هیدروژئومورفیک

رخدادهای طبیعی از آغاز تا به امروز همواره جزء لاینفک زندگی جوامع بشری می باشد. چنانکه مهندسین و محققان را برآن داشته تا با روش های گوناگون و به کارگیری نرم افزارها جهت پیش بینی و تخمین و ضریب خطر پذیری و...، تجزیه و تحلیل و محاسبه نمایند. یکی از این پدیده ها سیل می باشد که در تمامی پروژه ها و برنامه ریزی توسعه ای در کشور جزء اولویت های ساختاری سیستمی برنامه ریزان و مشاوران مهندسی می باشد. هدف از این پژوهش بررسی بازخورهای ضریب سیل خیزی و توسعه فضائی حوزه مدنی شیراز بر بستر هیدروژئومورفیک آن طی دهه های 1330، 1350، 1360 و1380 می باشد. به همین منظور از عکس های هوایی شهر شیراز طی دهه های مذکور و نقشه های توپوگرافی با مقیاس 50000/1 وهمچنین نقشه های زمین شناسی با مقیاس 100000/1 استفاده شده و سپس با استفاده از نرم افزارهایی چونGIS و Graphers پلات های مربوط به میزان ضریب سیل خیزی بخش های فوق را از طریق فرمول ضریب گراویلیوس محاسبه، ترسیم و سپس تحلیل نموده ایم. نتایج حاصله نشان داد که ضریب سیل خیزی حوضه شیراز مابین 1 تا 9/1 بوده که بیانگر روند متوسط حوضه از لحاظ سیل خیزی است. سپس میزان ضرایب محاسبه شده نیز برای رشد و توسعه ادواری شهر شیراز در قالب حوضه شیراز در دهه های 1330، 1350، 1360 و 1380 به ترتیب مابین 85/1 تا 86/1، 67/1 تا 75/1، 46/1 تا 66/1 و 47/1 تا 67/1 از نظر میزان سیل خیزی بوده که به طور کلی می توان گفت اعم قسمت های توسعه شهری شیراز نسبت به حوضه هیدروژئومورفیک در بخش حداقل از نظر سیل خیزی واقع گردیده است. توسعه ادواری حوزه شیراز البته در برخی مناطق در دهه های 1360 و 1380 به سمت مناطق متوسط تا حداکثر از نظر سیل خیزی پیش روی نیز داشته است.نکته قابل تامل اینکه مناطق یاد شده از لحاظ ضریب سیل خیزی غیرفعال بوده، اما این مناطق به صورت سیبرنتیک از دیگر پارامترهای ژئومورفولوژی منطقه مانند مورفوتکتونیک دارای روند پویا و فعال می باشد.

تحقیق حاضر تلاش کرده است تا نقش شاخص های هیدروژئومورفیک را در حساسیت سیل خیزی حوضه آبریز الندچای مورد تجزیه وتحلیل قرار دهد. برای نیل به این هدف ابتدا منطقه مورد مطالعه بر اساس خصوصیات توپوگرافی و زهکشی و با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 5/12 متر به 15 زیر حوضه تقسیم شد. سپس اطلاعات هر یک از زیر حوضه ها بر اساس 22 پارامتر هیدروژئومورفیک از سه جنبه خصوصیات شبکه زهکشی، ویژگی های شکلی و خصوصیات برجستگی در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شدند. در مرحله بعد جهت وزن دهی پارامترها از روش تصمیم گیری MACBETH استفاده شده و وزن دهی پارامترها در محیط نرم افزار M-MACBETH انجام شد. نتایج وزن دهی نشان داد که در بین پارامترهای شبکه زهکشی چهار پارامتر بافت زهکشی، نسبت بافت، تراکم زهکشی و نسبت انشعاب به ترتیب با ضرایب 96/16، 84/13، 49/13 و 46/12 درصد و سه پارامتر مساحت، ضریب فشردگی و نسبت مدور بودن به ترتیب با ضرایب 63/29، 78/27 و 37/20 درصد در بین پارامترهای شکلی و دو پارامتر برجستگی و شیب با ضرایب 75/43 و 25/31 درصد در بین پارامترهای برجستگی بیشترین اهمیت را داشته اند. اولویت بندی زیر حوضه ها ازنظر حساسیت سیل خیزی نیز نشان داد که از 15 زیر حوضه تعداد 3 زیر حوضه (زیر حوضه های 1، 2 و 3) در طبقه خیلی زیاد، 4 زیر حوضه (زیر حوضه های 4، 9، 11 و 15) در طبقه زیاد، زیر حوضه های 7، 12 و 14 در طبقه متوسط، سه زیر حوضه 5، 8 و 10 در طبقه کم و زیر حوضه های 6 و 13 در طبقه خیلی کم قرار دارند.  

