طیبه بابایی اولم

در پژوهش حاضر به منظور بررسی کارآیی و دقت روش برنامه ریزی بیان ژن در پیش بینی رسوب بار معلق رودخانه ناورود در استان گیلان با استفاده از نرم افزار (GEP)، از داده های متوسط بارندگی، میانگین دبی رواناب، متوسط دمای حداکثر، متوسط دمای حداقل و میانگین دمای سالانه حوضه، به عنوان متغیرهای ورودی و همچنین داده های رسوب بار معلق مشاهده ای در ایستگاه هیدرومتری خرجگیل اسالم، به عنوان متغیر خروجی در دوره آماری مشترک 20 ساله (از سال آبی 75-74 لغایت 94-93) استفاده گردید. برای این کار، مقادیر رسوبات بار معلق حوضه از روش منحنی سنجه، مقادیر متوسط بارندگی از روش منحنی های هم باران با استفاده از مدل Kriging در محیط نرم افزار GIS و مقادیر سه شاخص درجه حرارت سالانه از طریق روابط گرادیان حرارتی منطقه برای سال های آماری مختلف برآورد گردید. جهت دست یابی به ساختار مناسب بین ورودی ها و خروجی مدل، اطلاعات 13 سال اول آماری برای آموزش برنامه و 7 سال باقی مانده برای صحت سنجی آن به کار گرفته شد و به منظور شناسایی ورودی های مؤثر، تعداد 6 الگوی مختلف بر اساس ترکیب داده های ورودی طراحی گردید. در نهایت، برای تعیین مناسب ترین رابطه جهت پیش بینی رسوبات حوضه، از دو شاخص معتبر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی (2R) استفاده گردید. نتایج نشان داد، با ساختار متوسط بارندگی، میانگین دبی رواناب، متوسط حداکثر و میانگین دمای سالانه حوضه، ضریب همبستگی (2R) بین داده های محاسباتی و مشاهد ه ای در دوره صحت سنجی به بیشترین مقدار خود (84%) و مقدار شاخص RMSE به کمترین مقدار خود (1.06) -می رسد. در نتیجه ساختار فوق به عنوان مناسب ترین الگوی ورودی جهت تخمین رسوبات سالانه حوضه پذیرفته شده و بر این اساس و با استفاده از زبان برنامه نویسی MATLAB و به کارگیری چهار عملگر اصلی حسابی، رابطه نهایی برای تخمین رسوب حوضه استخراج گردید.

عوامل ژئومورفولوژیکی مختلفی نقش مهمی در هدایت و تمرکز جریان آب باران و سیلاب ایفا می کنند. هدف از این تحقیق بررسی نقش هر کدام از این عوامل در شدت و وسعت سیلاب واقعه در روز های 27 تا 29 اسفند ماه سال 1397 در استان گلستان با خروجی های تصاویر ماهواره ای می باشد. برای این کار نقشه های کاربری اراضی، شاخص پوشش گیاهی (NDVI)، ذخایر آب زیر زمینی، بارش رخداده در روز های سیلابی و وضعیت پهنه های آبی قبل و بعد از وقوع سیل در سامانه گوگل ارث انجین ترسیم گردید. نتایج حاکی از این بود که کاربری اراضی با ضریب کاپای 96% و میزان درستی سنجی 97% نشان داد که نواحی بایر در نیمه شمالی استان حاکم بوده و بیش ترین مساحت را در حدود 12020 کیلومتر مربع داشته است. فقدان پوشش گیاهی در این نواحی شرایط را برای فرسایش خاک می تواند مهیا نماید و در مواقع رخداد بارش های شدید سیلاب را به دنبال خواهد داشت. وضعیت ذخایر آب زیرزمینی نشان داد از جنوب به سمت شمال استان بر میزان ذخایر آب های زیر زمینی افزوده شده و در صورت اشباع ظرفیت خاک در زمان های بارش این مناطق مستعد سیلاب می باشد. تراکم بارش در روز های سیلابی در ارتفاعات و در جنوب استان به طور میانگین مقدار 53 میلی متر بوده و این عامل باعث جریان شدید رود خانه های بالا دست و منتهی شدن آن ها در قسمت کم ارتفاع یعنی شمال غرب استان شده است. وضعیت سیلاب نیز نشان داد بعد از وقوع سیل در شمال غرب استان بر مساحت و حجم پهنه های آبی به میزان 59/4 دسی بل اضافه شده است و مناطق شهری و روستایی را کاملا احاطه نموده به طوری که محدوده های سیل زده مساحتی در حدود 423 کیلو متر مربع از سطح استان را اشغال نموده است.

