امیرحسام پاسبان

آلودگی های هوا ناشی از فعالیت های بشری در شهر ها منجر به ایجاد جزایر حرارتی شده و باعث افزایش دما و کاهش کیفیت هوا می شود. هدف این پژوهش بررسی ارتباط بین این آلودگی های مناطق شهری با جزایر حرارتی در شهرستان اردبیل می باشد. در این راستا ابتدا در سامانه گوگل ارث انجین با فراخوانی داده های ماهواره سنتینل 2 و 1، نقشه کاربری اراضی شهرستان اردبیل ترسیم و با ضریب کاپا میزان درستی و دقت کلی آن بررسی شد. در گام بعد، جهت بررسی آئروسل های شهرستان اردبیل از داده های ماهواره سنتینل 5 استفاده و روند روزانه آن با روش رگرسیونی به دست آمد. میزان چولگی آئروسل ها برای سال های 2018-2023 محاسبه و نقشه تراکم آلودگی های شهرستان اردبیل ترسیم شد. سپس با فراخوانی داده های ماهواره مودیس اقدام به ترسیم نقشه آنومالی دما و جزیره حرارتی شهرستان اردبیل طی سال های 2018-2023 شد و روند LST شب در بازه زمانی مذکور و نمودار نیم رخ جزیره حرارتی LST شب به دست آمد. با استخراج داده های نقشه های تراکم آئروسل های شهری با جزایر حرارتی در نرم افزار ArcGis، همبستگی دما و جزیره حرارتی شهرستان اردبیل بررسی شد. نتایج نشان داد بین این دو پدیده رابطه مستقیمی بر قرار است بدین گونه که میزان آئروسل های روزانه در شهرستان اردبیل از اواسط 2021 میلادی شیب صعودی به خود گرفته و چولگی منفی آن نشان از افزایش آلودگی ها با تراکم و رخداد زیاد در نواحی داخل شهری داشته است. نقشه تراکم آلودگی ها نیز نشان داد در نواحی داخل شهری و جاده های بین شهری شهرستان اردبیل، میزان آئروسل به طور چشمگیری افزایش یافته است. در نتیجه، آنومالی دما در مناطق شهری و مسکونی افزایش قابل توجهی داشته و منجر به تشکیل جزیره حرارتی با دمای متوسط 22/8 درجه سانتی گراد شده که در تیرماه به بیشینه خود رسیده است.

فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که منابع آب و خاک را تهدید می کند و تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در فرسایش خاک است. هدف از این پژوهش ارزیابی اثر تغییرات کاربری اراضی بر فرسایش خاک در حوضه آبخیز رضی چای مشگین شهر در استان اردبیل است. به منظور اجرای این تحقیق ابتدا تصاویر ماهواره ای منطقه مورد مطالعه مربوط به سال های 1378 و 1398 و ماه خرداد از مرکز تحقیقات زمین شناسی آمریکا دریافت و پس از تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده به شیوه ماشین بردار پشتیبان اقدام به تهیه نقشه کاربری اراضی در هر دو سال شد. سپس به منظور برآورد میزان فرسایش در هر دوسال از مدل RUSLE استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل و تولید نقشه ها در اجرای این تحقیق نیز از نرم افزارهای SPSS 21، Excel، ArcGIS 5.4، Archydro و ENVI 5.3 استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که در طول بیست سال اخیر کاربری های مرتع، زراعت آبی، بایر در منطقه کاهش و در مقابل سطح اراضی زراعی دیم و مسکونی افزایش یافته است. در این بین بیش ترین تغییر مربوط به افزایش 69/27 هکتاری اراضی زراعی دیم در منطقه می شود. هم چنین نتایج بررسی تغییرات فرسایش نشان داد میزان فرسایش از سال 1378 تا 1398 از 49/6 به 46/6 تن در هکتار در سال کاهش یافته است. نتایج این تحقیق نشان داد که علی رغم افزایش سطح اراضی زراعی دیم در منطقه به دلیل کاهش سطح اراضی بایر و تقویت پوشش گیاهی در این منطقه میزان فرسایش به میزان اندکی کاهش یافته است که این امر نشان دهنده تاثیر تغییرات کاربری اراضی به خصوص تقویت پوشش گیاهی در کنترل میزان فرسایش در منطقه مورد مطالعه است.

