برخان

تپه های برخانی در مناطقی مشاهده می شوند که قابلیت دسترسی باد به ماسه کم است و مسیر باد غالب در اکثر طول سال تقریباً ثابت است. یکی از رایج ترین چشم اندازهای بادی منطقه جنوبی کویر حاج علی قلی، تپه های برخانی هستند. در این پژوهش، تلاش شده است تا ویژگی های شکل شناسی برخان های مطالعاتی با استفاده از روش های مدل سازی ریاضی و آماری شکل آنها تشریح گردد. نتایج حاصل از این روش در بررسی شکل برخان و شناسایی نحوه رفتار آن اهمیت بسیار دارد. مدل سازی ریاضی شکل برخان ها از طریق شبیه سازی آنها در دستگاه مختصات و با استفاده از معادلات غیرخطی سهمی صورت گرفته، که در مجموع برای سهمی دامنه رو به باد برخان یک معادله و برای سهمی دامنه باد پناه معادله ای دیگر محاسبه گردیده است. با استفاده از روش مدل سازی آماری، نوع و شدت روابط بین مؤلفه های ریاضی و مورفولوژی برخان تعیین شده است که حاکی از تبعیت روابط موجود از رابطه توانی با حداکثر ضریب تبیین و کمترین میزان خطای برآورد نسبت به دیگر روابط است. تلفیق دو روش مذکور شالوده ای بنیادی برای شبیه سازی برخان در محیط های مجازی و آزمایشگاهی است و یکی از مهم ترین نتایج این پژوهش تبدیل دو روش مدل سازی ریاضی و آماری مورفولوژی برخان به یکدیگر است. فاصله کانونی از پارامترهای مهم سهمی های برخان است، که حالت های مختلف برخان ها را نسبت به یکدیگر بیان می کند. اگر فاصله کانونی برخان کاهش یابد، دهانه آن تنگ تر می شود و حالت واگرایی بازوهای برخان نیز کاهش می یابد. برخان هایی که فاصله کانونی بیشتری دارند، دارای پهنای عریض تر، ابعاد وسیع تر و حجم بیشتری هستند.

تپه های ماسه ای، از کنش متقابل جریان باد و بستر ماسه سرچشمه می گیرند. برخان ها، یکی از اشکال تراکمی بادی هستند و در نواحیی که ماسه برای پوشاندن کامل سطح وجود نداشته باشد و باد در اغلب طول سال از جهت یکسانی برخوردار باشد، تشکیل می شوند. این عوارض، از ماسه متحرک تشکیل شده، از مهمترین ویژگی آنها پویایی و تحرکات جانبی است که بخشی از آنها، کانون های بحران و تهدید کننده مراکز مسکونی شهری و روستایی، مراکز اقتصادی و نظامی و شریان های ارتباطی محسوب می گردند. به طور کلی، برخان ها متناسب با شدت باد و به طور معکوس متناسب با ارتفاع خود جابه­جا می شوند. میزان جابه­جایی آنها تابعی از شدت باد، مورفولوژی سه بعدی برخان و تعاملات بین آنهاست. یکی از رایجترین ناهمواری های بادی جنوب کویر حاج علیقلی تپه های برخانی هستند. در این پژوهش، پارامترهای مورفومتری برخان و میزان جابه­جایی سالیانه آن (از 10/1/1387 تا 10/1/1388) از طریق پیکه کوبی اندازه گیری شده است. سپس با استفاده ار روش آنالیز رگرسیون، نوع و شدت ارتباط بین میزان جابه­جایی و مؤلفه های مورفومتری برخان بررسی و به منظور برآورد میزان جابه­جایی مدل هایی ارایه شده است. با استفاده از این مدل ها، می توان میزان جابه­جایی سالیانه برخان های محدوده مطالعاتی را به آسانی محاسبه نمود. نتایج به­دست آمده نشان می دهد، که ارتباط بین میزان جابه­جایی و مؤلفه های مورفومتری برخان از روابط ساده خطی، توانی و نمایی پیروی می کند. ارتباطات حاصل از رابطه سنجی بین میزان جابه­جایی با مؤلفه های مورفومتری برخان، حاکی از حداکثر ارتباط معکوس معنی دار نمایی میزان جابجایی با مؤلفه ارتفاع با ضریب تعیین 915/0 و انحراف معیار برآورد 133/0 است. شناخت مؤلفه های مورفودینامیک برخان می تواند به عنوان شاخصی برای تعیین وضعیت سیستم برخان عمل کرده، مبین روندهای آن نیز باشد. علاوه بر این، شناسایی و برآورد دقیق این مؤلفه ها برآیندی از میزان تهدید و تخریب را در اختیار مدیران محیطی قرار می دهد که بررسی آنها، مناطق گوناگون را از نظر مدیریت محیطی تعیین و اولویت بندی می کند.