هدف از این کار تحقیقی بررسی نقش عوامل دخیل در میزان رطوبت خاک حوضه آبخیز شفا رود است. بدین سبب در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین با فراخوانی داده های ماهواره ای، نقشه های کاربری اراضی برای 4 کلاس اصلی حوضه مذکور ترسیم گشت سپس وضعیت پوشش گیاهی (NDVI)، میانگین دما، تبخیر و بارش بررسی و در نهایت نقشه رطوبت خاک ترسیم شد. نتایج نشان داد نیمه شرقی حوضه مذکور شرایط متفاوتی نسبت به غرب آن داشته بدین ترتیب که در نیمه شرق حوضه مورد مطالعه عمده مناطق را نواحی جنگلی با 239 کیلو متر مربع پوشش داده و به سمت غرب حوضه از تراکم آن کاسته شده است این وضعیت برای پوشش گیاهی نیز صادق بود و بیشینه تنوع پوشش گیاهی در نیمه شرقی حوضه و نواحی مرکزی آن به میزان 55/0 مشاهده شد. . همه این عوامل باعث شده رطوبت خاک در نیمه شرقی و بخصوص در شمال شرق حوضه مذکور افزایش یابد و مقدار آن به 12/18 میلی متر برسد برعکس در نیمه غربی حوضه و شمال غرب آن کمینه رطوبت خاک به مقدار 62/12 میلی متر مشاهده شد. لازم به ذکر است همه عوامل رابطه مستقیمی با رطوبت خاک نشان دادند و از بین عوامل یاد شده به ترتیب بخار آب با ضریب تبیین R2، 48/0، بارش 41/0، دما 22/0 و پوشش گیاهی 11/0 درصد بیش ترین نقش را در رطوبت خاک داشته اند.

با توسعه روش های گوناگون در زمینه طبقه بندی تصاویر ماهواره ای و آشکارسازی تغییرات به ویژه در دهه های اخیر انتخاب بهترین و صحیح ترین روش برای تهیه نقشه کاربری و پوشش اراضی در مناطق مختلف رشد روزافزونی داشته است. هدف اصلی این پژوهش مقایسه دقت انواع روش های طبقه بندی برای تهیه نقشه کاربری اراضی در شهر رضوانشهر می باشد. بدین منظور هفت کلاس کاربری اراضی در شهر رضوانشهر (شامل مراتع، مناطق مسکونی، جاده، زمین های زراعی، رودخانه، مناطق ساحلی و جنگل) با استفاده از تصاویر ماهواره ای تعیین شدند. سپس نمونه های آموزشی از سطح منطقه با استفاده از تصاویر ماهواره ای، تصاویر گوگل ارث و بازدید میدانی جمع آوری شد. در مرحله بعد با استفاده از ویژگی های تصاویر کلاس های کاربری اراضی در محدوده مورد مطالعه تعیین و پس از مشخص نمودن میزان تفکیک پذیری کلاس ها طبقه بندی به صورت حداکثراحتمال (MLC)، ماشین بردار پشتیبان(SVM)، حداقل میانگین فاصله (MD) انجام شد. نتایج ارزیابی این سه روش نشان داد که روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به روش های دیگر از دقت بیش تری (صحت کلی 60/92 ضریب کاپا 87/0 برای سال 2000 و صحت کلی 16/97 و ضریب کاپای 93/0 برای سال 2022) برخوردار است. بنابراین از نتایج این پژوهش می توان برای تهیه نقشه کاربری اراضی با دقت بالاتر با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان در کارهای ارزیابی محیط زیست و منابع طبیعی در مناطق با شرایط مشابه استفاده نمود.