سیلاب یکی از مهم ترین و مخرب ترین بلایای طبیعی در سراسر جهان است. در دهه گذشته میزان وقوع سیلاب های مخرب به دلیل افزایش دما، گسترش شهرسازی و تغییر خصوصیات حوضه آبریز همراه با ایجاد تغییر کاربری اراضی و استفاده نادرست از زمین افزایش یافته است. هدف از این پژوهش بررسی سیلاب مشکین شهر با استفاده از مدل های WMS و HEC-RAS می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل WMS، مدل سازی حداکثر سیلاب و تعیین هیدروگراف سیلاب برای دوره ها ی بازگشت 5، 10 و 25 ساله صورت گرفته است. حداکثرسیلاب برای حوضه A با دوره های بازگشت ذکر شده به ترتیب برابر با84/0، 33/1 و 08/2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. برای حوضه B به ترتیب برابر با 80/0، 27/1و 2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. همچنین حداکثر سیلاب برای حوضه C با دوره های بازگشت ذکر شده به ترتیب برابر با 97/0، 55/1 و 24/2 متر مکعب بر ثانیه می باشد. نتایج حاصل از هیدروگراف سیلاب نشان می دهد با افزایش دوره بازگشت میزان نفوذ در حوضه کاهش پیدا کرده و دبی سیلاب زودتر اتفاق افتاده است. همچنین با افزایش دوره بازگشت زمان اوج هیدروگراف کاهش یافته است از طرفی با افزایش دوره ی بازگشت زمان پایه هیدروگراف و زمان فروکش سیل نیز افزایش می یابد. برای پهنه بندی سیلاب اطلاعات به دست آمده از مدل WMS به مدل HEC-RAS وارد شده است. با توجه به پروفیل طولی و نمای3 بعدی از پهنه بندی سیل می توان نتیجه گرفت که با افزایش دوره بازگشت، ارتفاع سطح آب در پروفیل طولی افزایش یافته است. همچنین به وضوح در نمای3 بعدی مشاهده می شود که سیل مناطق بیشتری را فراگرفته است.

از آنجا که تغییرات کاربری اراضی در سطوح وسیع و گسترده صورت می گیرد بنابراین تکنولوژی سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سامانه های بروز همچون سامانه گوگل ارث انجین ابزاری ضروری، کارآمد و با ارزش جهت پایش تغییرات می باشد. بنابراین هدف از این پژوهش واکاوی و ارزیابی ارتباط بین دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی در حوضه آبخیز خیاوچای مشگین شهر در استان اردبیل می باشد. در همین راستا جهت تهیه نقشه های کاربری اراضی از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده گردید. در مرحله بعد با انجام تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک اقدام به جمع آوری نمونه های آموزشی از سطح منطقه انجام شد در همین راستا جهت بالا بردن دقت کار از تصاویر گوگل ارث و بازدید میدانی از منطقه مورد مطالعه نقشه های کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان (SVM) در 6 کلاس کاربری (مناطق مسکونی، برفی، آبی، مراتع، کشاورزی آبی و دیم) تهیه شد. در گام بعد مقادیر ضریب کاپا و صحت کلی برای سال های 1381 و 1401 محاسبه شد که به ترتیب برابر با 89/0، 61/91 و 94/0، 16/94 درصد به دست آمد. سپس اقدام به تهیه نقشه های شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین حوضه مورد مطالعه در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین انجام گردید. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین برای ماه خرداد سال 1381 با بیشینه دما 71/38 درجه سانتی گراد در قسمت های شمالی حوضه خیاو چای به وقوع پیوسته است و کمینه دما در نواحی جنوبی با متوسط دمای 87/15 درجه سانتی گراد رخ داده است. از طرفی وضعیت میانگین دمای ماه خرداد برای سال 1401 نشان داد که هسته حرارت گرمایی نسبتا در عرض های بالا تر متمرکز یافته است و این رابطه مستقیمی را با شاخص پوشش گیاهی دارد.

