هیدروژئومورفولوژی

این پژوهش با هدف بررسی وضعیت زمین شناسی و ساختاری پهنه ساختاری کپه داغ برای ایجاد پدیده کارست مورد شناسایی قرار گرفت. با استفاده از رقومی سازی نقشه های زمین شناسی گسل های اصلی منطقه مورد مطالعه شناسایی شدند. وضعیت سازند های آهکی، طول، تعداد و تراکم گسل ها و شکستگی ها مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به وجود شکستگی های بسیار در محدوده و پیچیدگی تحلیل آن ها، روش آنالیز بعد فرکتالی برای تهیه نقشه تراکم شکستگی ها به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که بین شاخص تعداد چشمه ها و فاصله از گسل ها ارتباط بسیار نزدیکی وجود دارد، به گونه ای که بیش ترین تعداد چشمه های مورد بررسی در مجاورت خطوط گسلی قرار دارند، اما میزان آبدهی چشمه ارتباطی با فاصله با گسل ندارد و بیش تر به سازندهای زمین شناسی ارتباط دارد. بخش هایی از پهنه ساختاری مورد مطالعه که دارای بیش ترین تراکم گسل ها و شکستگی ها در سازندهای کربناته ضخیم لایه هستند، بیش ترین پتانسیل آب های زیرزمینی کارستی در منطقه را دارند. در پهنه ساختاری کپه داغ حوضه های مزدوران و تیرگان بیش ترین ذخیره آب های زیر زمینی را دارند و پس از آن به ترتیب حوضه های آبریز دره گز، قوچان، کارده و قوزقان چای بیش ترین ذخیره را دارند. لذا این مطالعه می تواند مقدمه ای برای دستیابی به منابع آبی جدید در منطقه باشد.

در طی سال های اخیر محور کندوان - چالوس در شمال کشور (در استان مازندران ) سیلاب های متعدد مخاطره آمیز رخ داده است. ویژگی های زمین شناسی و توپوگرافی، شرایط بارندگی و دخالت انسانها، محور کندوان -چالوس را برای پتانسیل خطر وقوع سیل مستعد کرده است. علاوه بر نقش عوامل طبیعی؛ عدم لایروبی، نبود آبخیزداری مناسب و دخالتهای غیر اصولی انسانی منجر به تشدید مخاطرات سیلاب در منطقه مورد تحقیق شده است. بررسی و تهیه نقشه های مدیریت سیلاب, با تکیه بر اصول کارشناسی یکی از ضروریات اساسی در مدیریت بحران سیل این منطقه محسوب می باشد. هدف از این پژوهش، پهنه بندی مناطق مستعد سیل و تعیین اولویت عوامل مؤثر در وقوع آن با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در محور کندوان چالوس است. بدین منظور ۹ شاخص کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، شیب، ارتفاع، عدم رعایت حریم رودخانه، دبی رودخانه، شبکه آبراهه، بارش، و عدم لایروبی رودخانه انتخاب شدند. پس از تعیین عامل تورم واریانس و ضریب تحمل، در مرحله بعد با واردکردن داده های مربوط به عوامل مؤثر به نرم افزار ARC/MAP10.2، مدل سازی گردید. سپس با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی انجام و نقش عوامل مؤثر در وقوع سیلاب در منطقه تعیین شد. در نهایت نقشه پهنه بندی خطر وقوع سیلاب در سه پهنه خیلی خطرناک ، با خطر متوسط و کم خطر در محیط ARC/MAP10.2 تهیه شد. نتایج نشان می دهد بر اساس نقشه پتانسیل وقوع سیل، خطر وقوع سیلاب منطقه در حدود۲۶۱.۴۳ کیلومترمربع منطقه جزء مناطق کم خطر ۱۵۱.۱ کیلومترمربع جزء مناطق با خطر متوسط و در حدود ۱۱۸.۳کیلومترمربع جزء مناطق پرخطر محسوب می شوند.