هدف از پژوهش حاضر ارزیابی و پهنه بندی خطر وقوع سیلاب با استفاده از مدل MFFPI در حوضه آبخیز شفارود، استان گیلان می باشد. در این راستا جهت دستیابی به اهداف پژوهش از 6 پارامتر مدل MFFPI شامل پارامترهای انحناء دامنه، شیب، تراکم جریان، بافت خاک، نفوذپذیری سنگ و کاربری اراضی استفاده شد. بدین منظور جهت استخراج و تهیه نقشه های عامل از تصاویر ماهواره ای لندست 8، نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000، زمین شناسی 1:100000 شهرستان رضوانشهر (اخذ شده از سازمان منابع طبیعی) استفاده گردید. در گام بعد در محیط Arc Map اقدام به تولید نقشه های مذکور گردید. در نهایت براساس جدول امتیازدهی مدل MFFPI به هریک از نقشه های استخراج شده با استفاده از افزونه Raster Calculator وزن مربوط به کلاس طبقه بندی ها داده شد و لایه های وزنی پارامترهای انحناء دامنه، شیب، تراکم جریان، بافت خاک، نفوذپذیری سنگ و کاربری اراضی تولید شدند. در گام آخر نیز با تلفیق 6 پارامتر مدل مورد مطالعه، نقشه نهایی پهنه بندی سیلاب ناگهانی برای حوضه آبخیز شفارود در 5 کلاس (خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد) تهیه و تولید شد. نتایج پهنه بندی نهایی سیلاب نشان داد که مناطق بخش های جنوب و جنوب غربی حوضه از پتانسیل خطر خیلی زیاد و زیاد برخوردار بود و در مقابل قسمت های مرکزی حوضه نیز از پتانسیل خطر متوسط و کم را به خود اختصاص داد. نتایج این پژوهش می تواند مدیران و مسئولان ذیربط را در جهت شناسایی و مقابله با خطرات احتمالی سیلاب در آینده به خصوص مناطق دارای پتانسیل خطر سیلاب خیلی زیاد یاری نماید تا با اتخاذ تصمیمات صحیح مانع خسارات مالی و جانی برای منطقه مورد مطالعه گردد.

هدف از این پژوهش بررسی ارتباط بین تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح زمین در شهرستان پارس آباد در استان اردبیل با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین می باشد. در این راستا ابتدا در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین با فراخوانی داده های ماهواره سنتینل 2 و سنتینل 1 نقشه کاربری اراضی شهرستان پارس آباد تهیه شد و در مرحله بعد جهت اعتبارسنجی با استفاده از ضریب کاپا میزان درستی و دقت کلی آن انجام شد. در گام بعدی در جهت بررسی آئروسل های شهرستان مورد مطالعه از داده های ماهواره سنتینل 5 استفاده شد و روند روزانه آن را با استفاده از روش رگرسیونی و چولگی طی بازه زمانی سال های (2018-2023) محاسبه شد. در گام بعد نقشه تراکم آلودگی شهرستان مورد مطالعه ترسیم و با فراخوانی داده های ماهواره MODIS اقدام به تهیه نقشه آنومالی دما و میانگین دمایی طی بازه زمانی سال های (2018-2023) شد و روند LST شب و نمودار نیم رخ جزیره حرارتی LST شب در بازه زمانی مذکور در ماه های تابستان (ژوئیه) با میانگین 297 کلوین و مقادیر حداقل در ماه های زمستان (ژانویه) با میانگین 270 کلوین مشاهده می شود. در نهایت با استخراج داده های نقشه های تراکم آئروسل های شهر با میانگین دمایی در محیط نرم افزار ArcMAP همبستگی بین این دو پدیده با روش رگرسیون خطی ساده پرداخته شد. نتایج نشان داد به جز بین این دو پدیده رابطه معکوسی بر قرار بوده است. هم چنین میزان آئروسل های روزانه از اواسط سال 2021 میلادی روند افزایشی به خود گرفته و چولگی منفی آن نشان از افزایش آلودگی ها در نواحی داخل شهری در سال های اخیر داشته است. نقشه تراکم آلودگی نیز نشان داد در نواحی داخل شهری و جاده های بین شهری مقدار آئروسل به صورت چشم گیری افزایش پیدا کرده است.

