پژوهش های ژئومورفولوژی کمی

جهت شبکه ها، چگونگی زاویه اتصال آنها و ناهنجاری های زهکشی، شواهدی بر تأثیر فعالیت های تکتونیکی بر الگوی زهکشی و وضعیت مورفولوژی کانال های جریانی در حوضه بالادست رودخانه الوند به شمار می روند. این وضعیت که متأثر از شکستگی های طولی و عرضی کف ناودیس ریجاب و کج شدگی آن به سمت جنوب غرب است، سبب شده تا آبراهه های اصلی در این حوضه، به صورت مجزا از ناودیس ریجاب خارج شوند. بر اساس این شواهد، در این پژوهش نقش نئوتکتونیک در مورفولوژی کانال های جریانی حوضه بالادست رودخانه الوند، واقع در غرب استان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام این پژوهش، پس از تعیین حدود منطقه مطالعاتی و تقسیم بندی آن به پنج زیرحوضه، ابتدا نقشه های شیب، توپوگرافی، شبکه زهکشی و گسل های حوضه، تهیه و سپس پارامترهای شاخص ناهنجاری سلسله مراتبی (∆A)، شاخص عدم تقارن حوضه (AF)، شاخص شیب طولی رودخانه (Sl)، شاخص تقارن توپوگرافی عرضی حوضه (T)، شاخص پیچ وخم رودخانه اصلی(S) و الگوی زهکشی برای هر زیرحوضه محاسبه شده اند. برای تهیه نقشه های مورد نیاز، از مدل ارتفاعی رقومی (Dem) در محیط نرم افزار ArcGIS 9.3 استفاده شده است. رتبه بندی شبکه زهکشی با روش استراهلر انجام گرفت. برای تهیه نقشه گسل ها نیز، از نقشه 1:100000 سازمان زمین شناسی استفاده شده است. با بررسی این شاخص ها مشخص شد که وضعیت زمین ساخت حوضه، در مورفولوژی کانال های جریانی و مقدار شاخص های مورد بررسی در این پژوهش، به ویژه شاخص ناهنجاری سلسله مراتبی، نقش مؤثری داشته اند؛ به گونه ای که در ناودیس ریجاب، به خصوص در بخش میانی آن (زیرحوضه شماره 4)، تعداد بیشتر گسل ها و شکستگی های طولی و عرضی(گسل های کرند، ریجاب، پاطاق و پیران)، نقش مهمی در ناهنجاری زهکشی آن داشته است. نتایج به دست آمده از شاخص های S، T، S و AF نشان می دهد که تکتونیک در قسمت غرب حوضه (بخش غربی ناودیس ریجاب) نسبت به شرق حوضه (تاقدیس گلبانگ) فعال تر است.

ناپایداری های دامنه ای، ازجمله پدیده های معمول در بیشتر مناطق کوهستانی ایران است. در این میان یکی از مخاطره آمیزترین این ناپایداری ها، زمین لغزش است. هدف از این پژوهش، تهیه نقشه حساسیت پذیری دامنه های شمالی بینالود به زمین لغزش با استفاده از الگوریتم بهینه سازی توافقی ویکور است. ابتدا پس از تهیه نقشه پایه محدوده مطالعاتی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدید های میدانی، نقشه عوامل مؤثر در حساسیت پذیری حوضه به زمین لغزش شامل شیب، فاصله از گسل، طبقات ارتفاعی، تراکم زهکشی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، لیتولوژی، نوع خاک و بارش در محیط GIS تهیه شد. سپس ضریب اهمیت هر کدام از معیارهای مذکور در وقوع زمین لغزش، به کمک الگوریتم سلسله مراتبی AHP به دست آمد که معیارهای شیب، لیتولوژی و طبقات ارتفاعی بیشترین ضریب اهمیت را کسب کردند. سپس بر پایه الگوریتم بهینه سازی ویکور، درجه سودمندی و پشیمانی انتخاب گزینه های برتر (زیرحوضه ها)، مشخص و در پایان با محاسبه میزان شاخص بهینه ویکور (Q)، زیر حوضه ها برحسب درجه حساسیت پذیری به زمین لغزش در سه کلاس کیفی حساسیت پذیری کم، متوسط و زیاد طبقه بندی و رتبه بندی شدند. نتایج نشان داد که زیر حوضه های گلمکان، اسجیل و اندرزی بیشترین حساسیت پذیری و زیر حوضه های خیرآباد، اقبال و چایش دارای کمترین حساسیت پذیری به وقوع زمین لغزش هستند.