دشت عسلویه، به عنوان یکی از مهم ترین مناطق صنعتی ایران، در سال های اخیر با چالش های جدی در زمینه کیفیت آب های زیرزمینی مواجه شده است. این مطالعه به منظور تحلیل هیدروشیمیایی و ارزیابی کیفیت آب های زیرزمینی این دشت، با تمرکز بر تأثیرات فعالیت های صنعتی و نفوذ آب های شور دریایی انجام شده است. برای این منظور، داده های کیفی مربوط به ۸ چاه و ۲ چشمه در منطقه جمع آوری و با استفاده از روش های گرافیکی نظیر نمودارهای پایپر و دوروف و تحلیل های آماری چندمتغیره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نفوذ آب شور دریایی و فعالیت های صنعتی منجر به افزایش غلظت یون های کلراید، سدیم و سولفات شده و کیفیت آب زیرزمینی به ویژه در نواحی جنوبی و غربی منطقه به شدت کاهش یافته است، به طوری که غلظت سولفات به 1711 mg/l و درصد سدیم به 60% در این مناطق رسیده که نشان دهنده تأثیر شدید منابع آلاینده طبیعی و انسانی است. علاوه بر این، پدیده تعویض یونی معکوس و انحلال سنگ های دولومیتی و کربناته به عنوان فرآیندهای غالب هیدروژئوشیمیایی شناسایی شدند. تحلیل های کیفی نشان داد که آب های زیرزمینی در بخش های مختلف منطقه برای مصارف کشاورزی عمدتاً نامناسب هستند، در حالی که برخی از چشمه ها کیفیت بهتری دارند. همچنین، آب های زیرزمینی دارای خاصیت رسوب گذاری بالا برای مصارف صنعتی هستند.

روش های متعددی برای تعیین پهنه های سیل گیر وجود دارند که از آن جمله می توان روش های هیدرولیکی و ژئومورفولوژیکی را نام برد. پژوهش حاضر با هدف شناسایی روش های بهینه تعیین پهنه های سیل گیر در نواحی فاقد داده های نقشه برداری شده، سه بازه 25 کیلومتری مجزا از رودخانه سفیدرود به نام های یساول در استان کردستان، گیلوان در استان زنجان و آستانه در استان گیلان را با استفاده از روش های هیدرولیکی و ژئومورفولوژیکی مورد مطالعه قرار داده است. روش هیدرولیکی با مبنا قرار دادن نقشه توپوگرافی با مقیاس 1000/1 و دو DEM سنجش از دوری رایگان SRTM (30 متر) و ALOS PALSAR (12.5 متر) در نرم افزار HEC RAS انجام شد. شناسایی ژئومورفولوژیکی پهنه های سیلابی نیز با اتکا بر عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای قدیم و جدید، بازدیدهای میدانی و آثار سیلاب های گذشته انجام شد. نتایج حاصل مؤید آن است که در نواحی کوهستانی در صورت عدم وجود داده های با قدرت تفکیک مکانی بالا، استفاده از DEM های 30 متر SRTM و 12.5 متر ALOS PALSAR دقت قابل قبولی در تعیین پهنه های سیل گیر دارد؛ به شرطی که نتایج مدل سازی با استناد به نظرات کارشناسی و بازدیدهای میدانی تدقیق و اصلاح گردد. مقایسه DEM های 30 متر SRTM و 12.5 متر ALOS PALSAR نشان می-دهد که در نواحی کوهستانی و تپه ماهوری هر دو DEM نتایج نسبتاً یکسانی را به دست داده اند اما DEM 30 متر SRTM به ویژه در دوره بازگشت های میان مدت و بلندمدت نتایج مطلوب تری را دارا می-باشد. در نواحی دشتی و جلگه ای استفاده از روش-های ژئومورفولوژیکی در تعیین پهنه های سیلابی دقت بالاتری دارد.

