این مدل ها توسط مدل آماری LARS-WG انجام شد. با بررسی عدم قطعیت مدل ها و سناریوها، برای تولید پارامتر دما از مدل HADGEM-2 تحت سناریوی PRC4.5 و برای تولید پارامتر بارش از همان مدل تحت سناریوی PRC 8.5 استفاده شد. در مرحله نهایی برای برآورد میزان تغییر رواناب ناشی از ذوب برف در دوره آتی میزان تغییرات داده های دما و بارش ماهانه نسبت به دوره پایه، به مدل SRM وارد شد. نتایج نشان داد که رواناب ناشی از ذوب برف علی الخصوص در فصل بهار کاهش می یابد. همچنین با وجود کاهش بارش دبی اوج اردیبهشت ماه با همان شدت تکرار می شود که علت آن می تواند ذوب ذوب هنگام برف بر اثر افزایش دما باشد.