پژوهش های ژئومورفولوژی کمی

تغییرات الگوی رودخانه، یکی از مهمترین مسائل مهندسی رودخانه است که فعالیت ها و سازه های عمرانی را در حاشیه رودخانه ها تحت تأثیر قرار می دهد. محدوده مورد مطالعه در این پژوهش رودخانه چشمه علی است که از الحاق جریان رودخانه های آستانه و دامغانرود و جریان خروجی از مظهر چشمه علی در محل روستای آهوانو شکل می گیرد. محدوده مورد مطالعه به طول 10 کیلومتر به 7 بازه مجزا تفکیک گردید. در ادامه تغییرات پلاتفرم کانال و تغییرات آن براساس مساحت کانال در سال های مختلف همچنین پویایی کانال در بازه های مختلف زمانی مطالعه شد. در این پژوهش تاثیرات ویژگی های زمین شناسی بر مورفولوژی رودخانه برای هریک از بازه ها مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بررسی پویایی کانال نشان داد که بیشترین جابجایی جانبی در سالهای 2003 و 2013 رخ داده است. همچنین بیشترین جابجایی جانبی در بازه 7 به میزان 65/0 متر در سال و در مقابل، بازه 1 کمترین جابجایی جانبی به میزان 27/0 متر در سال رخ داده است. در واقع بازه 1 پایدارتر از بازه 7 بوده است. تنوع در سازندهای زمین شناسی در دو طرف رودخانه با تغییرات مورفولوژیکی مشاهده شده مرتبط است، و نشان می دهد که تفاوت سازندهای زمین شناسی می تواند به طور قابل توجهی بر رفتار رودخانه و پایداری در طول زمان تأثیر بگذارد. یافته ها روند واضحی از تغییرات مورفولوژیکی و هیدرولوژیکی در سیستم رودخانه در شش دهه گذشته را نشان می دهد. کاهش مساحت کانال در چندین بازه نشان دهنده عوامل تنش زای محیطی بالقوه مؤثر بر پایداری رودخانه شامل اثرات انسانی یا ویژگی های توپوگرافی در غالب تغییرات شیب، موقعیت کانال از جهت محدودیت کانال و ویژگی های زمین شناسی بوده است. کاهش قابل توجه در مساحت و عرض کانال نشان دهنده گرایش به سوی زیستگاه های رودخانه ای با ثبات تر و بالقوه با تغییرات کمتر است.

رودخانه ها سیستم های پویایی هستند که به دلیل بارش های سنگین و ناگهانی با افزایش قابل توجهی از میزان دبی مواجه شده و حالت سیلابی به خود می گیرند. هدف اصلی این پژوهش پهنه بندی جریان سیلاب برای دوره های بازگشت در طول رودخانه گمناب چای به طول تقریبی 5 کیلومتر (از روستای آناخاتون تا تلاقی رودخانه آجی چای) است. به همین منظور، از مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS استفاده شده است. جهت پهنه بندی و تهیه نقشه پهنه های سیلابی برای دوره های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50، 100، 200 و 500 ساله از آمار دبی ایستگاه هیدرومتری آناخاتون استفاده شده و دبی های حداکثر برای دوره های مذکور با استفاده از نرم افزار آماری EasyFit پیش بینی شد. لایه های مورد نیاز تحقیق جهت پهنه بندی سیلاب از قبیل خطوط مرکزی جریان، مقاطع عرضی و سواحل سمت چپ و راست رودخانه با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS و در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شدند. نتایج تحقیق نشان داد که در سیلاب های با دوره های بازگشت 25، 50، 100 و 500 ساله به ترتیب حدود 150، 175، 190 و 225 هکتار از اراضی محدوده دشت سیلابی دچار آب گرفتگی می شوند. همچنین نتایج نشان داد که جریان سیلابی در بازه مورد مطالعه در دوره بازگشت های مختلف از حداقل 10 متر تا حداکثر 225 متر از کانال اصلی رودخانه خارج شده و وارد محدوده ی دشت سیلابی می گردد. لذا با توجه به نتایج به دست آمده، ضرورت دارد که اقدامات حفاظتی جهت جلوگیری از وقوع سیلاب در طول مسیر رودخانه از قبیل لایروبی بستر، حفظ حریم بستر رودخانه از تصرف انسان و ایجاد دیوار ساحلی صورت گیرد.

