علوم آب و خاک

هدف از این مطالعه بررسی تأثیر افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM، به‌منظور بررسی ویژگی مورفومتری آبراهه‌ها، تجزیه‌ و تحلیل و استخراج آنها با استفاده از تکنیک سنجش از دور و GIS است. در این مطالعه که در جنوب شهرستان داراب انجام گرفت، به‌منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM 90 متری (به‌عنوان یکی از پرکاربردترین داده‌ها در مدل کردن آبراهه)، از الگوریتم جاذبه (Attraction) با دو مدل همسایگی پیکسل­ های مماس (Touching) و همسایگی چهارگانه (Quadrant)، به‌منظور تخمین مقادیر زیرپیکسل‌ها استفاده شد. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیرپیکسل­ها در مقیاس‌های دو، سه و چهار با همسایگی­ های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب­ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی (270 نقطه) تعیین شد و مقادیر RMSE برای آنها، به‌صورت جداگانه محاسبه شد. بر‌اساس نتایج، با استفاده از مدل جاذبه، صحت تصاویر خروجی بهبود پیدا کرد و همچنین قدرت تفکیک مکانی آنها افزایش پیدا می­کند. از بین مقیاس­ ها با همسایگی­ های مختلف، مقیاس سه و مدل همسایگی چهارگانه، نسبت به بقیه روش­ ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE برای DEM  90 متر است. بررسی مورفومتری آبراهه‌ها نشان داد که DEM حاصل از الگوریتم جاذبه، دارای توان و دقت بیشتری در استخراج آبراهه‌ها، استخراج عوارض و اطلاعات مورفومتری منطقه مورد مطالعه است.

اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها از لحاظ شدت بلایای طبیعی و لزوم برنامه های اجرایی پیشگیری و درمان آن جایگاه ویژه‌ای در مدیریت منابع طبیعی و به‌ویژه مدیریت حوضه‌های آبخیردارد. در این پژوهش به اولویت‌بندی ۲۴ زیرحوضه آبخیز زهره- جراحی با استفاده از پارامترهای مورفومتریک و مدل ترکیبی نوین تاپسیس- رگرسیون چند متغیره خطی پرداخته شده است. تعداد 12 عامل مورفومتریکی شامل ثابت نگهداشت، تراکم زهکشی، عدد ناهمواری، ضریب نفوذ، شاخص توان آبراهه، فراوانی آبراهه، شیب، بافت زهکشی، نسبت ناهمواری، ضریب فرم، نسبت انشعاب و شاخص رطوبت توپوگرافی به‌همراه عامل اقلیمی بارندگی مورد مطالعه قرارگرفته است. به‌منظور تعیین وزن عوامل از مدل رگرسیون چندمتغیره و آمار پراکنش مکانی سیلاب‌های رخ داده در منطقه استفاده شد و روش تصمیم‌گیری تاپسیس به‌منظور اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها به‌کار گرفته شد. نتایج وزن‌دهی نشان داد که عوامل عدد ناهمواری، شیب و مقدار متوسط بارندگی به‌ترتیب با کسب مقادیر ۰۶۸/۰، ۰۲۴/۰ و ۰۱۶/۰ بیشترین تأثیر را در رخداد سیلاب در منطقه مورد مطالعه داشته‌اند. طبق نتایج اولویت‌بندی، زیرحوضه‌های آبخیز صیدون، امام‌زاده جعفر و تخت دراز به‌ترتیب با کسب کمترین فاصله از ایده‌آل مثبت (۰۰۲۸/۰، ۰۰۲۹/۰ و ۰۰۲۹/۰) و بیشترین فاصله از ایده‌آل منفی (۰۰۹۷/۰، ۰۰۹۸/۰ و ۰۰۹۵/۰) و در نتیجه کسب بیشترین امتیازات (۷۷۴۵/۰، ۷۶۹۰/۰ و ۷۶۲۵/۰) در رتبه‌های اول تا سوم قرار گرفته‌اند. به‌منظور اعتبارسنجی مدل از آمار تعداد سیلاب‌های رخ داده در این زیرحوضه‌ها استفاده شد و نتایج اولویت‌بندی زیرحوضه‌ها با تعداد رخداد سیلاب در هر زیرحوضه مقایسه شد. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که مدل ترکیبی دارای دقت بالایی در شناسایی زیرحوضه‌های با پتانسیل سیل‌خیزی بالا است، به‌طوری که در زیرحوضه‌های صیدون، امام‌زاده جعفر و تخت دراز بیشترین تعداد سیلاب رخ داده است که این موضوع بیانگر کارایی بالای مدل و همچنین تأثیر زیاد وضعیت مورفومتریک زیرحوضه‌ها روی پتانسیل سیل‌خیزی آنها است.

فرسایش خاک یکی از مهم¬ترین مشکلات حوضه¬های آبخیز در جهان و از موانع اصلی دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی و استفاده از منابع طبیعی است. شناسایی و اولویت¬بندی مناطق حساس به فرسایش خاک به¬منظور اجرای عملیات حفاظت¬ آب و خاک و مدیریت منابع طبیعی در حوضه¬های آبخیز ضروری است. در این پژوهش به اولویت‌بندی خطر فرسایش خاک در 12 زیرحوضه آبخیز رود زرد در سال 1400 با استفاده از آنالیز پارامترهای مورفومتری و روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره پرداخته شده است. در این راستا 11 پارامتر مورفومتری محاسبه و وزن آنها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی به‌دست آمد. عملیات اولویت‌بندی با استفاده از روش‌های TOPSIS، VIKOR و SAW انجام و نتایج آن با استفاده از روش¬های میانگین رتبه¬ای، کاپلند و بردا تلفیق و درنهایت اولویت¬بندی نهایی با مقدار فرسایش ویژه زیرحوضه‌ها در مدل MPSIAC مقایسه و ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین آنها برآورد شد. بر اساس نتایج، پارامترهای خطی بافت زهکشی، تراکم زهکشی و فراوانی آبراهه به‌ترتیب با وزن 0/161، 0/158 و 0/146 بیشترین تأثیر و در مقابل پارامترهای شکلی ضریب شکل، نسبت کشیدگی و ضریب گردی به‌ترتیب با وزن 0/049، 0/036 و 0/026 کمترین تأثیر را در فرسایش‌پذیری زیرحوضه‌ها داشتند. ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین اولویت‌بندی نهایی و مدل MPSIAC، به میزان 0/8 به‌دست آمد (p-value<0.01). نتایج اولویت‌بندی نشان داد که زیرحوضه‌های R11، R12 و R10 با مساحت 83/191 کیلومتر مربع، به‌دلیل مقدار زیاد پارامترهای خطی، مقدار کم پارامترهای شکلی، ساختار زمین‌شناسی حساس به فرسایش و پوشش گیاهی ضعیف در اولویت اول تا سوم و در طبقه خیلی حساس به فرسایش خاک قرار دارند و برای اجرای اقدامات مدیریتی و عملیات آبخیزداری در اولویت هستند. نتایج کلی پژوهش نشان داد که روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره و آنالیز مورفومتری ابزاری مناسب برای شناسایی مناطق حساس به فرسایش خاک هستند.