این پژوهش به بررسی میزان آسیب پذیری تپه های ماسه ای ساحلی در منطقه حفاظت شده شبه جزیره میانکاله، واقع در بخش شرقی استان مازندران پرداخته است. قسمت عمده این منطقه را تپه های ماسه ای ساحلی تشکیل می دهد. این تپه ها در کل جهان، تحت تأثیر فشارهای گوناگون طبیعی و انسانی سیستم های بسیار حساسی هستند که حفظ آنها در نقش اکوسیستم های مهم، نیاز به مدیریت صحیح دارد. این پژوهش بر آن است که میزان آسیب پذیری سیستم تپه های ماسه ای را که زیستگاه گونه های گیاهی و جانوریِ این منطقه هستند، با استفاده از مدل DVI که برای نخستین بار در ایران انجام می شود، بررسی کند. برای انجام این بررسی از داده های آماری، داده های مکانی و بازدیدهای میدانی استفاده شده است. ابتدا منطقه به چهار قطعه تقسیم شده و این قطعات با پنج گروه از متغیرهای تأثیرگذار در این سیستم، مورد ارزیابی قرار گرفتند. مؤلفه های پنج گانه شامل شرایط ژئومورفولوژی تپه های ماسه ای، عوامل دریایی، عوامل جوی، شرایط پوشش گیاهی و تأثیر فعالیت های انسانی، اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آسیب پذیری برای قطعه های اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب برابر 42، 37، 43 و 49 درصد به دست آمد. از آنجایی که ضریب کمتر از 50 درصد آسیب پذیری پایین است، می توان نتیجه گرفت که این منطقه براساس استاندارد های شاخص، درکل درصد آسیب پذیری پایینی دارد.

دشت آزادگان در غرب استان خوزستان قرار دارد. این دشت نه تنها وارث مواد حاصل از آبرفت و بادرفت های دوران کواترنری است، بلکه رخدادهای محیط شناسی مانند تغییرات آب وهوایی که بر توالی و خصوصیت های رسوب شناسی تأثیر می گذارد را نیز با خود به همراه دارند. بنابراین، پژوهش پیش رو با هدف شناخت وقایع محیط شناسی، مانند تغییرات اقلیمی هولوسن در دشت آزادگان خوزستان، بر اساس خصوصیات رسوب شناسی انجام شد. برای این کار، دو مغزه رسوبی به عمق ده متر، یکی در منطقه رفیع (محیط دریاچه ای) و دیگری در منطقه جفیر (محیط رودخانه ای) به منظور بررسی خصوصیت های فیزیکی و شیمیایی برداشت شد و سپس در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. در مورد خصوصیت های رسوب شناسی مغزه رفیع، نتایج نشان داد از سطح زمین تا عمق چهار متری، ذرات درشت دانه با بافت سیلتی لومی و از عمق چهار تا ده متری، ذرات ریزدانه با بافت سیلتی رسی وجود دارند. مدل رفتار رسوبی نمونه ها در قسمت اول، بسیار شبیه به محیط رودخانه ای است؛ اما در قسمت دوم، یعنی از عمق چهار تا ده متری، رفتار رسوبی کاملاً متمایز از قسمت اول، و توزیع دانه ها نسبت به عمق با افزایش ذراتی مانند رس و سیلت همراه است، بنابراین می توان نتیجه گرفت، شرایط رسوب گذاری ذرات ریزدانه در مغزه رسوبی رفیع، در محیط رسوبی کم انرژی با شرایط اقلیمی مرطوب تر اتفاق افتاده است؛ اما توالی عمودی رسوبات دلتایی و رودخانه ای در بالای رسوبات ریزدانه دریاچه ای در منطقه را می توان ناشی از پس روی سطح اساس خلیج فارس، به دلیل وجود شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک، به همراه کاهش بارندگی و افزایش انرژی رواناب دانست.

