سنجش از دور

تحقیق حاضر با هدف برآورد فرسایش خاک در حوزه آبخیز سد مخزنی در حال احداث تنگ سرخ با مساحت 39 هزار هکتار در شرق و جنوب شرقی شهرستان بویراحمد در استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از مدل RUSLE و قابلیت های سنجش از دور و سیستم اطلاعات مکانی به منظور برنامه ریزی اقدامات حفاظتی در حوزه آبخیز سد انجام شده است. لایه پارامترهای مدل RUSLE شامل فرسایندگی باران، فرسایش پذیری خاک، شیب و طول دامنه، مدیریت پوشش گیاهی و عملیات حفاظت خاک به ترتیب با استفاده از داده های بارندگی، ویژگی های فیزیکی و شیمایی خاک، مدل رقومی ارتفاع و کاربری اراضی در محیط سامانه اطلاعات مکانی تهیه شده اند و پس از رویهم گذاری لایه ها، مقدار فرسایش به صورت مکانی در سطح حوزه برآورد شد. مقدار عامل فرسایندگی باران از 62/179 تا 74/327 مگا ژول در میلی متر بر هکتار ساعت سال (MJ mm ha−1 h−1 year−1) بود. عامل فرسایش پذیری خاک از 08/0 تا 46/0 تن هکتار ساعت بر هکتار مگاژول میلی متر (t ha h ha−1 MJ−1 mm−1) بود. کمترین و بیشترین مقدار عامل شیب و طول دامنه به ترتیب 08/0 و 42/12 بود. بیشترین و کمترین مقدار عامل مدیریت پوشش گیاهی به ترتیب 33/0 و 54/0 بود. بیشترین و کمترین مقدار عامل عملیات حفاظت خاک به ترتیب 5/0 و 1 بود. حدود 80 درصد منطقه مورد مطالعه دارای میزان فرسایش 35 تن در هکتار در سال است که بیشترین مقدار آن در قسمت های غربی و شمال شرقی است که آن هم ناشی از مقدار زیاد فرسایندگی باران و فرسایش پذیری خاک در این منطقه است.

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.

استفاده از محصولات بارش ماهواره ای برای برآورد داده های بارش در مقیاس منطقه ای راهکاری جدید محسوب می شود. این محصولات خود دارای خطاهای گوناگونی هستند، به همین دلیل، ارزیابی و بررسی صحت این داده ها پیش از استفاده ضروری است. از آنجائی که بارش به شرایط اقلیمی و خصوصیات فیزیوگرافی منطقه وابسته است، بنابراین در پژوهش حاضر، ضمن اعتبار سنجی و صحت سنجی محصولات ماهواره ای بارش، به بررسی تاثیر دما و ارتفاع بر عملکرد محصولات بارشی ماهواره های MERRA، TRMM و CHIRPS در مقیاس ماهانه، در بازه زمانی 2005 تا 2019 و با استفاده از 222 ایستگاه سینوپتیک واقع در سطح کشور ایران پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که به ترتیب مقدار ریشه میانگین مربعات خطا برای ماهواره های TRMM، MERRA و CHIRPS برابر با 8/23 ،6/30 و 35 میلیمتر است که نشان دهنده عملکرد مطلوب ماهواره TRMM نسبت به دو ماهواره دیگر است؛ با بررسی شاخص آستانه موفقیت می توان گفت که طبق این شاخص، هر سه ماهواره عملکرد بسیار خوب و تقریبا مشابهی دارند به طوری که مقدار این شاخص به ترتیب برای ماهواره های MERRA، TRMM و CHIRPS برابر 864/0، 797/0 و 776/0 است. همچنین نتایج نشان داد که ماهواره TRMM در تمامی طبقات دمائی و ارتفاعی بهتر از دو ماهواره دیگر عمل می کند. در ارتفاعات کمتر از 500 متر و بیشتر از 1500 متر و دماهای زیر 18 درجه سانتی گراد، MERRA عملکرد خوبی نسبت به CHIRPS داشته و برآورد بهتری از بارش واقعی ارائه داده است.

یخچال های طبیعی و تغییرات کوتاه مدت و بلند مدت آن ها، از مهم ترین سنسورهای اقلیمی برای پایش روند تغییرات آب و هوایی هستند. در تحقیق حاضر به منظور آشکار سازی مکانی- زمانی تغییرات ارتفاعی دماغه یخچال؛ مدل های رقومی ارتفاعی حاصل، داده های لیزراسکنینگ هوایی (LiDAR) سال 1389و تصاویر پهپاد سال های 1397 و 1399 مورد استفاده قرار گرفتند. دقت مدل های رقومی ارتفاعی (DEM) استخراج شده از پهپاد، در سال های 1397 و 1399 به ترتیب با استفاده از حدود 40 و 20 نقطه کنترل زمینی تقریباً 15 سانتی متر برآورد شد. همچنین دقت برآورد تغییرات ارتفاعی بر اساس ارزیابی تغییرات ارتفاعی در منطقه غیر یخچالی در این بازه زمانی نشان دهنده دقت بالای نتایج است. بطوری که مقادیر میانگین و انحراف معیار در منطقه غیریخچالی به ترتیب برابر با 0.05± و0.34  سانتی متر است که مقادیری قابل قبول در مطالعه تغییرات ارتفاعی یخچال به شمار می روند. نتایج حاصل از تفریق دو به دوی DEM های یاد شده نشان دهنده تغییرات ارتفاعی بسیار زیاد دماغه یخچال علم کوه از سال 1389 الی 1399 است. چنانچه میانگین نرخ تغییرات ارتفاعی شکاف اصلی دماغه یخچال در این مدت حدود 0.8 – متر در سال (.m/yr) و بیشترین مقدار نرخ تغییر ارتفاعی حدود 2.31- (.m/yr) است. عمده تغییرات ارتفاعی این منطقه در بازه زمانی 1389 تا 1397 بوجود آمده و میانگین نرخ تغییرات ارتفاعی شکاف اصلی یخچال در این مدت 1.03- (.m/yr)و حداکثر آن 2.77- (.m/yr) است. تغییرات ارتفاعی در بازه زمانی 1397 تا 1399 کمتربوده و میانگین نرخ تغییرات ارتفاعی 0.1+  (.m/yr)و حداکثر آن 1.85- (.m/yr)است. با توجه به اینکه این منطقه به عنوان خروجی و محلّ تخلیه یخچال نیز شناخته شده و حجم زیادی از واریزه ها و یخرفت ها ی یخچالی را به ارتفاعات پایین تر سرازیر می کند، تغییرات ارتفاعی شدید این منطقه ناشی از ذوب برف و یخ است و همین امر، عامل اصلی وقوع سیلاب عظیم تیرماه سال 1390 در رودخانه سردآبرود بوده است.