تولید رسوب یکی از مهم ترین مشکلات در مدیریت حوضه های آبخیز است. تجزیه و تحلیل منطقه ای بار رسوب رودخانه ها بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک و ارتباط آن با خصوصیات حوضه های آبخیز در برآورد میزان فرسایش و رسوب از اهمیت بسزایی برخوردار است . ویژگی های ژئومورفیک حوضه ها در هیدرولوژی، فرسایش خاک و تولید رسوب نقش مهمی دارد و می تواند شاخصی از وضعیت فرسایش و رسوب گذاری باشد . تخریب، انتقال، رسوب گذاری و کیفیت آب از مسائل بسیار مهم در مدیریت حوضه های آبخیز می باشند . هدف از پژوهش حاضر مدل سازی رابطه بین میزان بار رسوب معلق با ویژگی های ژئومورفیکی حوضه و استخراج خصوصیات ژئومورفیک و ارتباط آن با رسوب دهی در زیر حوضه ها است. به منظور تعیین ارتباط خصوصیات ژئومورفیک بار رسوب هر زیر حوضه از روش تحلیل رگرسیون چند متغیره گام به گام استفاده شد. نتیجه بررسی ارتباط بین خصوصیات ژئومورفیک با رسوب زیرحوضه ها نشان داد که مقدار رسوب تولیدی با شاخص بارندگی، شیب، ضرایب فشردگی، کشیدگی، گردی و فرم، ناهمواری و طول حوضه همبستگی مثبت داشته و در سطح 001/0 معنی دار بوده است. عوامل تأثیر گذار بر میزان رسوب حوضه ها از بین متغیر های موجود، از روش تحلیل مؤلفه های اصلی( PCA ) و تحلیل خوشه ای استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که سه عامل ضریب گردی، ضریب فشردگی و ضریب فرم حوضه به ترتیب 71/50، 66/20 و 27/11 درصد از واریانس تمامی متغیر های پژوهش را تبیین می کند. در مجموع سه عامل استخراج شده نهایی توانسته اند 64/82% از واریانس تمامی متغیرهای پژوهش را تبیین کنند .