طبقه بندی جهت استخراج کاربری های اراضی همیشه یکی از مهم ترین کاربردهای سنجش از دور بوده و به همین دلیل روش های متفاوتی ایجاد شده اند. با گذشت زمان روش های پیشرفته تر و با دقت بالاتری به وجود آمدند که باعث افزایش دقت شده و در استخراج کلاس هایی که از نظر طیفی به هم نزدیک تر بودند بهتر عمل کرده اند. الگوریتم های شناسایی تغییرات در تصاویر سنجش از دور به دو دسته پیکسل پایه و شیءگرا بر پایه حداقل واحد پردازش تقسیم می شوند. هدف از این پژوهش ارزیابی و تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز نیرچای در استان اردبیل با استفاده از روش شیءگرا می باشد. طبقه بندی کاربری اراضی شامل قطعه بندی داده های تصویر با استفاده از الگوریتم قطعه بندی چند مقیاسه در محیط نرم افزار eCognition انجام شد. سپس این قطعات انتخاب شده و با استفاده از الگوریتم نزدیک ترین همسایه شیءگرا طبقه بندی و ارزیابی صحت انجام شد. نتایج نشان داد که طبقه بندی شیءگرا با صحت کلی 99 و ضریب کاپای 88/0 درصد که نشان دهنده صحت بالای روش شیءگرا در طبقه بندی است. همچنین نقشه کاربری اراضی نشان داد که کاربری مناطق آبی و مراتع ضعیف به ترتیب کم ترین (70 هکتار) و بیش ترین (8069 هکتار) مساحت را به خود اختصاص داده اند.

نوع و شدت فرسایش خاک در یک منطقه، تابع شرایط اقلیمی، پستی و بلندی زمین، خاک و کاربری اراضی است که در این میان اهمیت کاربری اراضی به دلیل نقش مؤثر انسان بر آن نسبت به دیگر عوامل زیادتر است. هدف از این پژوهش ارزیابی و تحلیل میزان فرسایش خاک در حوضه آبخیز بالیخلوچای با استفاده از مدل تجربی RUSLE در استان اردبیل است. به منظور اجرای این تحقیق ابتدا تصویر ماهواره ای منطقه مورد مطالعه مربوط به سال 1400 و ماه خرداد از مرکز تحقیقات زمین شناسی آمریکا دریافت و پس از تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده به شیوه ماشین بردار پشتیبان اقدام به تهیه نقشه کاربری اراضی شد. سپس به منظور برآورد میزان فرسایش از مدل RUSLE استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل و تولید نقشه ها در اجرای این تحقیق نیز از نرم افزارهای SPSS 21، Excel، ArcGIS 5.4، Archydro و ENVI 5.3 استفاده شد. لایه پارامترهای مدل RUSLE شامل لایه فرسایندگی باران، لایه خاک، لایه توپوگرافی، لایه پوشش گیاهی و عامل حفاظتی خاک هم چنین آمارهای مختلف مربوط به ایستگاه های باران سنجی، هیدرومتری، نقشه های توپوگرافی 1:50000، زمین شناسی 1:100000 هم چنینDEM (20 متر منطقه) و نیز بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS و سنجش از دور استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار متوسط فرسایش سالانه خاک برای کل حوضه در دامنه بین 65/6- تا 75/14 تن در هکتار در سال متغیر است. هم چنین بررسی روابط رگرسیونی بین فاکتورهای مدل RUSLE و مقدار فرسایش سالانه خاک نشان داد که فاکتور توپوگرافی (LS) با بالاترین مقدار ضریب تعیین R^2=0/95 بیش ترین اهمیت را در برآورد فرسایش سالانه خاک به وسیله مدل RUSLE دارد.

