واحدبردی شیخ

در دهه های اخیر، مردم در سراسر جهان تلفن های هوشمند و فناوری های آن را پذیرفته اند. برنامه های کاربردی در این دستگاه ها از جنبه های عملکرد و کاربری آسان شده اند. پروژه های علمی شهروندی که تلاش می کنند داده های ارزان و مقرون به صرفه را از افراد با پیشینه های مختلف جمع آوری کنند، نیازمند طراحی کاربرپسند و استفاده از فناوری با کاربری آسان است. در این پژوهش سعی شد تا با مرور جزییات مراحل طراحی یک برنامه علمی شهروندی در زمینه اقلیم و هیدرولوژی، به ملاحظات و ضرورت طراحی و انتشار یک برنامه کاربردی علمی شهروندی پرداخته شود. این برنامه که توسط نگارندگان طراحی شده است، با نام پایش یار معرفی می شود و با هدف پایش سه متغیر دما، بارش و تراز سطح آب رودخانه در روستاهای مرزی و دورافتاده استان گلستان طراحی شد. به منظور کسب تجربیات کافی، پس از قرار دادن ابزارهای سنجش ساده و ارزان قیمت در دسترس داوطلبان، به مدت پنج ماه (دی ماه 1400 تا اردیبهشت ماه 1401) از طرق مختلف از جمله پیامک، تماس تلفنی، فرم های کاغذی و شبکه های مجازی داده های مورد نیاز جمع آوری شد. پس از آن بازخوردها و نکات لازم ثبت گردید و مطابق با تجربیات کسب شده نسخه اولیه برنامه کاربردی پایش یار طراحی شد. بعلاوه در این پژوهش با مقایسه داده های جمع آوری شده از طریق این برنامه طی هشت ماه (خردادماه 1401 تا دی ماه 1401) و مقایسه آن با سایر روش های جمع آوری داده، نقاط ضعف و قوت آن برشمرده شد و کارایی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. در انتها ارزیابی کارایی، مزایا، معایب، محدودیت ها و چالش های پایش یار نشان داد که یک برنامه کاربردی قابل نصب و اجرا در گوشی های هوشمند با طراحی خوب، جریان اطلاعات از کاربران به پایگاه های اطلاعاتی و محققان مربوطه را تسهیل می کند و به نظر می رسد برای ترویج و گسترش سامانه های پایشی و نظارتی بلندمدت علوم شهروندی ضروری است. به هرحال مسیرهای ارسال داده های اقلیمی و هیدرولوژی به سامانه های علمی شهروندی، زمینه ای است که به پژوهش های بیشتری نیاز دارد.

توزیع زمانی و مکانی رطوبت خاک متغیری کلیدی در برنامه ریزی هیدرولوژیکی است. در محدوده تحقیق، افزایش رطوبت خاک باعث سرعت شکل گیری رواناب می شود. هدف این تحقیق بررسی پتانسیل باند L از سنجنده پالسار 2 (PALSAR-2) ماهواره آلوس (ALOS)، در برآورد رطوبت سطح خاک، به منظور مدیریت منابع آب و کاهش مخاطرات ناشی از سیل است. با استفاده از نمونه برداری تصادفی خوشه ای، نمونه ها دریافت شد. هم زمان با دریافت داده SAR رطوبت وزنی، زبری سطح و محتوای آب گیاهی، میانگین ضرایب بازپراکنش راداری و زاویه فرود روی تصویر اندازه گیری شد. مراحل پیش پردازش، پردازش و پس پردازش داده SAR با استفاده از نرم افزار SNAP و شاخص های گیاهی و نمناکی از لندست 8 سنسور OLI در محیط ArcGIS 10/5 استخراج شد. برای دریافت زبری سطح، دو دوربین دارای زاویه مایل به کار رفت و بیست قطعه عکس، با ده نقطه کنترلی (GCP) برای هر خوشه، گرفته شد. سپس با نرم افزار Agisoft PhotoScan ابر نقاط متراکم محاسبه و سپس مش بندی به منظور تولید DTM انجام گرفت. از زبانه Analysts 3D در ArcGIS پروفیل طولی ناهمواری های سطح برای هر خوشه استخراج شد. به منظور انتخاب مدل مناسب در منطقه، سه مدل در برآورد رطوبت سطح خاک، شامل مدل های Dubois-MLR-WCM، مد نظر قرار گرفت. نتایج سه مدل در برآورد رطوبت سطح خاک در پلاریزه HH به ترتیب در مدل Dubois با  و ، مدل MLR با  و  و مدل WCM با  و  به دست آمد. نتایج نشان داد مدل Dubois در اراضی بایر تا تنک برای محدوده تحقیق و شرایط مشابه مناسب تر است.

