پژوهش های ژئومورفولوژی کمی

فرسایش بادی و لندفرم های حاصل از آن چهره غالب دشت های هموار و پست مناطق خشک ایران است. شکل گیری پوشش گیاهی و نبکاها در بخش داخلی کویر دراَنجیر با وجود شوری و سخت شدگی زیاد رسوبات، سؤال هایی را در مورد عوامل اصلی کنترل کننده آن ها مطرح می کند. روند خطی پوشش گیاهی و نبکاها و حرکت امتدادلغز گسل بافق – پشت بادام در این منطقه، فرضیه کنترل فرسایش بادی به علت وجود چشمه های آب شیرین گسلی را مطرح می کند. با توجه به اینکه در زمان حاضر فقط یک چشمه در امتداد گسل مذکور فعال است، یک نمونه 100 میلی لیتری از آب چشمه جهت آنالیز ژئوشیمیایی برداشت گردید. علاوه بر این، 4 گمانه در امتداد گسل (تا عمق 60 سانتیمتر) در منطقه رویش پوشش گیاهی و یک گمانه در رسوبات سخت شده کویر دراَنجیر (تا عمق 2 متر) حفاری و نمونه های رسوب و آب برداشت و سطح ایستابی در هر گمانه اندازه گیری شد. نتایج مؤید آن است که حرکت امتدادلغز گسل بافق- پشت بادام و به تبع آن ظهور چشمه های گسلی به سه شیوه متفاوت فرسایش بادی در منطقه موردمطالعه را تحت کنترل خود درآورده است: 1. با تشکیل یک زون مرطوب سبب رویش انواع مختلف پوشش گیاهی شده است و سرعت باد را در سطح کاهش داده، 2. با بالا آوردن سطح ایستابی در امتداد گسل مذکور و افزایش رطوبت سطحی مانع حمل ونقل رسوبات توسط باد شده است 3. با تشکیل نبکاها سبب تجمع رسوبات بادی در اطراف درختچه ها شده است.

فرسایش به وسیله آب، جدی ترین شکل تخریب زمین در بسیاری از نقاط جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است که در آن میزان تشکیل خاک معمولاً کمتر از میزان فرسایش آن می باشد. در این تحقیق کارایی مدل های شبکه عصبی مصنوعی به دو روش تابع شعاع محور(RBF) و پرسپترون چند لایه(MLP) در تخمین رسوب معلق در حوضه قره سو استان اردبیل مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از داده های 3834 رسوب روزانه ثبت شده مربوط به دوره آماری سال 1350 تا 1399 استفاده شد. به منظور بررسی همبستگی بین متغیرها برای ورود به عملیات مدلسازی از روش همبستگی پیرسون استفاده گردید و جهت پیش بینی و مدلسازی رسوب در حوضه موردنظر از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج نشان می دهد که انتخاب تعداد 3 نرون در لایه پنهان با داده های ارزیابی، آموزش و جدانگه داشته شده به ترتیب با مقادیر 2618، 701 و 515 برای مدل RBF و تعداد 8 نرون در لایه پنهان با داده های ارزیابی، آموزش و جدانگه داشته شده به ترتیب با مقادیر 2592، 709 و 533 برای مدل MLP، بیشترین دقت پیش بینی را دارا می باشند. بطوریکه دقت پیش بینی در مدل RBF با ضریب همبستگی 941/0R2= و 002/65RMSE= و در مدل MLP با ضریب همبستگی 917/0R2= و 244/88RMSE= می باشد. با توجه به مشکلات اندازه گیری رسوبات بار کف و اریب زیاد ناشی از محاسبه بار بستر به عنوان درصدی از بار معلق، می توان توصیه نمود که از مدل شبکه عصبی مصنوعی RBF به عنوان یک روش قدرتمند، سریع و با دقت بالا برای تخمین رسوب استفاده شود. همچنین نتایج حاضر ضمن معرفی عوامل تاثیرگذار بر میزان تولید رسوب در حوزه مورد مطالعه ، می تواند برای برآورد رسوب به مناطق فاقد آمار تعمیم داده شود.

