پژوهش های ژئومورفولوژی کمی

مورفولوژی رودخانه در چند دهه اخیر به طور مکرر به دلیل تغییرات آب و هوا و عوامل انسانی تغییر کرده است. در ایران رودخانه ها به واسطه ی مداخلات گسترده انسانی نظیر برداشت شن و ماسه، ساخت سدها، تغییرات مسیر، تثبیت سواحل و بهره برداری از منابع آب، تحت فشارهای شدید قرار گرفته اند. یکی از ابزارهای مهم در این حوزه، شاخص کیفیت مورفولوژیکی اصلاح شده (rMQI) است که با هدف تحلیل دقیق تر فرآیندهای فیزیکی رودخانه ها توسعه یافته است. هدف این مطالعه درک فرآیندهای پویا شکل دهنده کانال و تغییرات مورفولوژی رودخانه های واز، حاجی ماهرود، حبله رود و شاهرود در طول زمان است. در این پژوهش از روش شاخص کیفیت مورفولوژیک بازبینی شده(rMQI) به منظور ارزیابی از کیفیت مورفولوژیکی رودخانه های مورد مطالعه استفاده گردید. این روش با به کارگیری شاخص های فشار(PI) و تعدیل کانال و عملکرد کانال (AI) به بررسی وضعیت کیفی رودخانه می پردازد. بررسی کیفیت مورفولوژیکی رودخانه های مورد مطالعه با استفاده از روش rMQIنشان داد که بازه های مورد مطالعه در رودخانه واز و حاجی ماهرود دارای کیفیت متوسط است. این وضعیت نتیجه وجود سه فشار شدید و یک فشار متوسط انسانی همچنین شرایط نامناسب در تغییرات مورفولوژیک و عملکرد کانال است. در بازه های مورد مطالعه در رودخانه حبله رود نیز شرایط مشابه رودخانه واز حاکم بوده و باعث شده این بازه ها در وضعیت کیفیت مورفولوژیک متوسط باشند. بازه های مورد مطالعه در رودخانه شاهرود به دلیل وجود فشارهای انسانی جزئی و شرایط مناسب در عملکرد و تغییرات پلانفرم کانال در طول زمان دارای کیفیت مورفولوژیک خوب است. نتایج بررسی رودخانه های واز، حبله رود و شاهرود نشان داد که مداخلات انسانی مانند برداشت شن و ماسه، دیوار کشی و برداشت های نامناسب آب تاثیرات منفی زیادی بر وضعیت هیدورژئومورفولوژیکی رودخانه ها برجای می گذارد.

این پژوهش به بررسی ارتباط ویژگی های مورفومتریک تلماسه ها و الگوهای بادی در ریگ یلان ، واقع در غرب دشت لوت، ایران، با استفاده از داده های مدل ارتفاعی رقومی پرداخته است. هدف اصلی این پژوهش، شناسایی جهات باد غالب و فرعی با تأکید بر ویژگی های ژئومورفیک تلماسه ها است. روابط بین شاخص های ژئومورفیک تلماسه ها و جهت گیری بادهای غالب با مطالعه و تحلیل آماری فضایی داده های مورفومتریک (شیب، زبری سطح، انحنای پروفیل، انحنای طرح، شاخص موقعیت توپوگرافی، شاخص موقعیت نسبی، تفاوت ارتفاع، و شاخص حمل رسوب تعین شده اند. در این راستا با بهره گیری از Google Earth Engine و GIS، شاخص های مورفومتریک از داده های SRTM محاسبه و با فیلتر کرنل گاوسی (شعاع 15، سیگما 2) نویزها کاهش یافتند. ارزیابی تأثیرات