مدل سازی توزیعی مکانی فرآیند بارش – رواناب در حوضه های آبخیز با توجه به کمی سازی مقادیر مولفه های گوناگون هیدرولوژیکی در هر نقطه از حوضه آبخیز ابزار مناسبی را برای مدیریت منابع آب، مهندسی رودخانه، طراحی سازه های کنترل سیل و شبیه سازی سناریوهای مختلف مدیریت حوضه آبخیز اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش، از مدل KINEROS2 ، برای ارزیابی توزیع مکانی مقادیر مولفه های فرآیند بارش - رواناب جهت شناسایی پتانسیل تولید رواناب سطحی و پهنه های سیل خیز در حوضه آبخیز قورچای رامیان در شرق استان گلستان با مساحتی بالغ بر 254 کیلومترمربع استفاده شده است.  برای ارزیابی کارایی مدل، تعداد شش واقعه سیلاب و بارش متناظر حوضه آبخیز که دارای داده های ثبت شده بودند انتخاب و به دو دسته سه تایی تقسیم شد.  از دسته اول جهت اجرا و واسنجی و از دسته دوم جهت اعتبارسنجی مدل استفاده گردید. کاربری غالب آین آبخیز جنگل های هیرکانی و اراضی زراعی شیبدار می باشد. شبیه سازی فرآیند بارش - رواناب با گام زمانی ساعتی انجام شد. نتایج ارزیابی کارآیی مدل در حوضه آبخیز قورچای رامیان نشان داد که مدل KINEROS2 از بین مؤلفه های هیدرولوژیکی، دبی اوج و زمان تا اوج هیدروگراف سیل را به خوبی شبیه سازی می کند ولی در برآورد حجم سیل کارآیی خوبی ندارد. نقشه خروجی عمق رواناب شبیه سازی شده نشان می دهد که مناطق مختلف حوضه آبخیز دارای پتانسیل متفاوت سیلخیزی می باشند. بطوریکه بخش های میانی حوضه که دچار تغییرات کاربری اراضی گسترده ای از جنگل به اراضی زراعی شیبدار شده اند دارای خطر سیلخیزی بالا می باشند و بخش بالادست حوضه آبخیز علیرغم شیب زیاد پتانسیل سیلخیزی کمی دارد.