فرسایش خاک از جمله تهدیدات زیست محیطی جدی است که می تواند بر جنبه های سیاسی، اجتماعی و اقتصادی کشورها تأثیر بگذارد. یکی از مدل های تجربی پرکاربرد برای تخمین میزان فرسایش خاک معادله جهانی فرسایش خاک اصلاح شده موسوم به مدل RUSLE می باشد. هدف از این پژوهش تجزیه و تحلیل و پهنه بندی میزان فرسایش خاک و ارتباط آن با شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی حوضه آبریز خیاوچای مشکین شهر می باشد. فاکتورهای مدل RUSLE شامل فرسایندگی باران (R)، فرسایش پذیری خاک (K)، توپوگرافی (LS)، پوشش گیاهی (C) و عملیات حفاظتی (P) است که به ترتیب عامل فرسایندگی باران با استفاده از داده های بارندگی، لایه بافت خاک، مدل رقومی ارتفاعی و کاربری اراضی می باشد در محیط سامانه اطلاعات مکانی (GIS) تهیه شده اند و پس از روی هم گذاری لایه ها، مقدار فرسایش سالانه خاک بین 0 تا 54/150 تن بر هکتار در سال در سطح حوضه برآورد شد. در گام بعد شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی که در رخداد فرسایش خاک موثر هستند شامل شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، شاخص انحناء دامنه (Curvatore)، شاخص انحناء مقطع (Profil Curvatore)، شاخص انحناء سطح (Plan Curvatore) و شاخص پوشش گیاهی عادی (NDVI) در محیط ArcMap ایجاد و نقشه های پهنه بندی تهیه شدند. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد عامل توپوگرافی با ضریب همبستگی 92/0 درصد بیش ترین تاثیر را در برآورد فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. در بررسی دیگر ارتباط بین شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی با میزان فرسایش سالانه خاک انجام گرفت و نتایج نشان داد که شاخص های تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده و انحناء مقطع به ترتیب با ضریب همبستگی 57/0 و 05/0 نسبت به شاخص های دیگر به ترتیب بیش ترین و کم ترین تاثیرگذاری را دارا می باشند. نتایج این پژوهش امکان تلفیق شاخص های موثر هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی بر فرسایش و نیز امکان استفاده از سایر شاخص های موثر و قابلیت های RS و GIS را جهت تخمین کمی مقادیر فرسایش خاک را تایید می نماید.

رسوب یکی از مسائل مهم در حوضه ی آبریز محسوب می شود. با توجه به مشکلات ناشی از رسوب، بررسی ارتباط متغیرهای هیدروژئومورفیکی تأثیرگذار در تولید رسوب و بار رسوب معلق در حوضه ی آبریز ضرورت دارد. هدف این تحقیق مدل سازی رابطه ی بین میزان بار رسوب معلق با متغیرهای هیدروژئومورفیکی در حوضه ی آبریز است. دو حوضه گاوی و حوضه ی کنجانچم در استان ایلام که شامل 8 زیرحوضه مشخص و مجهز به ایستگاه هیدرومتری می باشند انتخاب شدند. مواد این تحقیق داده های دبی رسوب مشاهده ای بعنوان متغیر وابسته ایستگاه های هیدرومتری که با استفاده از منحنی سنجه رسوب تحلیل شد. در مرحله ی بعد همگنی حوضه های آب ریز با اس تفاده از روش ت حلیل خوش ه ای ارزیابی شد. در ت حلیل خوشه ای پس از استاندارد کردن داده ها به روش Z-SCORE، گروه بندی با روش طبقاتی تجمعی و محاسبه فاصله ی اقلیدسی به روش ward انجام شد. به تدریج زیرحوضه های چاویز، سرجوی، اماملکشاهی و آسان درگروه یک و زیرحوضه های کنجانچم، رستم آباد، تنگ باجک و گنبد در گروه دوم تحلیل شده اند. جهت تحلیل ارتباط بین متغیرهای ژئومورفیک با رسوب هر زیرحوضه از روش رگرسیون چندمتغیره آماری استفاده شد. نتایج بررسی ارتباط بین خصوصیات ژئومورفیک با رسوب زیرحوضه ها نشان داد که مقدار رسوب با شاخص شیب، ضریب گردی، بافت زهکشی، بارندگی، ناهمواری و مساحت حوضه همبستگی مثبت داشته و در سطح 001/0 معنی دار بوده است. جهت تأثیرگذاری متغیرها بر میزان رسوب زیرحوضه ها از روش تحلیل مؤلفه های اصلی و تحلیل خوشه ای استفاده گردید. نتایج نشان داد که سه عامل ضریب گردی، ضریب شیب و ضریب بافت زهکشی حوضه به ترتیب 62/44، 22/25 و 74/16 درصد از واریانس تمامی متغیرهای تحقیق را تبیین می کند. در مجموع سه عامل استخراج شده نهایی توانسته اند 87% از واریانس تمامی متغیرهای تحقیق را تبیین نمایند.