تاقدیس های جنوب غربی ایلام از مهمترین ارتفاعات زاگرس چین خورده است. با توجه به واقع شدن منطقه مورد مطالعه در زون زاگرس و ل رزه خیزی این زون س اختمانی، ارزیابی مورفومتری حوضه ها جهت شناخت فعالیته ای تکتونیکی منطقه دارای اهمیت است. هدف از این پژوهش ارزیابی مورفومتری شبکه های زهکشی و حوضه های آبخیز منطقه و بدست آوردن اطلاعات دقیق از وضعیت تکتونیکی منطقه است. در این تحقیق علاوه بر روش های میدانی از تصاویر لایه های ارتفاعی DEM و همچنین نرم افزارهای َArcGis ,Zmap ,Arc Hydroo وSPSS جهت ترسیم نقشه ها و نمودار و تحلیل آنها استفاده گردید. شاخص های مورد استفاده در این پژوهش، شامل شاخص های ناهنجاری سلسله مراتبی(a∆)، تراکم حوضه زهکشی(Dd)، نسبت انشعابات(R)، شکل حوضه(Bs)، انتگرال هیپسومتری(Hi)، فاصله محور طاقدیس(Hs)، سینوسیته خط الرأس طاقدیس(SAD)، نسبت جهت(AR)، تقارن چین(FSI) و پارامترهای لرزه خیزی a-value, b-value و ß-value می باشد که بر اساس آن تاثیر فعالیت تکتونیکی منطقه روی حوضه های آبخیز و شبکه زهکشی ارزیابی شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با توجه به مورفومتری شبکه زهکشی و تغییرات در هندسه چین ها و بالا آمدگی آن در نقاط مختلف منطقه، تفاوتهای های قابل توجهی در الگوی شبکه زهکشی و ناهنجاری آبراهه ها ایجاد شده است و تغییرات مشاهده شده در مقادیر شاخص های ژئومورفیک و پارامترهای لرزه ای که بیانگر کمیت هایی از تاریخچه زمانی زمین لرزه است از شواهد آن می باشد. در بخش هایی از منطقه انطباق کاملی بین پارامترهای لرزه خیزی و فعالیتهای سطحی اندازه گیری شده بوسیله شاخص های مورفومتری بوده و منطقه از نظر فعالیت تکتونیکی به پهنه های با فعالیت تکتونیکی بالا تا متوسط تقسیم بندی شده است.

فرسایش آبی، مهم ترین مسئله تخریب زمین در مقیاس جهان است. بنابراین، هدف پژوهش حاضر ارزیابی اهمیت معیارها و زیر معیار های مؤثر هر معیار در حساسیت فرسایش آبراهه ای با استفاده از مدل تلفیقی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی در حوضه آبخیز بالادست رودخانه تجن است. برای این منظور، ابتدا 252 نقطه فرسایشی با استفاده از تصاویر Google Earth شناسایی شد که از این تعداد به صورت تصادفی، 176 نقطه (70 درصد) برای آموزش مدل و 76 نقطه (30 درصد) برای اعتبارسنجی مدل طبقه بندی شدند. آنگاه 7 معیار مؤثر بر وقوع فرسایش (شامل ارتفاع، جهت شیب، فاصله تا آبراهه، کاربری اراضی، فرسایندگی باران، خاک و شاخص TWI) شناسایی و هر یک به زیر معیارهایی طبقه بندی شدند. سپس به منظور ارزیابی تأثیر هر معیار و زیر معیار برحساسیت فرسایش حوضه مورد مطالعه از مدل تلفیقی داده کاوی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی استفاده شد. نتایج حاصل از تأثیر هر معیار و زیر معیار برحساسیت فرسایش حوضه مورد مطالعه با استفاده از مدل تلفیقی آنتروپی- ارزش اطلاعاتی نشان داد که معیارهای کاربری اراضی و ارتفاع به ترتیب باWj برابر با 07/2 و 9/0 و همچنین زیر معیار اراضی بایر و طبقه ارتفاعی 3724-2745 متر به ترتیب با IV برابر با 74/2 و 65/1 بیش ترین تأثیر را در فرسایش منطقه دارند. نرخ موفقیت و پیش بینی مدل تلفیقی شاخص آنتروپی- ارزش اطلاعاتی، با توجه به منحنی (ROC-AUC) به ترتیب برابر با 831/0 و 837/0 به دست آمد که از عملکرد خوب مدل برای دوره های آموزش و اعتبار سنجی حکایت دارد. همچنین نقشه حساسیت به فرسایش نشان داد که بیش ترین مناطق با حساسیت پذیری به فرسایش آبراهه ای زیاد تا خیلی زیاد منطبق بر امتداد شمال شرقی، جنوب شرقی تا جنوب غربی حوضه است.