ناهمواری ها همیشه سالم و دست نخورده نمی مانند و پیکره چین خوردگی به وسیله عملکرد زمین ساخت و فرسایش، تغییر می کند. مطالعه ساز وکار چین خوردگی و شرایطی که باعث ایجاد تداوم عوامل ژئومورفولوژی، تغییر ساختمان چین ها و نشان دادن چگونگی عملکرد فرسایش بر روی این ساختارها، نشان دهنده مهّم بودن این مسئله است. باوجوداین، در زاگرس رابطه ای که فرسایش با زمین ساخت ایجاد کرده است، مشخص نیست؛ ازاین رو در پژوهش حاضر، سعی بر این است که ضمن بررسی مورفومتریک طاق-ها، این ارتباط کشف شود و شاخص هایی برای عملکرد رودخانه ها در میزان تخریب طاقدیس های زاگرس چین خورده استان کرمانشاه به دست آید. در این پژوهش، زون زاگرس چین خورده در استان کرمانشاه انتخاب شده است که جهت گیری عمومی آن، شمال غرب - جنوب شرق است. برای جمع آوری داده ها از DEM 10 متر استان و نقشه 1:100000 زمین شناسی برای مشخص-شدن حدود طاق ها، تشخیص و ترسیم شبکه آبراهه ها، ترسیم محدوده حوضه های هر آبراهه استفاده شده است. برای تجزیه و-تحلیل، از آزمون های t جفتی و تیوکی کرامر استفاده شده که در پایان دو شاخص درصد مساحت نسبی حوضه ها و شاخص متوسط میانگین طول آبراهه ها به دست آمد. نتایج نشان می دهد که همه طاق ها به یک اندازه در برابر فرسایش واکنش نشان داده اند و اگر ساختمان نقشی در عملکرد فرسایش داشته است، این نقش دست کم در مقیاس کل طاقدیس ها معنی دار نبوده و در همه آن ها نقش یکسانی ایفا کرده است.

یکی از مخاطراتی که طی سال های اخیر در بسیار از مناطق رخ داده، مخاطرات ناشی از فرونشست است . محدوده شهری و مرکزی استان البرز نیز، در طی سال های اخیر با افت شدید سطح آبهای زیرزمینی مواجه بوده که این عامل سبب گردیده تا این منطقه در معرض وقوع مخاطره فرونشست قرار گیرد. هدف این پژوهش بررسی و تحلیل مهمترین عوامل دخیل در ایجاد خطر فرونشست محدوده مرکزی و شهری استان البرز و مشخص کردن سطوح مستعد که احتمالا در آینده درگیر فرونشست خواهند شد، با بهره گیری از الگوریتم های چند معیارهMABAC و CODAS است. ضمنا در بحث پهنه بندی به نقش عوامل محیطی (آب های زیرزمینی، کاربری اراضی، افت آب، سطح آب، عمق آب ...) توجه ویژه ای صورت پذیرفته است. با توجه به نتایج حاصل از پهنه بندی خطر فرونشست؛ معیار های عمق آب ، کاربری اراضی و شیب و زمین شناسی با ضریب وزنی 151/0، 147/0، 43/0 و 136/0 مهم ترین عوامل دخیل در ایجاد خطر فرونشست محدوده مورد مطالعه می باشند.با توجه به نقشه پهنه بندی فرونشست با تکنیک MABAC به ترتیب 18/284 و 14/223کیلومتر مربع و تکنیک CODAS 09/236 و 34/512 کیلومترمربع در طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد. نتایج اعتبار سنجی نشان داده که الگوریتمMABAC ، با سطح زیر منحنی 891/0، در برآورد حساسیت فرونشست محدوده مورد مطالعه نسبت به الگوریتم CODAS با سطح زیر منحنی 714/0، از صحت بیشتر و در نتیجه قابلیت بالاتری برخوردار است. در نهایت می توان گفت مهمترین عامل اصلی دخیل در افزایش مقدار و پتانسیل فرونشت در محدوده شهری استان البرز، بهره ی بی رویه از آب های زیرزمینی و افت سطح آب است.نتایج مطالعه مدیران سازمانی و برنامه ریزان منابع اراضی و خاک ، در زمینه حفاظت و مدیریت منابع آبی و مخاطرات طبیعی و جلوگیری از تخریب سرزمین کمک شایانی نماید.