بند ریگ کاشان یکی از معدود پهنه های ماسه ای بزرگ ایران با تنوع اشکال ماسه ای می باشد که در جنوب دریاچه ی نمک قرار دارد. محدوده ی مورد مطالعه بخشی از بند ریگ کاشان در جنوب غرب مرنجاب با مساحت 272/1 کیلومتر مربع می باشد. در این تحقیق 30 برخان نمونه و تیپیک انتخاب شدند. روش کار مبتنی بر مشاهدات میدانی و نمونه گیری از ماسه ها در نواحی پیشانی،دم،بازوی راست و چپ برخان های مورد مطالعه در دو مرحله ی زمانی مرداد و اسفند 1387 است و با استفاده از تکنیک دانه سنجی ذرات ماسه طبقه بندی و فراوانی آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات فصلی قطر ذرات ماسه و تاثیر آن بر شکل هندسی برخان های منتخب بوده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که به دلیل تغییر در جهت، سرعت و فراوانی وزش باد در طول سال، تغییراتی در پراکنش قطر ذرات ماسه در اجزای اصلی برخان رخ می دهد که منجر به تغییر شکل هندسی دم، پیشانی، بازوی راست و چپ برخان می شود.

برخان ها، یکی از مشهورترین تپه های ماسه ای هستند که حاصل تراکم رسوبات بادی در مناطقی با وضعیت ضعیف تا متوسط از نظر میزان رسوب و بادهای غالب یک جهته می باشند. خصوصیات شکل-شناسی برخان، متأثر از عوامل مختلف زمانی و مکانی است. ارتباط بین مؤلفه های مورفومتری برخان پیوند نزدیکی با مورفولوژی سه بعدی آن دارد. شناسایی این روابط و ارائه مدل های آن ها در شناخت رفتار و نحوة عملکرد این چشم انداز در طبیعت مؤثر خواهد بود. هدف از این پژوهش مدل سازی روش های برآورد پارامترهای مسطحاتی برخان نظیر محیط و مساحت به کمک مؤلفه های مورفومتری آن در قالب مدل های آماری در منطقة جنوب کویر چاه جام است. در این زمینه، ابتدا مهم ترین پارامترهای مورفومتری 52 برخان به روش نمونه برداری طولی مورد اندازه گیری میدانی قرار گرفت. سپس با تحلیل و ارزیابی آن ها از طریق آزمون های آماری، رابطه سنجی و مدل سازی مؤلفه های محیط و مساحت برخان های مطالعاتی انجام شد. نتایج آنالیز رگرسیون غیرخطی چندگانه، حاکی از ارتباط معنی دار مساحت با حاصل ضرب طول و عرض با ضریب تبیین 936/0 و خطای برآورد 321/0 است. همچنین رابطة محیط با حاصل جمع طول و عرض با ضریب تبیین 904/0 و خطای برآورد 431/0 معنی دار می باشد. در مجموع نتایج تحقیق حاضر امکان محاسبة دقیق و سریع مؤلفه های مسطحاتی برخان را در قالب مدل های آماری فراهم می آورد.