امروزه مطالعه گل فشان ها بعنوان یکی از عوارض ناشناخته و متحصر بفرد زمین مورد توجه متخصصان علوم مختلف قرار گرفته است. گل فشان درابول غربی در شرق روستای ریمدان و در فاصله 5 کیلومتری شمال غربی کوه های درابول مرز مشترک ایران و پاکستان قرار دارد و گل فشان درابول شرقی دقیقاَ در یک کیلومتری شرق گل فشان درابول غربی قرار دارد. در گام نخست، با حضور در منطقه، مطالعات میدانی مستقیم انجام گردید و کلیه پارامترهای ژئومورفولوژیکی گل فشان ها ثبت شد و نمونه های گل و آب جهت بررسی و آنالیز شیمیایی XRD و XRF به آزمایشگاه ارسال گردید. نتایج این پژوهش نشان می دهد که گل فشان درابول غربی بدلیل خروج روانه های گلی با غلظت بالاتر و گرانروی کمتر مرتفع تر شده و در دامنه ها دارای شیب بیشتری نیز می باشد اما گل فشان درابول شرقی بدلیل رقیق تر بودن روانه های خروجی آن دارای ارتفاع کمتر و قطر قاعده، مساحت و محیط بیشتری است. همچنین وجود صدفها، دوکفه ایها و گاستروپودها در روانه های گلی، نشان از عمق پایین هر دو گل فشان دارد. در نتایج بدست آمده از آنالیز شیمیایی به روش XRD، هر دو گل فشان دارای فاز اصلی شامل، کوارتز، شاموزیت، ایلیت و آلبیت و فاز فرعی شامل کلسیت هستند. در آنالیز شیمیایی به روش XRF عناصر (Sio2) دی اکسید سیلیسیوم یا کوارتز، (Al2o3) اکسید آلومینیوم، (Na2o) دی اکسید سدیم، (Mgo) اکسید منیزیم، (K2o) دی اکسید پتاسیم، (Tio2) دی اکسید تیتانیوم، (Mno) اکسید منگنز یا منگنزیت، (Cao) اکسید کلسیم، (P2o5) دی اکسید فسفر، (Fe2o3) هماتیت، (So3) تری اکسید سولفور و (LOI) مواد آلی وجود دارد که در میزان آن درصدی کمی با هم تفاوت دارند.

حوضه آبریز آجی چای واقع در استان آذربایجان شرقی به دلیل برخورداری از شرایط خاص توپوگرافیکی مستعد وقوع سیلاب های مخرب می باشد. هدف اصلی این تحقیق تهیه نقشه پتانسیل خطر وقوع سیل با استفاده از روش آماری وزن شواهد (WOE) می باشد. جهت نیل به این هدف 18 پارامتر مؤثر در وقوع سیل بررسی شدند. پارامترهای مورد بررسی عبارت بودند از: ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص حمل رسوب، شاخص قدرت آبراهه، انحنای زمین، بارش، شاخص پوشش گیاهی، کاربری اراضی، فاصله از سد، فاصله از پل، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، گروه های هیدرولوژیکی خاک، بافت زهکشی، ژئومورفولوژی و لیتولوژی. از مجموع 274 نقطه سیلابی، 70 درصد به عنوان دادهای آموزشی و 30 درصد به عنوان داده های اعتبار سنجی انتخاب شدند. نقشه نهایی با استفاده از ابزار Raster Calculator و حاصل ضرب وزن طبقات پارامترها در لایه های اطلاعاتی خود به دست آمد. نتایج نشان داد که بیش از 30 درصد از مساحت منطقه در پهنه های زیاد و خیلی زیاد از نظر خطر وقوع سیل قرار دارند. کلان شهر تبریز نیز به عنوان مهم ترین مرکز جمعیتی داخل حوضه به دلیل قرارگیری در مسیر رودخانه های آجی چای و مهران رود در پهنه های پرخطر قرار دارد که آسیب پذیری آن را در هنگام وقوع سیلاب های مخرب نشان می دهد. ارزیابی دقت مدل بر اساس منحنی ROC و سطح زیر منحنی (AUC) نشان داد که دقت مدل از نظر داده های آموزشی با ضریب 898/0 از عملکرد خوبی برخوردار بوده است.