متقابل این شاخص ها نشان داد که تغییرات انحنای پروفیل و پلان تلماسه ها می تواند به عنوان شاخصی برای شناسایی مناطق فرسایش پذیر در نظر گرفته شود. یافته های کلیدی نشان دهنده جهت باد غالب از جنوب شرقی و جنوب (SE,S)، با ستیغ های تلماسه ای در راستای شمال غربی و شمال (NW,N)، و شاخص تقارن 0.21- با سطح اطمینان بالا (۹۵٪) هستند. نتایج تحلیل ها (میانگین شیب 11.87 درجه در NW، زبری 13.90 در NW، و STI =162.70 در NW در NW) الگوهای ستیغ ها و گودال ها را در جهت های NW و SE تأیید کردند. نتایج همچنین نشان دادند که تغییرات شاخص حمل رسوب در امتداد محور NW-SE همبستگی بالایی با تغییرات زبری سطح دارد، که می تواند در مدل سازی پویایی تلماسه ها کمک کنند. نتایج همچنین بیانگر پتانسیل بالای داده های دورسنجی برای پایش تغییرات مورفولوژیکی در مناطق فراخشک و جایگزین مناسبی برای داده های میدانی در مناطقی که دسترسی به داده های بادشناسی محدود و ممکن نیست، است. این نتایج اهمیت تحلیل مورفومتریک مشتق شده از DEMs را برای درک فرآیندهای بادی در بیابان ها، مدیریت منابع طبیعی، و پیش بینی فرسایش بادی برجسته می کنند. محدودیت هایی مانند فقدان داده های میدانی و بادی محلی، مسیرهای تحقیقاتی آینده را مشخص می کنند.

زمین لغزش یکی از مخاطرات ژئومورفولوژی است که همواره در مناطق کوهستانی وجود داشته و خسارات زیادی را به باغات، سکونتگاهها و تاسیسات انسانی وارد می کند. هدف از این تحقیق ارزیابی و پهنه بندی حساسیت زمین لغزش در حوضه آبخیز مارگون در شهرستان سپیدان، استان فارس است. سه مدل یادگیری ماشین (ML) (ماشین بردار پشتیبان (SVM)، خطی تعمیم یافته (GLM) و جنگل تصادفی (RF)) برای شناسایی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش استفاده شد. عوامل مؤثر (ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، سنگ شناسی، نوع خاک، متوسط بارندگی سالانه و فاصله از جاده) است و نقشه فهرست زمین لغزش (119 نقطه لغزش و 99 نقطه عدم لغزش است که از گوگل ارث، مشاهدات میدانی و نرم افزار ArcGIS) به دست آمد. هر مدل با استفاده از 70 درصد داده های آموزشی به طور مستقل آموزش داده شد و در مقابل 30 درصد باقی مانده اعتبارسنجی شد. فاصله از جاده به عنوان تأثیرگذارترین عامل در لغزش زمین در مدل ماشین بردار پشتیبان و مدل جنگل تصادفی و در مدل خطی تعمیم یافته شیب به عنوان تأثیرگذارترین عامل شناخته شد. برای ارزیابی عملکرد مدل ها از سطح زیر منحنی مشخصه عملیاتی گیرنده (AUC) و ضریب Kappa استفاده شد. مدل RF (98/0، 739/0) و SVM (91/0، 638/0) بالاترین سطوح عملکرد را نشان دادند. این تحقیق می تواند به اجرای استراتژی های مدیریت خطر زمین لغزش مؤثر در منطقه کمک کند.