هدف از این پژوهش شبیه سازی حرکت برخان ها با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می باشد. شبکه عصبی مصنوعی یک مدل غیر خطی می باشد که عملکردی شبیه مغز انسان دارد. در سال های اخیر، شبکه عصبی مصنوعی یکی از مهمترین ابزار جهت مدله کردن فرآیندهای پیچیده مانند حرکت پدیده ها می باشد. در مطالعات زیادی، شبکه عصبی مصنوعی نتایج بهتری نسبت به مدل های تناوبی نشان داده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل پیش بینی کننده شبکه عصبی مصنوعی یک ابزار کاربردی در پیش بینی حرکت پدیده ها می باشد. جهت بررسی میزان دقت و حساسیت مدل پیش بینی کننده شبکه عصبی مصنوعی حرکت 100 برخان اندازه گیری شد. 70 درصد آن برای آزمون و 30 درصد برای اعتبار سنجی. جهت ارزیابی دقت مدل شبکه عصبی مصنوعی داده های اندازه گیری شده و برآوردشده با یکدیگر مقایسه شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شد. بهترین دقت مدل 996/0 بوده است. این بیانگر این است که مدل پیش بینی کننده شبکه عصبی مصنوعی یک ابزار کاربردی در پیش بینی حرکت پدیده ها می باشد.

مخاطرات محیطی و به هدر رفتن منابع طبیعی، ازجمله علل ایجاد راهکارهای مدیریت بحران های زیست محیطی هستند. یکی از مهم ترین چالش های محیطی نواحی جنوبی کویر حاج علی قلی، هجوم ماسه های روان در قالب تپّه های برخانی به مراکز سکونتی، راه های ارتباطی و تأسیسات زیربنایی است. برخان ها بر اساس ویژگی های باد غالب منطقه و قابلیّت اندک دسترسی به ماسه نشئت می گیرند که هلالی شکل بوده و از ماسه ی روان تشکیل شده اند. هدف از این پژوهش، ارزیابی شاخص های مورفودینامیک تپّه های برخانی ریگ چاه جام با کمک روش های تجربی، ریاضی و آماری است. برای این کار، نخست برای تعریف شاخص پایداری چشم انداز برخان، میزان شار ماسه در محدوده ای مشخّص به ابعاد ارتفاع و عرض برخان با استفاده از معادله های تجربی مورد بررسی قرار گرفت. سپس برای تبیین شاخص پایایی، مهم ترین شاخص های مورفومتری 15 برخان به روش نمونه برداری طولی اندازه گیری شد و با تحلیل آنها از راه آزمون های آماری، به رابطه سنجی و ارزیابی مدل پایایی اقدام شد. نتایج حاکی از تبیین مدل های پایداری و پایایی سامانه برخان است. مدل پایداری دربردارنده ی میزان ورود و خروج انرژی و مادّه به درون چشم انداز برخان بوده که در نتیجه ی این فرآیند، یک ساختار جریانی شکل می گیرد. ساختار جریانی نیز بیان کننده ی تعادل و پایداری چشم انداز برخان در طول زمان است. همچنین نتایج حاصل از بررسی مدل پایایی نشان می دهد که گروه برخان هایی با مقدار جابه جایی سالانه ی بیشتر از 12 متر با داشتن حدّاکثر تعداد و بالاترین میزان جابه جایی، کمترین پایایی را دارند. بنابراین نیازمند بیشترین توجّه و ضرورت های برنامه ریزی برای تثبیت ماسه های روان و مدیریت محیطی برخان های رونده هستند.