تتغییرات مورفولوژیکی منتسب به فعالیت های انسانی یکی از محرک های اساسی تغییرات محیطی در سطوح محلی، منطقه ای و جهانی است. مطالعات مورفولوژی در افزایش درک و نظارت بر تغییرات محیطی حیاتی شده است. از این جنبه، مطالعه حاضر به جزئیات وضعیت مکانی-زمانی جلگه آبرفتی و ساحلی رودخانه بهمنشیر در شهرستان آبادان با استفاده از تصاویر ماهواره ای Landsat، LISS III و Sentinel 2A برای سال های 1973، 1986، 19۹۹، ۲۰۱۲ و 2024 می پردازد. در این مطالعه از سنجش از دور (RS)، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سیستم تحلیل خط ساحلی دیجیتال (DSAS) برای شناسایی تغییرات مورفولوژیکی و تأثیرات آنها استفاده شده است. تفسیر ویژگی های مورفولوژیکی با استفاده از تصاویر ماهواره ای زمانی و تکنیک طبقه بندی کننده حداکثر احتمال (MLC) انجام شده و اثرات آن با روش تحلیل فضایی ArcGIS مورد بررسی قرار گرفت. دینامیک ساحل رودخانه با استفاده از مدل DSAS ارزیابی و کمی سازی شد. نتایج مطالعه نشان داد که هر دو لندفرم ژئومورفیک دشت آبرفتی و جلگه ساحلی تحت فشار فعالیت های انسانی در طول سال ها به ویژه پس از سال 2012 تغییر یافته اند. به طوری که حجم رسوبات آبرفتی از 97.3 کیلومتر مربع در سال ۱۹۷۳ به 108.8 کیلومتر مربع در سال ۲۰۲۴ رسیده است. از دیگر نتایج تحقیق این می باشد که، سواحل رودخانه بهمنشیر در دشت آبرفتی با فرسایش قابل توجه ی در سال های اخیر به دلیل افزایش زراعت و گسترش سکونتگاه ها و صنایع مواجه بوده است در حالی که جلگه ساحلی در سال های اخیر به دلیل افزایش بار معلق رودخانه و پسروی آب دریا افزایش چشمگیری داشته است. همچنین مطالعات نشان داد که ۴ مورد از ۷ دهستان مورد مطالعه، بیشتر از 40 درصد آبرفت های خود را به دلیل فعالیت های انسانی را از دست داده اند.

ناپایداری های دامنه ای یکی از مخاطرات طبیعی مهم در مناطق کوهستانی است که می تواند تأثیرات قابل توجهی بر زندگی انسان ها و زیرساخت ها داشته باشد. ارزیابی دقیق این ناپایداری ها و شناسایی مناطق پرخطر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مدل های پیش بینی، نظیر رگرسیون لجستیک، می توانند به شناسایی عوامل مؤثر بر ناپایداری ها و تهیه نقشه های حساسیت کمک کنند. در این راستا، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل خطر ناپایداری های دامنه ای در حوضه آبریز شهرچای ارومیه با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک انجام شده است. در این پژوهش، از تصاویر ماهواره ای لندست 2023 برای شناسایی نقاط ناپایدار استفاده شد و عوامل مؤثر بر وقوع ناپایداری های دامنه ای، همچون ارتفاع، شیب، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، لیتولوژی، پوشش گیاهی و پوشش زمین، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مدل رگرسیون لجستیک نشان داد که متغیرهای فاصله از جاده، جهت شیب، فاصله از گسل و نوع پوشش گیاهی از مهم ترین عوامل مؤثر در افزایش احتمال وقوع ناپایداری ها هستند. شاخص های آماری ROC، Pseudo R Square و Chi Square دقت و اعتبار بالای مدل را تأیید کردند. نقشه های پهنه بندی تهیه شده، مناطق با حساسیت های مختلف به ناپایداری های دامنه ای را شناسایی کرده و نتایج به دست آمده از مدل با داده های میدانی تطابق قابل توجهی نشان دادند. نتایج این پژوهش نشان داد که در حوضه آبریز شهرچای ارومیه، ناپایداری های دامنه ای عمدتاً شامل لغزش های سطحی و ریزش سنگ هستند که بیشترین رخداد را داشته اند. این امر به طور خاص در مناطقی با شیب های تند، نزدیکی به گسل ها و جاده ها، و در مناطق فاقد پوشش گیاهی مشاهده شد. مدل رگرسیون لجستیک به خوبی توانست عوامل مؤثر بر وقوع این ناپایداری ها را شناسایی کند و با تهیه نقشه های حساسیت، پهنه های پرخطر را برجسته سازد. از این رو، این مدل می تواند به عنوان یک ابزار تصمیم گیری مؤثر برای مدیریت مخاطرات طبیعی و کاهش خطرات ناشی از ناپایداری های دامنه ای در این حوضه و سایر مناطق مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه مخاطرات طیبعی از جمله سیل در کشور خسارات مال و جانی زیادی را به بار می آورد. تحلیل ریسک مانند ارزیابی حساسیت سیل یکی از رویکردهای حیاتی برای کاهش اثرات سیل است .روش های آماری و یادگیری ماشین راه سریع تری برای تولید نقشه های دقیق پیش بینی سیل بدون ورودی داده های متعدد و الزامات محاسباتی ازقبیل مدل های هیدرولوژیکی مبتنی بر فیزیکی ارائه کرده اند. به غیر از این روش ها، در سال های اخیر، محققان از Maxent در ارزیابی خطر سیل استفاده کرده اند. استان ایلام که به دلیل توپوگرافی چالش برانگیز با تهدید دائمی سیل که منجر به خسارات اجتماعی و اقتصادی قابل توجهی در سال می شود، مواجه است. بنابراین، در محدوده مطالعاتی استان ایلام، با استفاده از مدل حداکثر آنتروپی (Maxent) نقشه حساسیت سیل تهیه شد. در این مطالعه ترکیبی از 14 لایه محیطی و 148 سیل های ثبت شده برای پیاده سازی مدل Maxent و تهیه نقشه پهنه بندی حساسیت سیل به کار گرفته است. نقاط رخداد سیل به دو مجموعه تقسیم شدند که 70% برای ساخت مدل و30 % باقی مانده برای اعتبارسنجی مدل اختصاص داده شد. نتایج مطالعه نشان داد سه متغیر اصلی کاربری اراضی، ارتفاع و شیب، به ترتیب 61، 8/12. و 4/10 درصد بیشترین تأثیر را در وقوع سیل داشتند. حدود 2.06% منطقه در حساسیت بالا به سیل و 4.01 % در منطقه متوسط و 93.93% در منطقه کم خطر یا بدون خطر قرار گرفت. اهمیت عوامل موثر در وقوع سیل را نیز می توان رتبه بندی کرد. ارزیابی مدل با 969/0 AUC= نشان دهنده ی عملکرد بسیار خوب و پیش بینی های دقیق مدل است. رویکردهای مورد استفاده در این مطالعه می تواند بینش ها و استراتژی های ارزشمندی برای کاهش خطرات بلایای طبیعی ارائه دهد.