به دلیل اهمیت محققان سعی کرده اندپژوهش های خود را به این محدوده ها متمرکز کنند. در سطح دنیا بعضی ازکشورها درگیر تغییرات محیطی شدی هستند ومحدوده های تحت بیابانی شدن تقریباً 35 % از سطح زمین و 32 % ازکل جمعیت انسانی را تحت تأثیر قرار می دهد.کشور عراق در بین سایر کشورهای خاورمیانه امروزه به لحاظ تغییرات محیطی و بیابانی شدن ،به عمده ترین محدوده زایش گردو غبار تبدیل شده است که دربخشی ازسال، کشور ایران نیز از آن بی بهره نمی ماند.با عنایت به اهمیت توجه به موضوع بیابانی شدن در کشورعراق،در پژوهش حاضر با هدف پایش محدوده های تحت بیابان زائی در استان الواسط از شاخص بیابان زائی Albedo و TGSI مستخرج از پروداکت های سنجنده مودیس برای سال های 1384 تا 1402 ( 2005 تا 2023 )استفاده شده و با مدل آریما در تحلیل سری زمانی برای سال 1402( 2023)روندیابی شد. در محیط گوگل ارث انجین شاخص های بکارگرفته شده برای دوره زمانی 1384 تا 1402(2005 تا 2023) با کد نویسی دربرنامه های کامپیوتری تولید شدند. پس از بی مقیاس سازی فازی شاخص ها و با جمع جبری شاخص های پژوهش، شاخص بیابان زائی(DI) تولید شد. برای تحلیل سری زمانی بر روی لایه های رستری از کتابخانه های مربوط به تحلیل سری زمانی و تحلیل رستری در محیط نرم افزاری R استفاده شد.بررسی یافته های پژوهش نشان می دهد که در سال های مختلف گستره محدوده های تحت بیابان زایی تغییر یافته و در استان مورد مطالعه گسترش قابل ملاحظه بوده است و با توجه به روند فعلی بیابان زائی، درصورتیکه مدیریت و کنترل بعمل نیاید،ادامه خواهد داشت. بخش های مهمی از مناطق شمالی، شمال شرقی و مرکزی استان الواسط درگیر پدیده بیابان زائی هستند.تشدید این روند اثرات و پیامدهای مختلفی مثل ریزگردها را در پی داشته باشد.

کنترل آبگرفتگی، سیلاب و تحلیل پیچیدگی عملکرد هیدرولیکی و هیدرولوژیکی پارامترهای موثر بر سیلاب شهری ، مستلزم استفاده از روش های محاسباتی پیشرفته و مدلسازی های جدید و کارآمدتر می باشد. هدف ازاین پژوهش شبیه سازی رواناب و تعیین مهم ترین پارامترهای موثر بر سیلاب شهری بخش هایی از شهر خرم آباد با استفاده از مدل SWMM است. ابتدا ضمن تعیین مقادیر رواناب برای بارش 24 ساعته با دوره بازگشت های مختلف بهترین توزیع آماری با توجه به نمودارهای شدت-مدت-فراوانی، پتانسیل سیلخیزی شهر خرم آباد بررسی و سپس شبیه سازی نفوذ از روش SCS و لایه اطلاعاتی خاکشناسی انجام و با استفاده از پارامترهای عرض معادل، درصد شیب، درصد مناطق نفوذ ناپذیر، ضریب زبری مانینگ مناطق نفوذ پذیر و نفوذ ناپذیر، عمق ذخیره چالابی برای مناطق نفوذ پذیر و نفوذ ناپذیر و درصد مناطق نفوذ ناپذیر بدون ذخیره چالابی، آنالیز حساسیت مدل SWMM انجام شد. با توجه به مقدار 994/0 رابطه نش-ساتکلیف ورابطه کلینگ-گوپتا به میزان913/0 نتایج واسنجی و ارزیابی مدل نشان داد که بین شاخص ارزیابی کارایی مدل جهت برآورد ارتفاع رواناب شبیه سازی و مشاهداتی، رابطه معنی داری وجود دارد و مدل برای شبیه سازی بارش و رواناب از کارایی قابل قبولی برخوردار است. نتایج نشان داد به ترتیب درصد مناطق نفوذ ناپذیر، عمق ذخیره چالابی مناطق نفوذ ناپذیر و عرض معادل بیشترین تاثیر را بر تغییر عمق رواناب دارند .نتایج واسنجی مدل نشان داد بین عمق رواناب تولیدی مدل و محاسباتی روش SCS ارتباط معنا داری وجود دارد و مدل SWMM می تواند با مدلسازی نفوذ به روش های مختلف، ضریب رواناب و پتانسیل سیل خیزی را به خوبی شبیه سازی نماید . همچنین نتایج نشان داد برخی کانال ها و گره-هایی شبکه شهری خرم آباد به درستی رفتار نمی کنند و موجب رفتار مخاطره آمیز درموقعیت های حساس و پر رفت و آمد و متراکم شهر می شوند که پیشنهاد می شود جهت رفع نواقص هیدرولیکی بهسازی شوند