سیستم آب های زیرزمینی به میزان زیادی تحت تأثیر فرایندهای محیطی به خصوص ژئومورفولوژی سطح زمین می باشند و استفاده از متغیرهای ژئومورفولوژی رهیافت جدیدی را درزمینه شناسایی پتانسیل آب های زیرزمینی در اختیار برنامه ریزان سرزمین قرار می دهد. مخروط افکنه ها به عنوان یکی از تیپ های مهم ژئومورفولوژی ایران، با ساختار منحصربه فرد خود، محیط مناسبی را برای ذخیره سازی آب زیرزمینی به خصوص در فلات ایران فراهم آورده است. در این پژوهش سعی شده است تا نقش پارامترهای ژئومورفیک مخروط افکنه ها بر تغییرات آب زیرزمینی در نواحی شرقی و مرکزی استان گیلان موردبررسی قرار گیرد. از این طریق می توان الگویی مناسب و مبتنی بر پارامترهای ژئومورفیک را برای پتانسیل یابی آب های زیرزمینی ارائه داد. بر این اساس ابتدا مرز 28 مخروط افکنه با استفاده از تصاویر ماهواره ای و نقشه های توپوگرافی ترسیم شد و 11 پارامتر شامل مساحت، زاویه جاروب، شیب، تقعر، حجم، ارتفاع رأس و قاعده، طول، طول قاعده، اختلاف ارتفاع و شعاع مخروط افکنه استخراج گردید و ارتباط این پارامترها با عمق سطح ایستابی، دبی چاه و میزان هدایت الکتریکی آب زیرزمینی در 23559حلقه چاه آب با استفاده از روش های آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییرات دبی، هدایت الکتریکی و عمق سطح ایستابی به ترتیب با میزان 82% ، 45 % و 45% تحت تأثیر مورفومتری مخروط افکنه ها قرار دارد. با افزایش میزان مساحت، طول و حجم مخروط افکنه ها میزان دبی و هدایت الکتریکی آب زیرزمینی افزایش پیدا می کند و این ارتباط به خصوص در خوشه سوم که منطبق بر مخروط افکنه های غربی منطقه موردمطالعه است بیشتر به چشم می خورد. یافته های این پژوهش نشان داده که شاخص های ژئمورفولوژیکی مخروط افکنه ها می تواند به عنوان الگویی در ارزیابی تغییرات ویژگی های هیدرولوژیکی آب های زیرزمینی در منطقه موردمطالعه و سایر مناطق مورداستفاده قرار گیرد.

این مطالعه با هدف بررسی تهدیدات خطوط لوله گاز توسط لغزش و ارزیابی کارآمدی الگوریتم های هیبریدی- فازی در مدل سازی ریسک شبکه های انتقال گاز در بخش هایی از استان تهران و قم انجام شد. در این پژوهش با استفاده از سیستم های هوشمند ،شامل شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، جنگل تصادفی، فازی – تحلیل شبکه، فازی و فرآیند تحلیل شبکه، به منظور ارزیابی ریسک خط لوله گاز 36 اینچ استفاده گردید. برای ارزیابی ریسک خط لوله گاز(با در نظر گرفتن 11 متغیر)، از مدل های Fuzzy،Fuzzy_ANP ،ANP، MLP و RF استفاده گردید. پس از اجرای مدل ها، مقادیر بدست آمده از هر مدل مورد مقایسه قرارگرفت .نتایج مطالعات نشان داد که شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با توجه به ساختار غیر خطی و توانمند، در مدلسازی با کمترین خطا، از کارآیی بالاتری برخوردار است. در مدل پرسپترون چند لایه ای، خطای سیستماتیک 002812/ 0، خطای مطلق 0.042168 و خطای جذر میانگین مربعات با 05020 /0بهترین نتیجه را در ارزیابی ریسک نشان داد . تهیه نقشه های کیفی حاصل از پهنه بندی زمین لغزش در مدل MLP نشان داد که محدوده شمالی از آسیب پذیری بیشتری نسبت به سایر مناطق برخوردارند . بر اساس نتایج و استفاده از مدل MLP، و با در نظر گرفتن تهدیدات توسط زمین لغزش می توان گفت که ، 78/9 درصد منطقه در کلاس کم خطر، 17/47 درصد در کلاس خطر متوسط، 95/36 درصد در کلاس نسبتا زیاد و 10/6 درصد در کلاس با خطر زیاد می باشد. نتایج همچنین نشان داد که اکثر محدوده مورد مطالعه و خط لوله با توجه به معیارهای بیان شده در این پژوهش از آسیب پذیری متوسط و نسبتا زیاد برخوردارند.