مدیریت محیط یکی از شاخه های ژئومورفولوژی کاربردی است که فرایندهای کنترل کنندة مخاطرات محیط را در بر گرفته و بیان کنندة عملکرد ژئومورفولوژیست ها در تبیین تأثیر احتیاطی انسان روی چشم اندازی ژئومورفیک است. در این زمینه، انسان سعی می کند محیط خود را با روش هایی مدیریت کند که برایش سودمند است. یکی از مهم ترین مسائل مدیریتی مناطق خشک و نیمه خشک، شناخت و به کارگیری اصول محیطی حاکم بر رفتار تپه های برخانی است. هدف از این پژوهش، تعیین نوع رابطه، نسبت های طلایی و آلومتری بین مؤلفه های مورفومتری برخان های جنوب شرق کویر حاج علی قلی به منظور شناخت اصول مدیریتی حاکم بر رفتار آنهاست. برای رسیدن به این هدف، ابتدا مهم ترین مؤلفه های مورفومتری 52 برخان به روش نمونه برداری طولی اندازه گیری میدانی شد. سپس با ارزیابی آنها از طریق آزمون های آماری و ریاضی، به رابطه سنجی و تعیین آلومتری برخان های پژوهش مبادرت شد. نتایج تجزیه و تحلیل رگرسیون نشان می دهد که بیشینة ارتباط معنا دار خطی، بین طول و ارتفاع برخان با ضریب تبیین 945/0 و انحراف معیار خطای برآورد 889/0 وجود دارد. نتایج رابطه سنجی و آلومتری نیز به شرح رابطه های آماری و ریاضی گزارش شده در این پژوهش است که این معادله ها امکان محاسبة به نسبت دقیق و سریع مؤلفه های مورفومتری برخان های این پژوهش را فراهم ساخته، مبین آلومتری آنهاست.

مهمترین ویژگی تپه های ماسه ای، پویایی و حرکت جانبی آن ها است که بخشی از آن ها کانون های بحران و تهدیدکننده حریم مراکز مسکونی، شهری، روستایی، اقتصادی، نظامی و شریان های ارتباطی هستند. در منطقه موردمطالعه که در روستای پشوئیه از توابع بخش شهداد، در شرق شهر کرمان و در بیابانی در ضلع غربی گسل نایبند قرارگرفته است، ریگی نسبتاً متحرک و تعدادی برخان منفرد قرار دارد که در حدفاصل آن ها بر اثر سیلاب در دوره های مختلف سله هایی بسته شده و ریگ و برخان ها نسبت به آن ها در حال حرکت و جابجایی اند. در این تحقیق با استفاده از این سله ها و مقایسه آن ها با عکس های هوایی سال های مختلف، میزان حرکت ریگ و برخان ها نسبت به سله ها اندازه گیری و مقایسه شده است. با استفاده از عکس های هوایی ( مقیاس 1:55000، سال 1334، مقیاس 1:20000 سال 1348و مقیاس 1:40000، سال 1374) و تصاویر ماهواره ای گوگل ارث مربوط به سال 2005، میزان جابجایی ریگ و برخان ها، با در نظر گرفتن شاخص سله و نیز با بررسی گلبادهای منطقه در دوره های زمانی مختلف، موردبررسی و مقایسه قرار گرفت. از این پژوهش نتیجه حاصل گردید که ریگ مورد نظر به سمت جنوب و جنوب شرق در حال جابجایی است و بر اساس مطالعات میدانی به عمل آمده میزان حرکت برخان دوم 96 متر و برخان اول 135 متر محاسبه شد. نتایج حاصل از مطالعه ی زمان ایجاد سله و میزان جابجایی برخان ها نسبت به آن، یافته های فوق را تائید کرده است. ضمناً نتایج تحقیق نشان می دهد که  سله های ناشی از سیلاب ها در منطقه به غیر از محاسبه میزان حرکت ماسه می توانند زمان ایجاد سیل در منطقه را نیز مشخص نمایند که با توجه به جابجایی سالانه برخان های منطقه، سال بارش و سیلابی شدن منطقه، مربوط به سال 1994 می باشد.