امروزه ژئومورفولوژی در زمینه های، اقتصادی، تاریخی، مطالعات فرهنگی، اکولوژی و گردشگری می تواند مبنای برنامه-ریزی صحیح، مدیریت پایدار گردشگری و توسعه اقتصادی باشد. استان سمنان به دلیل داشتن لندفرم های بیابانی متنوع و مناظر شاخصی مانند لندفرم های کلوت و اشکال دشت های نمکی این منطقه را متمایز کرده و می تواند گردشگران علاقه مند و ماجراجو را از مناطق مختلف جذب کند. هدف از این پژوهش، تعیین و مقایسه مناسب ترین ژئومورفوسایت ها برای برنامه ریزی گردشگری پایدار با استفاده از دو روش ارزیابی ژئوتوریسم پیشنهاد شده توسط بریل ها و همکاران، رینارد و همکاران بوده است. طی کارهای میدانی ابتدا 90 مکان لندفرمی شناسایی شد که پس بررسی های کارشناسی 30 ژئوسایت شاخص از بین آن ها انتخاب شد. سپس این ژئوسایت ها با مدل های مذکور مورد ارزیابی قرا رگرفتند. به صورت کلی ژئوسایت چاه نفت(شماره 68) ارزشمندترین ژئوسایت در هر دو مدل رینارد و بریل ها می باشد؛ این ژئوسایت با شرایط منحصربه فرد خود، بیشترین امتیاز ممکن را در هر دو مدل به خود اختصاص داده است. ژئوسایت هزار دره در شمال چاه نفت(شماره73) در مدل بریل ها و دره آرزوها (شماره71) درمدل رینارد، دومین ژئوسایت ارزشمند در میان ژئوسایت های موردبررسی شناسایی شد. در طرف مقابل، ژئوسایت جنوب چشمه استالیه (شماره 33) در مدل بریل ها رتبه 30 و در مدل رینارد ژئوسایت جنوب دلازیان (شماره 37)رتبه 30 را به خود اختصاص داده و مجموعاً کم ترین ارزش را در میان ژئوسایت های موردبررسی کسب کرده است.

تحلیل های مورفوکلیماتیک نقش برجسته ای در شناسایی تحولات اقلیمی کواترنری و تأثیرات آن بر توپوگرافی سطح زمین دارد. در این پژوهش، با هدف اثبات وجود چهار نوسان پالئوکلیماتیک دوره کواترنری حوضه آرپاچای، از روش های ژئومتریک و مدل سازی ریاضی پلی نومیال درجه ششم استفاده شد. داده های مورد نیاز شامل مختصات متریک (طول و عرض)، ارتفاع از سطح دریا و مقادیر جذر مجموع طول و عرص جغرافیایی به توان دو (√(X² + Y²)) جهت ایجاد هیپسومتری بعددار از سه مقطع عرضی (علیا، وسطی و سفلی) حوضه جمع آوری گردید. نیمرخ های توپوگرافیکی واقعی با استفاده از مدل پلی نومیال درجه ششم شبیه سازی شد و اعتبار مدل نیمرخ در بخش های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. ضریب همبستگی بالا نشان دهنده تطابق بسیار خوب بین داده های میدانی و نتایج مدل سازی است. نتایج نشان میدهند که مدل پلی نومیال درجه ششم دارای دقت بالایی در شبیه سازی تراس های ژئومورفولوژیکی مرتبط با نوسانات اقلیمی است. چهار تراس مشاهده شده در نیمرخ ها مربوط به چهار مرحله تحولی در حوضه بوده که با چهار رویداد پالئوکلیماتیک همراهی دارد. همچنین، تطبیق الگوها در تمامی بخش های حوضه (علیا، وسطی و سفلی) نشان داد که این نوسانات تحت تأثیر همزمان فاکتورهای اقلیمی و تکتونیکی ثبت شده اند. این یافته ها نه تنها غنای علمی تحقیقات مورفوکلیماتیک را افزایش می دهند، بلکه کاربرد روش های ژئومتریک را در مناطق با دسترسی محدود ممکن می سازند.