پژوهش پیش رو، تحلیل علمی و تکنیکی از بررسی مدل های موجود و نتایج حاصل از آن در تعیین متوسط تحویل رسوب در دوره زمانی بلندمدت برای حوضه های متوسط مقیاس، واقع در حوضه رودخانه جاجرود به منظور تعیین مناسب ترین مدل برای برآورد نسبت تحویل رسوب در زیرحوضه های این رودخانه است. برای بررسی متوسط تحویل رسوب در دوره زمانی بلندمدت، به داده های آماری بارندگی و پارامترهای حوضه نیازمندیم. شاخص SDR شاخصی برای اندازه گیری واکنش حوضه به میزان فرسایش بالادست است. در این نوشتار از هفت مدل ونانی، سرویس حفاظت خاک آمریکا، مانرو و رنفرو، ویلیام و برنت، روئل و ویلیامز برای برآورد نسبت تحویل رسوب SDR استفاده شده است. در اکثر این مدل ها به پارامترهای مساحت، نسبت R/L، طول آبراهه اصلی و شیب حوضه برای محاسبه SDR از طریق روابط ارائه شده برای هر مدل نیاز است. مقادیر حاصل از این روابط برای تعیین بهترین مدل در تخمین نسبت تحویل رسوب با SDR واقعی مقایسه شده و مقادیر حاصل از تفاضل SDR واقعی و پیش بینی شده با توجه به کمترین میزان اختلاف، مدل مطلوب را معرفی می کند. نتایج بررسی مدل های مذکور نشان می دهد که از هفت زیرحوضه مطالعه شده، در چهار زیرحوضه فشم، میگون، امامه و افجه، مدل مانرو و رنفرو مطلوب ترین نتیجه را در برداشته است و در دو زیر حوضه آهار و کند، مدل روئل به نتیجه مطلوب دست یافته و تنها در زیرحوضه لوارک، مدل رنفرو مطلوب ترین نتیجه را در برآورد نسبت تحویل رسوب داشته است.

خاک یکی از مهم ترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک به منزله یک خطر جدی برای بخش کشاورزی مطرح است و بررسی فرسایش خاک و کنترل آن، امری بسیار ضروری در حوضه های آبخیز به شمار می رود. ارزیابی کمّی و کیفی فرسایش خاک با استفاده از مدل های برآورد فرسایش و رسوب، یکی از راهکارهایی است که از طریق آن می توان فرسایش خاک را تا حدودی کنترل و مقدار آن را به حداقل رساند. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارایی مدل های WEPP و EPM در برآورد فرسایش و رسوب حوضه آبخیز سولاچای است. روش کار در مدل WEPP بدین شرح است. پس از آنکه فایل های مربوط به هریک از پارامترهای مدل ساخته شدند، وارد نرم افزار GeoWEPP می شوند، سپس مدل WEPP از طریق نرم افزار فوق به اجرا درمی آید و درنهایت مقدار رسوب محاسبه می شود. مقدار فرسایش ویژه نیز با استفاده از ضریب نسبت تحویل رسوب (SDR) برآورد می شود. در مدل EPM نیز، ابتدا نقشه ضرایب تهیه شده و سپس با توجه به این ضرایب، نقشه شدت فرسایش ترسیم می شود. درنهایت مقدار فرسایش و رسوب تولیدشده با توجه به معادلات ارائه شده به دست خواهد آمد. مقدار رسوب مشاهده ای نیز با استفاده از گرادیان دبی و رسوب محاسبه شده است. مدل WEPP دارای سه روش دامنه، حوضه آبخیز و مسیرهای جریان است. مقدار رسوب برآوردشده به وسیله هریک از روش های فوق، به ترتیب 213/0، 178/0 و 785/0 با مدل EPM، 033/0 و برای رسوب مشاهده ای، 241/0 تن در هکتار در سال محاسبه شد. بنابراین نتیجه می گیریم که مقدار رسوب برآوردشده با مدل WEPP، به مقدار رسوب مشاهده ای نزدیک تر بوده و این مدل از کارایی بالاتری نسبت به مدل EPM در برآورد فرسایش خاک و رسوب منطقه مورد مطالعه برخوردار است.