یکی از خصیصه های مهم برخان ها، پویایی و امکان جابجایی آن ها تحت شرایط مختلف است که این ویژگی دارای تبعات و تهدیدهایی برای مراکز انسانی می باشد. در این پژوهش به تحلیل مورفولوژی برخان های غرب لوت با استفاده از خصیصه های مورفومتری اقدام گردید و در این راستا به بررسی مؤلفه های مورفومتری 7 برخان در منطقه پشوئیه در غرب بیابان لوت و میزان استعداد آن ها برای جابجایی پرداخته شد. روش کار بدین گونه بود که طی بازدید میدانی، از نقاط مختلف هر برخان، شامل بازوی راست و چپ، رأس برخان، دامنه ی رو به باد و پشت به باد آن، نمونه های مورد نظر برداشت و با استفاده از ظروف مخصوص به آزمایشگاه منتقل شد. از این رو، ارتفاع، عرض پهلوی راست، عرض پهلوی چپ، طول بازوی راست، طول بازوی چپ، طول دامنه ی رو به باد، طول دامنه ی باد پناه، پهنای برخان، شیب دامنه رو به باد، شیب دامنه پشت به باد و مساحت برخان، اندازه گیری و مورد تحلیل و تفسیر قرار گرفت و همبستگی آنها محاسبه شد، سپس مولفه های موفومتری که از قسمت های مختلف برخان انجام گرفته بود، در نرم افزار spss مورد تحلیل و تفسیر قرار گرفت. در نهایت همبستگی آن ها محاسبه شد. به منظور تکمیل مطالعات از نقشه های 1:250000 و 1:50000 توپوگرافی و عکس های هوایی مربوط به منطقه و همچنین تصاویر Google Earth استفاده شد. از مورفومتری برخان ها این نتایج حاصل شد که با کاهش میزان درصد شیب، کاهش ارتفاع پیشانی برخان را خواهیم داشت. مطالعات نشانگر این است که بزرگترین برخان، برخان پنجم است که دلیل آن، قدمت و موقعیت قرارگیری آن بوده و کوچکترین آنها به دلیل انشعاب آن از برخان نامتقارن مجاور و جوان بودنش، برخان ششم می باشد. در بخش اعظم برخان ها، به دلیل وجود ارتفاعات در سمت راست برخان ها و جهت وزش باد از سمت شمال و شمال غرب، موجب رشد کم بازوهای راست و افزایش طول بازوهای چپ شده است. با توجه به محاسبه همبستگی اجزای مختلف برخان ها، اجزای برخان ها دارای همبستگی بالای 95 درصد هستند که خود نشان از رشد هماهنگ اجزای برخان در راستای باد منطقه و همچنین هماهنگی بین بزرگی و کوچکی آن ها و رشد اجزای آن دارد.

ویژگی های دشت سیستان از قبیل رسوبگذاری رودخانه ها، وزش باد های فرساینده به ویژه باد های 120 روزه و خشکسالی های 20 سال اخیر، زمینه فرسایش بادی را فراهم کرده است. یکی از نماد های عینی فرسایش بادی، جابجایی ماسه هاست. به دلیل مسکونی بودن محدوده جابجایی ماسه ها، تحلیل مورفومتریک و میزان جابجایی تپه های ماسه ای در ایجاد مخاطرات از اهداف این پژوهش است. جهت بررسی نقش پارامترهای مورفومتریک برخان ها در میزان جابجایی شان، از 10 برخان تشکیل شده در دو کانون فرسایش بادی، 7 برخان انتخاب شد و در مدت وزش باد های 120 روزه، میزان جابجایی شان رصد شده و ثبت گردید. سپس با تحلیل رگرسیونی بین طول، عرض، ارتفاع و مساحت برخان ها و میزان جابجایی شان توسط نرم افزار SPSS مشخص شد که فقط بین طول برخان ها با میزان جابجایی شان، رابطه معکوس برقرار بوده و بین سایر پارامتر ها و جابجایی برخان ها رابطه معنی داری وجود ندارد. که دلیل آن می تواند شکل گیری برخان ها در محدوده اراضی روستایی و نقش عوارض سطح زمین در میزان سرعت باد، مقدار تولید ماسه و در پی آن در میزان جابجایی برخان ها باشد.