رودخانه ها نقش حیاتی در تأمین آب شرب، کشاورزی، صنعت و حفظ اکوسیستم های آبی دارند و رژیم جریان آن ها تحت تأثیر عوامل طبیعی و انسانی است. این پژوهش با هدف ارزیابی تغییرات رژیم جریان رودخانه سیمینه رود در ایستگاه داشبند با استفاده از مدل تغییرات شاخص های هیدرولوژیکی IHA و بررسی 33 پارامتر هیدرولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که دبی ماه های اکتبر، نوامبر، فوریه و مارس با شیب منفی و سطح معناداری 95 درصد کاهش را طی دوره آماری نشان داده اند. دبی های ژوئن و جولای شیب مثبت دارند، اما این روند معنادار نیست. شاخص های دبی حداقل در بازه های زمانی 1، 3، 7، 30 و 90 روزه روند نزولی معنادار (p کمتر از 01/0) دارند که کاهش جریان پایه را نشان می دهد. دبی های حداکثر نیز روند نزولی دارند، اما معنادار نیست. تعداد روزهای صفر جریان (شیب 4/3) و مدت ضربان کم (شیب 82/2) افزایشی معنادار (p کمتر از 01/0) داشته اند که نشانه تشدید خشکسالی هیدرولوژیک است. زمان وقوع جریان حداکثر با شیب 7/0 و p برابر 005/0 به تأخیر افتاده، در حالی که تغییر زمان جریان حداقل معنادار نیست. شاخص جریان پایه با شیب 001/0 کاهش یافته اما معنادار نیست (p برابر با 25/0). هم چنین نوسانات افزایشی و کاهشی دبی با شیب های 021/0 و 005/0 به طور معنادار افزایش یافته اند که بیانگر بی ثباتی بیشتر جریان است. تعداد برگشت جریان با شیب 1/1 کاهش یافته و با p برابر 01/0 معنادار است که می تواند به کاهش وقوع سیلاب های ناگهانی مربوط باشد. بر اساس نتایج، شاخص های تغییرات هیدرولوژیکی می توانند ابزار مؤثری در مدیریت منابع آب باشند؛ به گونه ای که تحلیل تغییرات هر شاخص (مانند کاهش جریان پایه، افزایش روزهای بدون جریان یا تغییر زمان وقوع دبی های اوج) کاربردهای مدیریتی مهمی در برنامه ریزی تأمین آب شرب، کشاورزی، کنترل خشکسالی و حفاظت از اکوسیستم های آبی در ابعاد مختلف مدیریت آب به همراه دارد.