شناخت روند تغییرات و جابه جایی رودخانه در دهه های گذشته، جهت برنامه ریزی های آینده ضرروی است. با استفاده از امکانات سنجش از دوررودخانه، تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی با حداقل هزینه کرد و در کمترین زمان ممکن می توان به این اهداف رسید. هدف از این پژوهش پهنه بندی تغییرات زمانی و مکانی بستر رودخانه با استفاده از تصاویر ماهواره ای در محیط نرم افزار Arc/Map می باشد. برای بررسی و پایش تغییرات زمانی و مکانی رودخانه بهمنشیر از تصاویر ماهواره ای لندست سال های ۱۹۷۳، ۱۹۸۶و 1999، ۲۰۱۲ و 2024 استفاده شده است. رودخانه به شش بازه مختلف تقسیم و پهنه بندی تغییرات در هفت کلاس رسوب زیاد، رسوب متوسط، رسوب کم، پایدار، فرسایش کم، فرسایش متوسط و فرسایش زیاد صورت گرفت. نتایج نشان داد در تمامی دوره ها به جز بازه زمانی ۲۰۱۲-۱۹۹۹ میزان رسوبگذاری بر میزان فرسایش برتری داشته است. در تمامی دوره ها به جز بازه زمانی ۲۰۱۲-۱۹۹۹ میزان رسوبگذاری بر میزان فرسایش برتری داشته است. بیشترین تغییرات در بازه اول در مقطع زمانی 2012-1999، در بازه دوم، چهارم و پنجم در مقطع زمانی ۱۹۸۶-۱۹۷۳، بازه سوم و پنجم در مقطع زمانی ۲۰۲۴-۲۰۱۲ رخ داده است. با توجه به اینکه در تمامی دوره های زمانی به جز دوره 2012-1999 مورد مطالعه رسوبگذاری بر فرسایش برتری داشته است بدین ترتیب تنها در بازه اول فرسایش بیشتر رسوبگذاری رخ داده است.

توجه به مسئله تغذیه نزولات جوی و تخمین دقیق آن در آبخوان های ایران اهمیت زیادی دارد. استفاده از روش های مناسب برآورد تغذیه با توجه به شرایط منطقه ای، ضرورت دارد. مولفه تغذیه از اجزای کلیدی معادله بیلان آب است که به عنوان ورودی سیستم آب زیرزمینی، عملکرد سیستم آبخوان را کنترل می کند. در این پژوهش از مدل WetSpass-M به منظور برآورد تغذیه سالانه دشت آبخوان ارومیه استفاده شد. به دلیل استفاده از داده های قابل دسترس، این مدل قادر به تخمین مقادیر تغذیه به صورت توزیعی می باشد و مولفه های بیلان به صورت ماهانه، فصلی و سالانه قابل برآورد است. پس از واسنجی مدل، مقادیر ماهانه رواناب، تغذیه، تبخیر و تعرق و برگاب در دوره آماری 2006-2020 برآورد شد. بیشترین مقدار رواناب در بخش غربی و بالاترین نرخ تغذیه در مناطق شمالی، غربی و جنوبی مشاهده شد. بعلاوه، بخش های غربی و مرکزی، تبخیر و تعرق بالاتری داشته و در بخش شمالی دشت آبخوان، کمترین تبخیر و تعرق برآورد شد. از نظر بیلان آب، نتایج نشان داد حدود 54/47 درصد بارش سالیانه به تغذیه، 24/14درصد به تبخیر و تعرق، 3/26 درصد به رواناب و 2 درصد به برگاب تبدیل می شوند. در مرحله اعتبارسنجی، مقادیر برآوردی مدل WetSpass-M با مقادیر مشاهده ای روش Scanlon مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. باتوجه به وجود آمار چاه های مشاهداتی برای دوسال 2009 و 2019 اعتبارسنجی انجام گرفت. کارایی مدل بر اساس معیارهای KGE و Dr به عنوان مناسب ترین معیارهای ارزیابی نشان داد که مقادیر تغذیه WetSpass و مقادیرتغذیه ای مشاهده ای روش Scanlon نزدیک به هم می باشند.