هدف از این پژوهش، بررسی مورفولوژی تپه های ماسه ای واقع در ریگ زرین در شمال شرق شهر یزد و انطباق آن با داده های باد منطقه است. برای انجام این پژوهش، پس از ترسیم نقشه انواع اشکال تپه های ماسه ای، مورفولوژی آن ها با جهت باد غالب ایستگاه های پیرامون ریگ تطبیق داده شد. نتایج نشان داد که تپه های ریگ زرین، مورفولوژی متنوعی داشته و بیشتر انواع تپه ها شامل تپه های ساده، سیف، برخان، هرم، تپه های مرکب و پیچیده را شامل می شود. تنوع و پیچیدگی این تپه ها نشان دهنده تغییرپذیری شدید بادها به شکل فصلی، سالانه و دوره ای است و با داده های باد هیچ کدام از ایستگاه های پیرامون ریگ مطابقت ندارد. درواقع، به دلیل اختلاف ارتفاع کویرهای ایران مرکزی با مناطق کوهستانی بالادست، مناطق کویری ایران اغلب به عنوان مراکز کم فشار حرارتی در سطح زمین عمل می کنند. تجمع حجم زیادی از ماسه در بخش جنوب شرقی ریگ و شکل گیری تپه های ستاره ای مرتفع در آن نشان دهنده دخالت بادهای غالب شمال غربی در فصل گرم، بادهای فرعی جنوب شرقی منطقه و هم افزایی نیروی باد همگرای محلی است.

برخان ها از فعال ترین لندفرم های تراکمی در مناطق خشک می باشند و با توجه به میزان جابجایی آن ها، می توانند سهم بسزایی در زندگی ساکنان مناطق خشک و خلق مخاطرات محیطی داشته باشد. بنابراین با توجه به نقش برخان ها در انتقال ماسه های روان به سکونتگاه ها، هدف این تحقیق شناخت میزان حرکت برخان های واقع در جنوب غربی کاروانسرای تاریخی مرنجاب می باشد چرا که حرکت این برخان ها می تواند دسترسی به این منطقه را برای گردشگران مشکل سازد. جهت انجام این پژوهش، 11 برخان از شمال بند ریگ کاشان انتخاب و با انجام بازدیدهای میدانی، استفاده از آرشیو تصاویر گوگل ارث و روش میله کوبی در سال 2013 تا 2019، فاکتورهای مربوط به جابجایی برخان ها، در دوره های زمانی مختلف بررسی و اندازه گیری شد. نتایج پژوهش نشان می دهد سرعت متوسط جابجایی برخان های منتخب 6/7 متر در سال با دامنه تغییرات بین 5/5 تا 5/8 متر می باشد و نرخ جابجایی در سه مقطع زمانی، بیانگر افزایش میزان جابجایی در دوره زمانی جدیدتر نسبت به دو دوره قبل از آن می باشد. بررسی و تحلیل ارتباط حجم با میزان حرکت برخان ها در آزمون همبستگی پیرسون از وجود همبستگی بسیار ضعیف منفی بین حجم و میزان حرکت برخان های منتخب حکایت دارد و شاخص پایایی نیز بیانگر ناپایداری و حرکت برخان های مورد مطالعه می باشد. در نهایت با توجه به دینامیک نسبتا بالای برخان های این منطقه مهم گردشگری، پیشنهاد می شود در مباحث مربوط به تثبیت ماسه های روان، به برخان ها توجه ویژه ای شود به خصوص که با توجه به شکل خاص برخان ها می توان جهت حرکت آن ها را به راحتی مشخص نمود.