زلزله یکی از مخاطرات طبیعی مخرب است که تأثیرات گسترده ای بر زیرساخت های شهری و روستایی دارد. این پژوهش به تحلیل پارامترهای جنبشی زلزله از جمله شتاب اوج زمین (PGA) و سرعت اوج زمین (PGV) در شهر سنندج پرداخته است. به منظور برآورد این پارامترها، از رویکردهای تعیینی و تجربی بهره گرفته شده و داده های لرزه ای تاریخی، مشخصات گسل های فعال و ویژگی های ژئوتکنیکی منطقه مورد بررسی قرار گرفته اند در این پژوهش، به منظور تحلیل تغییرات فضایی پارامترهای لرزه ای، از مدل های کاهندگی شدت زلزله همچون رابطه چاندرا (۱۹۷۹) استفاده شده است. همچنین، به منظور پهنه بندی خطر لرزه ای، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش درونیابی وزن دهی معکوس فاصله (IDW) بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان می دهد که محدوده جنوب غربی سنندج بیشترین مخاطره لرزه ای را تجربه می کند، به طوری که مقدار PGA در این نواحی 34/g تا 36/g و PGV در بازه ۳۵ تا ۳۹ سانتی متر بر ثانیه برآورد شده است. این مقادیر نشان دهنده تأثیرات بالقوه بالا زلزله بر زیرساخت های منطقه هستند.بررسی کلی نتایج نشان می دهد که توزیع خطر لرزه ای در سنندج ناهمگن بوده و نواحی جنوبی و جنوب غربی شهر بیشترین تأثیر را از لرزه های احتمالی خواهند داشت. یافته های این پژوهش بر لزوم بازنگری در آیین نامه ۲۸۰۰ ایران با توجه به داده های محلی تأکید دارند. همچنین، پیشنهاد می شود در مطالعات آینده، از روش های احتمالاتی و تحلیل های دینامیکی جهت افزایش دقت برآورد خطر لرزه ای استفاده شود.

ریگ شتران به عنوان یکی از پهنه های ماسه ای وسیع در ایران، تحت تأثیر مجموعه ای از فرایندهای طبیعی و اقلیمی، دستخوش تغییرات ژئومورفولوژیکی شده است. به منظور شناسایی و پایش تغییرات مکانی تپه های ماسه ای، از تصاویر ماهواره ای لندست با قدرت تفکیک مکانی بین 15 تا 30 متر استفاده شد تا پوشش سطح زمین با دقت مناسبی مورد ارزیابی قرار گیرد.فرایند طبقه بندی اراضی ماسه زار با بهره گیری از الگوریتم های یادگیری و الگوریتم جنگل تصادفی (Random Forest)، در بستر سامانه ی Google Earth Engine صورت پذیرفت. تصاویر ماهواره ای مربوط به سنجنده های TM، +ETM و OLI طی بازه ای 30 ساله با مقاطع 10 ساله (از سال 1994 تا 2024) به کار گرفته شدند تا روند تغییرات مکانی تپه های ماسه ای و مرزهای ریگ شتران در شمال غرب ژئوپارک طبس تحلیل گردد.نتایج حاصل از تحلیل های مکانی نشان داد که در طول سه دهه ی گذشته، عمدتاً تغییرات موقتی در مرزهای این پهنه ماسه ای رخ داده که بیشتر ناشی از نوسانات اقلیمی بوده است. با این حال، به دلیل محصور بودن منطقه از سمت جنوب و شرق توسط ارتفاعات، از سمت غرب توسط دق، و نیز وجود جهت غالب باد از شمال به جنوب، امکان گسترش پایدار یا جابه جایی دائمی مرزهای ریگ شتران بسیار محدود است. با این وجود، در داخل این پهنه، جابه جایی های محدودی در موقعیت تپه های ماسه ای مشاهده می شود که بیانگر پویایی موضعی درون منطقه است. تحلیل روند زمانی مساحت تجمعی تپه های ماسه ای نشان داد که این مقدار در دوره ی 1994–2004 حدود ۲۳۰۰ کیلومتر مربع بوده است. در بازه ی 2004–2014 افزایش اندکی به میزان ۷۰ کیلومتر مربع رخ داده و مساحت به حدود ۲۳۷۰ کیلومتر مربع رسیده است. با این حال، در دهه ی پایانی (2014–2024) کاهش حدود ۶۰ کیلومتر مربعی مشاهده می شود و مساحت به ۲۳۱۰ کیلومتر مربع کاهش یافته است. این نوسانات اندک نشان دهنده ی پویایی محدود و نسبتاً پایدار تپه های ماسه ای در منطقه طی سه دهه ی گذشته است.