در پژوهش حاضر با استفاده روش ALARM (مدل تحلیل رادیومتر اتمسفر-زمینی) و مدل های UKESM1-0-LL، INM-CM5-0، CanESM5، BCC-ESM1 و ACCESS-CM2 از گزارش CMIP6 و سناریوهای SSP (سناریوهای SSP1.2.6 و SSP3.7.0 و SSP5.8.5) به پیش بینی مقدار تبخیر و تعرق در حوضه آبریز اهر چای پرداخته شد. همچنین نتایج حاصل از روش ALARM با روش های پنمن ماتیث فائو و تورنت وایت مقایسه گردید. برای این منظور از 72 تصویر سنجنده لندست 8 OLI مربوط به ردیف 168 و گذر 33 استفاده شده است. نتایج نشان داد که روش ALARM بیشترین میزان همبستگی (R^2 915/0) و کمترین میزان خطا (〖RMSE〗^ 493/1 و MSE 232/1 میلی متر) را با روش پنمن مانتیث دارا می باشد. مقادیر RMSE و MSE مربوط به تبخیر و تعرق در تمامی مدل های مورد بررسی زیر 867/2 بوده و کمترین میزان RMSE و MSE مربوط به مدل ACCESS-CM2 به ترتیب با مقادیر عددی 198/0 و 165/0 در سناریوی SSP1.2.6 می باشد. همچنین قابل ذکر است که مدل های مورد بررسی در ارزیابی پارامتر تبخیر و تعرق در سناریوی SSP5.8.5 زیاد خوب عمل نکرده و مقادیر RMSE و MSE در تمامی مدل ها بالای 1 بوده که این میزان در SSP5.8.5 در مدل UKESM1-0-LL به ترتیب با مقادیر عددی 867/2 و 735/2 دارای بالاترین میزان تبخیر و تعرق هستند. همچنین میزان شوری خیلی زیاد خاک براساس شاخص های NDSI و 〖SI〗_1 از سال 2013 تا 2024 بترتیب حدود 81/6613 و 81/6296 هکتار افزوده شده است که با روند افزایشی تبخیر و تعرق در سناریوهای اقلیمی نیز همبستگی 987/0 دارد.

هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییرات کاربری های مختلف و ارزیابی اثرات تغییرات کاربری ها بر فرسایش خاک، در شهرستان نمین می-باشد. در راستای دستیابی به اهداف این تحقیق، ابتدا نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش شی گرا برای دو دوره ی 2002 و 2024، تهیه شده است. در مرحله بعد لایه های اطلاعاتی سایر عوامل مؤثر برای فرسایش خاک شهرستان در محیط GIS تهیه گردید. ارزش گذاری و استانداردسازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی معیارها، با بهره گیری از روش CRITIC انجام شد. تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از الگوریتم چند معیارARAS ، صورت پذیرفت. نتایج این پژوهش نشان داد، بیشترین میزان مساحت در سال 2002 مربوط به مراتع ضعیف و زراعت دیم، به ترتیب با 71/493 و 91/209 کیلومتر مربع و در سال 2024، مربوط به مراتع ضعیف و مراتع دیمی به ترتیب با 62/422 و 93/271 کیلومترمربع می باشد. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش سال 2002 به ترتیب 05/15 و 46/22 درصد و طبق پهنه بندی فرسایش 2024 به ترتیب 92/15 و 04/25 درصد از مساحت شهرستان در دو طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارند. به طور کلی می توان وجود خاک فرسایش پذیر، وقوع بارندگی های شدید و دخالت عوامل انسانی از طریق تغییر کاربری، تخریب پوشش گیاهی، چرای بیش از حد، احداث جاده، شخم در جهت شیب و آبیاری نامناسب را از جمله عوامل عمده فرسایش و کاهش حاصلخیزی خاک درشهرستان نمین عنوان کرد.