شناسایی رفتار فصلی وقوع سیل و تغییرات آن در طی زمان در حوزه های آبخیز، امکان ادارک بهتر فرآیند های وقوع سیل، طرح ریزی بهتر پروژه های آبی و مدیریت بهتر ریسک سیل را فراهم می کند. "آمار جهتی" یک مبنای مفید برای تعیین معیار های تشابه زمان وقوع سیل است و برای تحلیل فصلی بودن زمان وقوع سیل ها کاربرد دارد. روش مذکور در مجموعه ای از 20 ایستگاه هیدرومتری در حوضه رودخانه گرگانرود واقع در شمال کشور دارای پایه زمانی مشترک 48 ساله، برای تعیین فصلی بودن رویداد های سیل و بررسی تغییرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو شاخص MDF و r ̅ که به ترتیب بیانگر میانگین زمان وقوع سیل و یکنواختی تاریخ وقوع آن ها (درجه ی فصلی بودن سیل) است، برای بررسی ویژگی ها محاسبه شد. همچنین، به منظور بررسی تغییرات طولانی مدت از نظر روز وقوع سیل در طی زمان، کل دوره آماری مشترک داده های حداکثر لحظه ای به سه دوره ی 16 ساله تقسیم شد که به صورت گذشته ی دور، گذشته ی نزدیک و حال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زمان وقوع عمده سیل ها در حوضه رودخانه گرگانرود در دو فصل بهار و تابستان است و حدود 75% ایستگاه های هیدرومتری حوضه ، دارای 0.3≤r ̅≤0.7 می باشند که نشان دهنده ی شرایط بینابین است و در واقع نشان می دهد زمان وقوع رویداد ها به طور متوسط در یک، دو یا سه فصل پراکنده شده اند. بررسی تغییرات فصلی سیل در بلند مدت نشان می دهد که میانگین زمان رویداد سیل در حوضه رودخانه گرگانرود از گذشته تاکنون تغییر معنی داری نکرده و فقط درجه فصلی آن دچار تغییر شده است به نحوی که درجه فصلی بودن سیل از گذشته تاکنون در حال کاهش است. وجود ترکیبی از فرایندهای مختلف تولید سیل از قبیل ذوب برف و بارندگی های تابستان یا پاییز، تأثیر توأم موقعیت جغرافیایی و اندازه حوزه های آبخیز می تواند دلیل کاهش درجه فصلی سیل در این حوضه باشد. شناسایی رفتار فصلی وقوع سیل و تغییرات آن در طی زمان در حوزه های آبخیز، امکان ادارک بهتر فرآیند های وقوع سیل، طرح ریزی بهتر پروژه های آبی و مدیریت بهتر ریسک سیل را فراهم می کند. "آمار جهتی" یک مبنای مفید برای تعیین معیار های تشابه زمان وقوع سیل است و برای تحلیل فصلی بودن زمان وقوع سیل ها کاربرد دارد. روش مذکور در مجموعه ای از 20 ایستگاه هیدرومتری در حوضه رودخانه گرگانرود واقع در شمال کشور دارای پایه زمانی مشترک 48 ساله، برای تعیین فصلی بودن رویداد های سیل و بررسی تغییرات آن ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو شاخص MDF و که به ترتیب بیانگر میانگین زمان وقوع سیل و یکنواختی تاریخ وقوع آن ها (درجه ی فصلی بودن سیل) است، برای بررسی ویژگی ها محاسبه شد. همچنین، به منظور بررسی تغییرات طولانی مدت از نظر روز وقوع سیل در طی زمان، کل دوره آماری مشترک داده های حداکثر لحظه ای به سه دوره ی 16 ساله تقسیم شد که به صورت گذشته ی دور، گذشته ی نزدیک و حال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زمان وقوع عمده سیل ها در حوضه رودخانه گرگانرود در دو فصل بهار و تابستان است و حدود 75% ایستگاه های هیدرومتری حوضه ، دارای می باشند که نشان دهنده ی شرایط بینابین است و در واقع نشان می دهد زمان وقوع رویداد ها به طور متوسط در یک، دو یا سه فصل پراکنده شده اند. بررسی تغییرات فصلی سیل در بلند مدت نشان می دهد که میانگین زمان رویداد سیل در حوضه رودخانه گرگانرود از گذشته تاکنون تغییر معنی داری نکرده و فقط درجه فصلی آن دچار تغییر شده است به نحوی که درجه فصلی بودن سیل از گذشته تاکنون در حال کاهش است.وجود ترکیبی از فرایندهای مختلف تولید سیل از قبیل ذوب برف و بارندگی های تابستان یا پاییز، تأثیر توأم موقعیت جغرافیایی و اندازه حوزه های آبخیز می تواند دلیل کاهش درجه فصلی سیل در این حوضه باشد.