نقش فرسایش خاک، در تولید رسوب و پُر شدن مخازن سدها، از اهمیت جهانی برخوردار است. از آنجا که بسیاری از حوضه های آبخیز در اکثر کشورها ، ازجمله ایران، فاقد ایستگاه های رسوب سنجی هستند، بنابراین باید در چنین مناطقی برای برآورد فرسایش و رسوب از مدل سازی استفاده شود. منطقه مورد مطالعه، ایستگاه های حفاظت خاک مرکز تحقیقات کشاورزی آذربایجان شرقی است که از سازندهای مارنی تشکیل شده است. برای برآورد فرسایش و رسوب، منطقه مورد مطالعه به سه زیرحوضه تقسیم شد و هر زیرحوضه تحت مدیریت متفاوت حفاظت خاک قرار گرفت و در خروجی آنها، میزان فرسایش و رسوب به صورت مستقیم اندازه گیری شد. برای ارائه تصویر مناسبی از توزیع مکانی مقادیر تلفات خاک در سطح منطقه و همچنین بررسی تأثیر روش های مختلف مدیریتی در کاهش هدررفت خاک و نهشته گذاری آن، از مدل ویپ با به کارگیری برنامه ژئوویپ استفاده شده است. نتایج این مدل در قالب نقشه های تلفات خاک و مکان های ترسیب در محیط GIS ارائه شده است. ارزیابی کارایی مدل مذکور از طریق مقایسه مقادیر کمی رسوب مشاهداتی با مقادیر برآوردی صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی مدل در محل خروجی هر زیرحوضه، به ترتیب مقادیر 2/23، 3/21 و 5/6 تن در هکتار گزارش شده است؛ در حالی که مقادیر مشاهداتی در این مناطق، به ترتیب 2/20، 7/18 و 8/4 تن در هکتار بوده است. از سوی دیگر مکان های نهشته گذاری در سطح حوضه، مطابقت کاملاًً مناسبی با محل های سازه های مکانیکی (کنتور باند و کنتور ترنج ها) نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل WEPP کارایی خوبی در شبیه سازی فرسایش و رسوب دارد؛ به طوری که مقایسه آماری نتایج به دست آمده از این روش با نتایج آزمون t نرم افزار STATGRAPHICS بین داده های مشاهده ای، در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنا داری دیده نشد.

در این پژوهش به بررسی اثرات احداث سد مخزنی گیلان غرب بر ژئومورفولوژی جریانی رود گیلان غرب در بخش بالادست و محدوده مخزن آن پرداخته شده است. اهداف این پژوهش، بررسی تغییرات ژئومورفولوژیکی ناشی از احداث این سد در بستر، کناره ها و مقاطع رود گیلان غرب؛ تجزیه وتحلیل تغییرات مورفولوژیکی قبل و بعد از ساخت سد و نمایش نوع و جهت تغییرات مورفولوژیکی، به دلیل آبگیری سد در بالادست و محدوده مخزن است. داده های اسنادی، داده های هیدرو اقلیمی، نقشه های موضوعی و داده های حاصل از پیمایش میدانی، داده های مورد استفاده در این پژوهش هستند. روش پژوهش، پایش تغییرات است که با استفاده از تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی و ترسیم و تفسیر نیمرخ های توپوگرافی در سه دوره زمانی قبل، حین و بعد از ساخت سد و در بخش های بالادست و محدوده مخزن سد انجام شده است. نتایج نشان می دهد که شیب بستر رود در بخش بالادست و محدوده مخزن، پس از ساخت سد کاهش یافته است. محاسبه ضریب پیچشی رود حاکی از افزایش سینوزیته مجرا در بالادست سد است که تغییر تدریجی الگوی رود در این بخش به سمت پیچانرودی شدید را نشان می دهد. همچنین احداث سد، سطح اساس جدیدی در منطقه ایجاد کرده که موجب گسترش فرسایش شیاری و خندقی در دامنه های مشرف به دریاچه سد و نیز، بروز فرسایش قهقرایی در مجاری فرعی شده است. تابع تغییرات سطح آب و فعالیت های نئوتکتونیکی گسل راندگی گیلان غرب، تراس های آبرفتی جدیدی در حال تشکیل هستند. علاوه بر این، نیمرخ های طولی و عرضی رود در دوره بعد از ساخت نسبت به دوره قبل از آن تغییر یافته و نیمرخ عرضی در بالادست از شکل وی (V) به شکل یو (U) تغییر یافته که دال بر کاهش فرسایش در بستر و افرایش فرسایش کناره هاست.