پژوهش حاضر با هدف برآورد فرسایش خاک در مقیاس های زمانی و مکانی مختلف با مدل G2 به تفکیک کاربری ها/پوشش های اراضی بزرگ آبخیز دریای خزر انجام شده است. به منظور تهیه نقشه های فرسایش خاک منطقه مورد مطالعه، عوامل ورودی مدل G2 در مقیاس های مکانی و زمانی مناسب با استفاده از داده های هواشناسی، تصاویر ماهواره ای، GIS و سنجش از دور تهیه گردید. نتایج نشان داد که میانگین فرسایش خاک سالانه برای منطقه مورد مطالعه برابر با 24/11 تن بر هکتار گزارش شده است که بیش ترین مقدار آن در استان های آذربایجان غربی، مازندران، خراسان شمالی و آذربایجان شرقی قرار دارد. از طرفی بیش ترین مقدار آن در ماه های نوامبر، اکتبر، آوریل و می به ترتیب برابر با 49/1، 48/1، 32/1 و 27/1 و کم ترین مقدار آن در ماه های اوت و دسامبر به ترتیب برابر با 54/0 و 59/0 تن بر هکتار برآورد شده است. به طوری که بیش ترین مقدار میانگین فرسایش خاک سالانه نیز به ترتیب در کاربری ها/پوشش های مرتع، درختچه زار، اراضی بایر و جنگل نیمه متراکم برابر با 87/16، 96/15، 51/11 و 22/11 تن بر هکتار است. در نتیجه مقادیر فرسایش خاک سالانه در بخش های غربی، مرکزی و شرقی به ترتیب برابر با 94/11، 47/13 و 53/10 تن بر هکتار برآورد شد. اگرچه اختلاف فرسایش خاک در مقیاس های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه در تمام کاربری ها/پوشش های مختلف اراضی در سطح 99 درصد معنی دار است، اما در تعدادی از کاربری ها/پوشش های اراضی بزرگ آبخیز دریای خزر در بخش های غربی-مرکزی، مرکزی-شرقی و غربی-شرقی با هم معنی دار نیست. بنابراین نتایج به دست آمده از مدل G2 شامل میانگین ماهانه، فصلی و سالانه فرسایش خاک برای بزرگ آبخیز دریای خزر و 108 زیرآبخیز به تفکیک، توسط سیاست گذاران نه تنها برای اولویت بندی زیرآبخیزها، بلکه برای افزایش دانش آن ها در مدیریت یکپارچه آبخیز و بهره برداری پایدار منابع خاک و آب استفاده خواهد شد.

یکی از مخاطراتی که در چند دهه اخیر در بسیار ی از مناطق جهان و خصوصا درکشورمان رخ داده است، مخاطرات ناشی از فرونشست زمین است که بسیاری از مناطق با ژئوسایت های مناسب گردشگری را تهدید می کند. هدف از انجام این پژوهش اندازه گیری میزان فرونشست زمین در شهر توریستی شاندیز خراسان رضوی و اثر آن بر ژئو مورفوسایت ها ی منطقه است. از جمله مناطق گردشگری در معرض تهدید فرونشست شهر شاندیز در دشت مشهد با شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک است. در این تحقیق به منظور پایش میزان فرونشست در شهر شاندیز به روش تداخل سنجی از داده های ماهواره، Sentinel 1A سال های 2016 تا 2023 استفاده شده است. نتیجه مطالعات حاصل از تداخل سنجی راداری نشان داد که در طول دوره آماری در منطقه مورد تحقیق22 سانتی متر فرونشست اتفاق افتاده است. همچنین پی بردن به علت فرونشست ، اطلاعات چاه های پیزومتری موجود در منطقه اخذ و تغییرات آن ها در طول دوره 1399-1370 بررسی گردید. میزان فرونشست های ثبت شده برای هر دوره به ترتیب 2 سانتی متر برای 2016-2017، برای دوره 2018-2017 حدود 6 سانتی متر، 2 سانتی متر برای دوره 2019-2018، 5 سانتی متر برای دوره 2020-2019، برای بازه زمانی 2020-2021 حدود 2 سانتی متر، 4 سانتی متر برای دوره 2021-2022 و حدود 1 سانتی متر برای بازه زمانی 2022-2023 بدست آمد. طبق نتیجه بدست آمده سطح آب زیرزمینی در محدوده های دارای فرونشست زمین با افت حداقل 86/57 و حدکثر 84/76 متر همراه بوده است به همین دلیل برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی یکی از دلایل اصلی فرونشست زمین در منطقه مورد مطالعه است. در بازه 2016 تا 2023 (1401-1395) فرونشست 22 سانتی متر در شمال وشرق و غرب و جنوب و مرکز شهر پراکنده می باشد و ژئوسایت های (قنات کاریزنو،برج تاریخی شاندیز، پدیده شاندیز، باغ کلبه دنج، فنجان نما، پارک کوهستانی و ... ) منطقه را به خطر می اندازد واین امر می تواند روی گردشگری منطقه تاثیر منفی بگذارد.