فرسایش خاک یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می رود. در این راستا، اطلاعات زمانی و مکانی فرسایش خاک در اقدامات مدیریتی، کنترل فرسایش و مدیریت حوزه های آبخیز نقش مؤثری دارد. امروزه عدم استفاده صحیح از اراضی و تغییرات کاربری اراضی مانند تبدیل جنگل ها و مراتع به اراضی کشاورزی، چرای مفرط، شخم روی شیب های تند، باعث افزایش میزان فرسایش خاک و رسوب شده است. کاربری های مختلف اراضی مقادیر مختلف فرسایش را ایجاد می کنند و مدیریت اراضی نقش به سزایی در جلوگیری از فرسایش دارد. در مطالعه حاضر، هدف تلفیق شاخص های زمینی و پوشش گیاهی برای برآورد و شناسایی خطر فرسایش خاک در حوضه آبخیز عموقین با استفاده از مدل RUSLE است. لایه پارامترهای مدل RUSLE شامل لایه فرسایندگی باران، لایه خاک، لایه توپوگرافی، لایه پوشش گیاهی و عامل حفاظتی خاک هم چنین آمارهای مختلف مربوط به ایستگاه های باران سنجی، هیدرومتری، نقشه های توپوگرافی، و زمین شناسی و نیز بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS و سنجش از دور استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار متوسط فرسایش سالانه خاک برای کل حوضه در دامنه بین 21/1 تا 53/5 تن در هکتار در سال متغیر است. هم چنین بررسی روابط رگرسیونی بین فاکتورهای مدل RUSLE و مقدار فرسایش سالانه خاک نشان داد که فاکتور توپوگرافی (LS) دارای ارتباط کمی با میزان فرسایش سالانه خاک به وسیله مدل RUSLE دارد. هم چنین در بررسی دیگر بین شاخص های زمینی با مدل RUSLE نتایج نشان داد که عامل پوشش گیاهی با ضریب تعیین 47/0 درصد نسبت به سایر شاخص های مورد مطالعه دارای هم بستگی بیش تری است، شاخص قدرت جریان نیز با ضریب تعیین 07/0 درصد دارای کم ترین هم بستگی بین شاخص های مورد مطالعه است. این تحقیق امکان تلفیق شاخص های موثر توپوگرافی و پوشش گیاهی بر فرسایش و نیز امکان استفاده از سایر شاخص های موثر را تائید می نماید.

امروزه کاهش منابع اراضی ناشی از فرسایش خاک، هر ساله خسارات فراوان جانی و مالی را در پی دارد. بنابراین در این پژوهش به منظور برآورد فرسایش خاک و تولیدرسوب با استفاده از روش تجربی پسیاک اصلاح شده (MPSIAC) و بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در حوضه آبخیز کوزه توپراقی استان اردبیل پرداخته شد. بدین منظور با استفاده از نقشه های پایه و بهره گیری از GIS لایه های اطلاعاتی مورد نیاز تهیه شد. پس از گردآوری، آماده سازی و ورود لایه های اطلاعاتی به محیط GIS و تلفیق این لایه ها میزان رسوب ویژه سطح حوضه بین ۷/۶۹ تا ۰/۷۶ تن در هکتار در سال محاسبه شد. مقدار کل و متوسط فرسایش سالانه خاک حوضه نیز به ترتیب برابر با 0 تا ۵۷/۶۲ و ۱۱/۶۶ تن در هکتار در سال به دست آمد. هم چنین بیش ترین و کم ترین مقدار فرسایش در زیرحوزه ها براساس اولویت بندی مربوط به زیر حوزه های 15 و 36 است که مقادیر آن ها به ترتیب برابر ۲۸/۵۰ و ۲/۸۳ تن در هکتار در سال محاسبه شد. متوسط رسوب تولیدی برای حوضه مورد مطالعه ۳/۱۶ تن در هکتار در سال برآورد شد. اولویت بندی زیرحوزه ها بر اساس میزان فرسایش خاک نشان داد که زیرحوضه 15 و 34، به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار فرسایش (۲۸/۴۸ و ۲/۸ تن در هکتار در سال) را دارند. بر اساس میزان رسوب، زیرحوضه 16 و 34 به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار رسوب (۷/۱۶ و ۰/۷۶ تن در هکتار در سال را تولید می کنند. بر اساس نتایج به دست آمده از تحلیل پارامترهای مربوط به فرسایش در مدل MPSIAC، می توان نتیجه گیری کرد که اولویت بندی انجام شده می تواند مبنای تصمیم گیری و مدیریت در کنترل فرسایش و تولید رسوب در نظر گرفته شود