یکی از مرسوم ترین انواع تخریب خاک که اثرات مخرب بر محیط زیست و زندگی انسان دارد پدیده فرسایش خاک است. شدت فرسایش خاک معمولا با استفاده از مدل های مختلف تخمین زده می شود. بنابراین هدف از این پژوهش، تجزیه و تحلیل شدت خطر فرسایش خاک و ارتباط آن با عوامل محیطی در حوضه آبخیز ویرمونی در استان گیلان است. برای دست یافتن به هدف تحقیق از مدل تجربی فرسایش خاک اصلاح شده جهانی که شامل عامل های فرسایندگی باران، فرسایش پذیری خاک، توپوگرافی، پوشش گیاهی و عملیات حفاظتی خاک است استفاده شد. بدین منظور به ترتیب با استفاده از داده های باران سنجی اخذ شده از سازمان هواشناسی کشور، لایه بافت خاک 1:250000 ایران، مدل رقومی ارتفاع 30 متر استر و هم چنین تصویر ماهوراه ای لندست 8 OLI در محیط سامانه اطلاعات مکانی تهیه شده اند و پس از روی هم گذاری لایه ها، مقدار فرسایش سالانه خاک در سطح حوضه برآورد شد. در گام بعد شاخص های عوامل محیطی که در رخداد فرسایش خاک موثر هستند شامل شاخص رطوبت توپوگرافی، توان آبراهه، انحناء دامنه، انحناء مقطع، انحناء سطح و شاخص تفاضل پوشش گیاهی عادی شده در محیط سامانه اطلاعات مکانی ایجاد و نقشه های پهنه بندی تهیه شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که متوسط نرخ فرسایش سالانه خاک برای کل حوضه در دامنه بین 0 تا 1/80 تن در هکتار در سال برآورد شد همچنین در بین عوامل موثر مدل مورد مطالعه با فرسایش خاک عامل توپوگرافی بیش ترین هم بستگی (91/0) را نسبت به سایر عوامل را برخوردار بود. در بررسی دیگر ارتباط بین عوامل محیطی با میزان هدررفت سالانه خاک انجام شد که نتایج نشان داد شاخص تفاضل پوشش گیاهی عادی شده با ضریب تعیین 62/0 نسبت به سایر شاخص های مورد مطالعه دارای هم بستگی بیش تری است. هم چنین شاخص توان آبراهه با مقدار 11/0 کم ترین هم بستگی را دارا می باشند. این پژوهش امکان ادغام عوامل محیطی موثر بر فرسایش خاک را تائید می نماید.

با توجه به رویدادهای سیل به ویژه برای سکونتگاه ها پیرامون رودخانه ها، عدم اطلاع صحیح از تغییرات متوالی بستر رودخانه و جابجایی آن در سال های آتی یکی از مسایل مهم علمی آبخیزداری می باشد از این رو به دلیل اطلاعات ناکافی از رفتار رودخانه ها، سکونتگاه های حاشیه رودخانه های مناطق ساحلی دائماً دچار آسیب هستند. محدوده مورد بررسی این تتحقیق از مرز کنیک کوهستان تا جلگه می باشد. هدف از این پژوهش پیش بینی تغییرات مورفولوژی رودخانه (عرض کانال و اندازه گیری پیچانرودی و ضریب خمیدگی رودخانه) در مناطق ساحلی شمال کشور از طریق روش های تلفیقی سنجش از دور با مدل سلول های اتوماتیک وزنجیره مارکوف است. سفیدرود به عنوان بزرگترین و مهم ترین رودخانه سواحل جنوب دریای خزر نقش مهمی در زندگی، فعالیت ها و سرمایه های انسانی منطقه دارد. عوامل مورفولوژیک رودخانه و محیط های پیرامون آن و پیش بینی شرایط آینده می تواند در برنامه ریزی و آمایش دشت های ساحلی موثر و ضروری واقع شود. در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای لندست 5، 7 و 8 سال های، 2002،1987 و 2018، همراه با داده های تغییرات تراز دریای خزر و دبی سفیدرود، بررسی های میدانی و نرم افزارهای Envi 5.3، ArcGIS 10.4.1 و Idrisi TerrSet به عنوان ابزار تحقیق بهره گرفته شد. ابتدا مقادیر احتمال تبدیل کاربری اراضی در سال 2018 بر مبنای مدل تلفیقی زنجیره مارکوف و سلول های خودکار به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل تلفیقی، دارای دقت و صحت بالایی جهت پیش بینی الگوی آینده است. سپس با توجه به دقت و صحت خروجی مدل، نقشه پیش بینی کاربری اراضی و مورفولوژی رودخانه برای سال 2030 تهیه شد. با برازش دو نقشه سال 2018 و پیش بینی 2030 تغییرات محتمل در محیط رودخانه به دست آمد و در چهار محدوده مورد تحلیل قرار گرفت. در نهایت با استفاده از داده های تغییرات تراز دریای خزر و دبی سالانه رودخانه سفیدرود، روند تغییرات و پیش بینی مدل، مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین احتمال تغییرات بر اثر تاسیسات ساخت انسان می باشد. فرایندهای فرسایشی، تغییر پیچانرودی و سیل گیری در حد فاصل سد سنگر تا روستای لومان بصورت جابجایی جانبی کانال و تشدید پیچانرودی، روستای کیسم و شهر آستانه اشرفیه و آزادسرا تا لیچاه بصورت سیل گیری تاسیسات انسانی و در محدوده کیاشهر، تالاب بوجاق و دلتای سفیدرود بصورت تغییر موقعیت مصب و جابجایی به غرب کانال رودخانه می باشد، با توجه به نتایج بررسی مقطع عرضی کانال رودخانه در سه دوره 1987، 2002 و 2018، روند کاهشی عرض کانال رخ داده است.