حوضه آبخیز رودخانه زال در جنوب شهرستان خلخال و جنوب استان اردبیل واقع شده است و یکی از زیر حوضه های حوضه آبریز رودخانه قزل اوزن است. هدف پژوهش پیش رو، ارزیابی و مقایسه فرسایش خاک و حجم رسوب تولیدی حوضه آبخیز رودخانه زال با استفاده از مدل های پسیاک و پسیاک اصلاح شده (ام. پسیاک) است. در این پژوهش با تفکیک حوضه به چهار زیرحوضه لرد، زال، کلبندرود و دره چای، میزان فرسایش خاک و تولید رسوب کل حوزه آبخیز و زیرحوضه های آن با استفاده از روش های پسیاک و پسیاک اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که در مدل پسیاک کل حوضه آبخیز و زیرحوضه های کلبندرود، دره چای و لرد، از نظر شدت فرسایش، در کلاس و شدت رسوب دهی متوسط و زیرحوضه زال در کلاس و شدت رسوب دهی زیاد قرار دارند. رسوب ویژه به وسیله مدل پسیاک در کل حوضه 6/388، زیرحوضه زال 9/520، زیرحوضه کلبندرود 8/409، زیرحوضه دره چای 1/357 و زیرحوضه لرد 1/311 متر مکعب در کیلومتر مربع در سال برآورد شده است، در حالی که در مدل ام. پسیاک کل حوضه آبخیز و زیرحوضه های کلبندرود، دره چای و لرد، از نظر شدت رسوب دهی، در کلاس و شدت رسوب دهی کم و زیرحوضه زال در کلاس و شدت رسوب دهی متوسط قرار گرفت و رسوب ویژه در کل حوضه 1/195، زیرحوضه زال 1/263، زیرحوضه کلبندرود 206، زیرحوضه دره چای 179 و زیرحوضه لرد 5/155 متر مکعب در کیلومتر مربع در سال برآورد شد.

ارزیابی آسیب پذیری و تهیه نقشه پهنه بندی خطر، راهکاری مهم در مدیریت منابع آب کارست به شمار می رود. با توجه به وجود ژئومورفولوژی کارست توسعه یافته در مناطق نیمه خشک غرب ایران و دیگر شرایط طبیعی منطقه، انتشار آلودگی در این منابع کارستی سریع و گسترده است. هدف از این پژوهش، ارزیابی آسیب پذیری و تهیه نقشه آسیب پذیری آبخوانِ تاقدیسِ مانشتِ غرب ایران، در برابر انتشار آلودگی با استفاده از مدل ریسک و ارائه راهکارهای مدیریتی برای حفظ این منابع است. این مدل با استفاده از پنج پارامتر سنگ مادر آبخوان، میزان نفوذ، نوع خاک، تحول کارست و اپی کارست، به ارزیابی آسیب پذیری منابع آب کارست در برابر آلودگی می پردازد. نتایج نشان می دهد بخش هایی که آسیب پذیری متوسط، زیاد و خیلی زیاد دارند، 73/96 درصد مساحت منطقه را در بر گرفته اند که از آسیبپ پذیری بالای این آبخوان در برابر آلودگی محیطی حکایت دارد. مناطق با آسیب پذیری بالا، در رأس تاقدیس و در محدوده سینکول ها و چاله های بسته قرار دارند و این امر مؤید نقش ژئومورفولوژی کارست و توسعه کارست در میزان آسیب پذیری بالای آبخوان است. این مدل از کارایی مطلوبی برای انجام مطالعات آسیب پذیری منابع آب کارست برخوردار است. در این راستا عوامل مدیریتی، همچون تعیین حریم سینکول ها و چاله های بسته و جلوگیری از ورود عوامل آلاینده به این مناطق، جلوگیری از تخریب جنگل ها، انجام محاسبات هیدرولوژیکی و تعیین حریم آبخوان برای اقدامات مدیریتی پیشنهاد می شود.