در این پژوهش، تحلیل توسعه ژئومورفولوژی کارست توده های کارستی دیمه و پیرغار در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از مدل سازی پهنه های کارستی با دو رویکرد منطق فازی و رگرسیون خطی چندمتغیره مورد ارزیابی قرار گرفته است.نتایج ارزیابی نقشه های پهنه بندی کارست سطحی تهیه شده از مدل منطق فازی با دولین های کارستی نشان داد که از 185 دولین های شناسایی شده در توده کارستی پیرغار تعداد 102 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست و در توده کارستی دیمه نیز از 140 دولین شناسایی شده 83 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست واقع شده است و همچنین نتایج مدل رگرسیون خطی چند متغیره با دولین های کارستی از 185 دولین شناخته شده در محدوده توده کارستی پیرغار نشان داد تعداد 94 دولین را در پهنه با توسعه زیاد کارست سطحی، همچنین از 140 دولین شناخته شده در محدوده توده کارستی دیمه تعداد 71 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست سطحی، شناسایی شده است. با توجه به این که مدل منطق فازی میزان تراکم بیشتری از دولین ها را در طبقات کارست با توسعه زیاد و متوسط تشخیص داده است و با نتایج صحت سنجی ارقام محاسبه شده مربوط به مساحت زیر منحنی های نام منحنی مشخصه عملکرد (ROC) که نشان داد، مدل منطق فازی برای هر دو توده کارستی در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چند متغیره درجه کارآیی بالاتری بر اساس سطح زیر منحنی ROC (AUC) داشته است.

