نسبت انشعاب

هندسه فرکتال ابزار مناسبی برای بررسی و شناخت رفتار پیچیده رودخانه است. مهم ترین ویژگی فرکتال، بُعد آن است. هدف این مقاله تعیین بُعد فرکتال و تحلیل آن با استفاده از تئوری هندسه فرکتال در زیرحوضه های واحد زمین ساختی زاگرس در غرب و جنوب غربی ایران است. برای بررسی بعد فرکتال واحد ژئومورفیک زاگرس، ابتدا لایه رودخانه های اصلی و آبراهه ها از 30*30 DEM مستخرج از ماهواره ی SRTM تهیه گردید. کل واحد ژئومورفیک ابتدا به یازده حوضه آبی حله، جراحی و زهره، کل مهران، کرخه، کارون، طشتک بختگان، مرزی غرب، مند، ابرقو- سیرجان، بندرعباس سدیچ، گاوخونی و هامون جازموریان تقسیم شد. سپس این حوضه های آبی به 272 زیرحوضه تقسیم شد. در گام بعدی رتبه بندی آبراهه ها به روش هورتن و استرالر انجام گرفت؛ به کمک طول شاخه ها و نسبت انشعاب، بُعد فرکتال تمامی زیرحوضه ها محاسبه شد. بعد فرکتال 30 زیرحوضه در این واحد مورفوتکتونیک 1-0 (02/11%)، 185 زیرحوضه 2-1 (01/68%) و 57 حوضه بیشتر از 2 (95/20%) برآورد گردید. تجزیه و تحلیل بعد فرکتال بین 2-1 زیرحوضه ها با رتبه نهایی هفت، در غالب زیرحوضه ها، نشان می دهد که این واحد زمین ساخت ازنظر حوضه ای به تکامل رسیده است و درصد کم تری از زیرحوضه ها، بعد فرکتال کمتر از یک و بیشتر از 2 دارند. بعد فرکتال کمتر از 1 و بیش از 2 می تواند انعکاسی از وضعیت تکتونیک و لیتولوژی زیرحوضه ها باشد که مانع از به تعادل رسیدن بعد فرکتال زیرحوضه ها، در سطح یا خط شده اند. تجزیه و تحلیل نهایی زیرحوضه ها در واحد زمین ساختی زاگرس نشان می دهد که نمی توان رابطه معنی داری بین بعد فرکتالی و خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه ها برآورد نمود.

در این پژوهش، زیرحوضه های انجرد واقع در استان آذربایجان شرقی با بهره گیری از تحلیل پارامترهای مورفومتری، از منظر نیاز به اقدامات حفاظت خاک و آب اولویت بندی شده اند. به دلیل عدم دسترسی به مدل رقومی ارتفاع (DEM) با دقت مناسب، از نقشه های توپوگرافی با مقیاس 1:25000 جهت تولید مدل ارتفاعی و تحلیل مورفومتری استفاده شد. در این راستا، 15 پارامتر مورفومتری مؤثر در فرآیندهای هیدروژئومورفولوژیکی شامل تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، فراوانی آبراهه ها، نسبت بافت زهکشی، طول جریان سطحی، ضریب گردی، ضریب فرم، نسبت کشیدگی، ضریب فشردگی، عدد نفوذ، ثابت نگهداری، شیب متوسط، عدد ناهمواری، نسبت ناهمواری و انتگرال هیپسومتریک استخراج گردید. سپس زیرحوضه ها بر اساس مقادیر هر پارامتر از رتبه 1 تا 11 طبقه بندی و با محاسبه میانگین رتبه ها، اولویت بندی نهایی انجام شد. برای کاهش تعداد متغیرها و شناسایی شاخص ترین پارامترها، از تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) بهره گرفته شد. نتایج PCA نشان داد که 6 پارامتر شامل تراکم زهکشی، ضریب گردی، نسبت انشعاب، فراوانی آبراهه ها، ضریب فشردگی و انتگرال هیپسومتریک دارای بیشترین اهمیت هستند. مقایسه نتایج اولویت بندی بر اساس تمامی پارامترها با نتایج حاصل از پارامترهای منتخب PCA، تطابق قابل قبولی را نشان داد که مؤید کارایی این روش آماری در ساده سازی فرآیند اولویت بندی است. بر این اساس، زیرحوضه A1-4 با پایین ترین میانگین رتبه، بالاترین اولویت مدیریتی و زیرحوضه A5 کمترین اولویت را به خود اختصاص دادند. نتایج این پژوهش می تواند در تدوین راهبردهای مدیریتی به منظور کاهش ورود رسوبات به مخزن سد عمارت و کاهش آثار مخرب سیلاب مؤثر واقع شود.