در استان یزد نسل های متعددی از مخروط افکنه ها در قسمت های غربی و شرقی مروست متعلق به حوضه های آبریز بوانات و مدوار تشکیل شده است. هدف از مطالعه حاضر بررسی نقش مورفومتری حوضه آبریز در تحول سطوح مخروط افکنه های فعال و غیرفعال می باشد. با استفاده از شاخص های ژئومورفولوژیک سطوح مختلف تفکیک شد. ویژگی های مورفومتری مخروط افکنه ها و حوضه های آبریز محاسبه شدند. همبستگی منفی بین مساحت حوضه آبریز و شیب مخروط افکنه های فعال بیانگر شکل گیری سطوح جدیدتر با شیب زیاد در حوضه های کوچک تر می باشد. همبستگی مثبت مساحت حوضه با شیب مخروط افکنه های غیر فعال بیانگر این است که با افزیش مساحت حوضه، شیب مخروط های قدیمی تر بیشتر می شود. همبستگی منفی شیب حوضه با مساحت و حجم مخروط-افکنه های غیر فعال نشان می دهد سطوح قدیمی تر، با گذشت زمان پایداری بیشتری یافته و شرایط تثبیت رسوب گذاری و افزایش رسوبات ریزدانه تر ناشی از هوادیدگی موجب کاهش رواناب و تراکم زهکشی شده است. همبستگی مثبت شیب حوضه با مساحت و حجم مخروط افکنه های فعال بیانگر افزایش انتقال رسوب در طی فرایندهای سیلابی، همراه با نرخ پائین نفوذپذیری در رسوبات واریزه ای و غیرهوادیده در سطوح جدیدتر زمینه رشد و گسترش سطوح فعال را فراهم می آورد. مطالعه ی تفکیک سطوح مخروط افکنه ها و ارتباط ویژگی های آنها با مورفومتری حوضه آبریز می تواند اولین اقدام موثر در مدیریت چشم اندازها و منابع طبیعی و شناسایی مناطق مستعد سیلاب باشد. همچنین در زمینه برنامه ریزی کاربری اراضی، مخروط افکنه ها به دلیل مواد رسوبی غنی و دسترسی به منابع آبهای زیرزمینی و بنابراین توسعه کاربری های کشاورزی، بشدت مستعد وقوع انواع مخاطرات مانند فرسایش، زمین لغزش، جریانات واریزه ای و سیلاب می باشند. بطوریکه شناسایی این لندفرم ها و عوامل موثر بر ناپایداری سطوح قدیمی و جدید می تواند زمینه ساز تصمیمات بهینه در زمینه بهره برداری از این چشم انداز ها بوده، ضمن اینکه مخروط افکنه های قدیمی آرشیوهای ارزشمندی برای بازسازی های محیطی گذشته مرتبط با تغییرات اقلیمی و زمین شناختی دوران کواترنری می باشند.

منطقه کپه داغ، یک ناحیه فعال تکتونیکی در شمال شرق ایران، چشم اندازی منحصر به فرد برای مطالعه پتانسیل گسیختگی سطحی و فرآیندهای هیدروژئومورفولوژیکی ارائه می دهد. این مطالعه با استفاده از تکنیک های پیشرفته تحلیل ژئومورفومتری به بررسی تعامل پیچیده بین توپوگرافی، تکتونیک و فرآیندهای سطحی در این محیط نیمه خشک می پردازد. با بهره گیری از مدل های رقومی ارتفاعی (DEM) با وضوح بالا، پارامترهای کلیدی ژئومورفومتری از جمله ارتفاع، شیب و جهت شیب را استخراج و تحلیل می کنیم تا ویژگی های توپوگرافی منطقه و پیامدهای آن برای گسیختگی سطحی و مدیریت منابع آب را مشخص کنیم. در این روش شناسی ما به دنبال پردازش DEM، تحلیل های آماری و تکنیک های تجسم سازی با ادغام آنها و استفاده از اسکریپت های پایتون می باشیم. ما از روش های نمونه برداری کاهشی برای پردازش کارآمد مجموعه داده های بزرگ با حفظ یکپارچگی داده ها استفاده می کنیم و معیارهای آماری قوی را برای کمی سازی عدم قطعیت در یافته هایمان به کار می بریم. منطقه مورد مطالعه، با پوشش تقریبی 35,595 کیلومتر مربع، دامنه ارتفاعی 2,608 متری را از 354 تا 2,962 متر بالاتر از سطح دریا نشان می دهد.وجود شیب های بسیار تند (تا 89.60°) نشان دهنده مناطقی با پتانسیل ناپایداری و خطر فرسایش بالا است که احتمالاً با فعالیت تکتونیکی اخیر یا رویدادهای گسیختگی سطحی مرتبط است. جهت شیب غالب به سمت حدود جنوب، بینش هایی درباره کنترل های ساختاری بر توپوگرافی و الگوهای بالقوه گسیختگی سطحی ارائه می دهد. ترکیب تکنیک های پیشرفته ژئوسپیشیال(مکانی-فضایی) با تحلیل ژئومورفولوژیکی، رویکردی نوآورانه برای مطالعه مناطق فعال تکتونیکی ارائه می دهد که کاربردهای بالقوه ای در محیط های مشابه در سراسر جهان دارد. لذا با عنایت به درک صحیح از ژئومورفولوژی و چارچوب های روش شناختی پیشنهاد می شود که با رویکردهای پژوهشی نوین گامی در جهت شناخت سیستمی، برنامه ریزی منطقه ای، کاهش خطر و مدیریت منابع آب در این منطقه پیچیده زمین شناختی و حساس زیست محیطی برداشته شود.