علوم آب و خاک

---

امروزه یکی از کاربردهای سنجش از دور و تصاویر ماهواره‌ای در منابع طبیعی، در زمینه‌های تشخیص و بارزسازی تغییرات در سطح زمین می‌باشد. روش طبقه بندی با استفاده از روش حداکثر تشابه (MLC) یکی از این موارد است که در این مقاله بر روی تصاویر ماهواره‌ای TM و +ETM به منظور بارزسازی رسوب در سطح یک شبکه پخش سیلاب انجام و مورد آزمون واقع گردید. برای انجام این تحقیق برای تهیه نمونه‌ها و کنترل های میدانی از روش شبکه بندی با لحاظ 30 نقطه نمونه در داخل عرصه پخش سیلاب و 30 نقطه به عنوان شاهد استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که بارزسازی رسوب با استفاده از روش طبقه بندی مزبور بر روی تصاویر ماهواره‌ای لند ست TM و +ETM با دقتی معادل 82 درصد قابل انجام می‌باشد. علاوه بر این، نتایج تحقیق هم چنین نشان دهنده این است که می‌توان روند و شکل تغییرات ناشی از رسوبات در پهنه پخش سیلاب را به دقت آشکار نمود. با توجه به قابلیت بالفعل و بالقوه این روش در مشخص نمودن تغییرات ناشی از رسوب‌گذاری که در این تحقیق در پهنه‌ای به مساحت 450 هکتار به اثبات رسیده است، می‌توان به این نکته تأکید داشت که استفاده از این روش در پهنه‌هایی با وسعت بیشتر موجب افزایش سرعت و دقت انجام کار در بارزسازی طبقات مختلف پوشش زمین می‌شود.

---

پخش سیلاب نقش مؤثری در بهبود و حاصل‌خیزی خاک، تغذیه آب‌های زیرزمینی، احیا و تقویت پوشش گیاهی و کنترل بیابان‌زایی دارد. از آنجایی که سیلاب زمینه انتقال ذرات خاک را فراهم می‌آورد، در صورت مناسب بودن مواد معلق موجود در سیلاب، پخش آن سبب افزایش حاصل‌خیزی خاک می‌شود. در نتیجه لازم است تا میزان این تغییرات و روند آن در طول زمان بررسی و روش مناسب در راستای افزایش بهره‌وری این طرح‌ها ارائه شود. به همین منظور با نمونه‌برداری از نقاط مختلف عرصه پخش سیلاب و تجزیه فیزیکی و شیمیایی این نمونه‌ها، این روند در طول 5 سال دوره رسوب‌گذاری بررسی شد. در این رابطه، نمونه‌برداری به روش سیستماتیک - تصادفی و با شبکه‌بندی نوارها از سه نوار اول سیلگیری شده مربوط به 13 ایستگاه منتخب پخش سیلاب در سراسر کشور انجام و شاخص‌های نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب و کربن آلی خاک اندازه‌گیری شد. برای مقایسه میانگین‌ها، به دلیل عدم تطابق داده‌ها با توزیع نرمال، از آزمون ناپارامتری استفاده گردید. هم‌چنین، به منظور دست‌یابی به اهداف مورد نظر و تحلیل صحیح داده‌های جمع‌آوری شده، مبادرت به گروه‌بندی ایستگاه‌‌ها شد. بدین منظور، با استفاده از تجزیه خوشه‌ای، میانگین ویژگی‌‌های فیزیکی و شیمیایی خاک، ایستگاه‌های منتخب در سه دسته قرار گرفت. نتایج نشان ‌داد که تغییرات شاخص‌های حاصل‌خیزی در نوارهای پخش در سال‌‌های مختلف، دارای تغییرات نامنظم و هم‌چنین بین گروه‌‌های سه‌گانه ایستگاه‌‌ها نیز تا حدی متفاوت بوده است. به نظر می‌رسد این موضوع می‌تواند متأثر از عوامل مختلفی از جمله متفاوت بودن کمیّت و کیفیت سیلاب منحرف شده، متفاوت بودن بستر عرصه‌‌های پخش سیلاب و عدم توزیع یک‌نواخت سیلاب روی عرصه‌ها باشد. اگرچه بستر اولیه عرصه‌های پخش سیلاب از نظر مواد آلی و حاصل‌خیزی خاک فقیر است، ولی در مجموع پخش سیلاب باعث بهبود شاخص‌های حاصل‌خیزی در خاک سطحی عرصه‌های پخش سیلاب شده است، البته برای رسیدن به شرایط اید‌آل نیاز به گذشت زمان بیشتری می‌باشد.

---

یکی از اهداف مهم طرح‌های پخش سیلاب، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی است. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر پخش سیلاب بر منابع آب زیرزمینی کوهدشت بود. آمار و اطلاعات موجود شامل بارندگی، سطح سفره آب زیرزمینی و میزان بهره‌برداری یک دوره آماری ده‌ساله (پیش و پس از اجرای عملیات پخش سیلاب) گرد آوری و ارزیابی شدند. برای مقایسه این سه متغیر نخست آزمون نرمال بودن داده‌ها صورت گرفت و بعد از آن تمامی داده‌های موجود استاندارد شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که پیش از پخش سیلاب (تا سال 76-75) تغییرات سطح سفره آب زیرزمینی تابع میزان بهره‌برداری بوده و روندی کاهشی داشته است، با اجرای طرح پخش سیلاب، این روند کاهشی متوقف شده و سطح آب زیرزمینی افزایش یافته است. با این حال، در سال 79-77 به‌علت دو خشکسالی پیایی، سطح سفره آب زیرزمینی به‌شدت کاهش یافته به‌طوری‌که مقدار شاخص استاندارد که از 3/0 در سال 72-71، به 5/1- رسیده است.

---

تعیین مکان‌های مناسب با دقت و سرعت مورد نیاز جهت پخش سیلاب از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف اصلی این تحقیق تهیه، استفاده و ارزیابی سامانه پشتیبان تصمیم‌گیری برمبنای تکنیک‌های GIS و RS به‌منظور شناسایی و اولویت بندی نواحی مناسب پخش سیلاب، در منطقه مورد مطالعه می‌باشد. در این مطالعه منطقه مناسب برای پخش سیلاب براساس چهار معیار اصلی، هشت زیر معیار و بیست و چهار شاخص انتخاب گردید در نهایت 5 سناریو تهیه و ارزیابی گردید (یک سناریو بر‌اساس ارزش نسبی برابر برای 4 معیار، و چهار سناریو بر‌اساس تفاوت آشکار یکی از معیارهای اصلی). مقایسه میانگین مطلوبیت در بین پنج سناریو نشان دهنده آن است که زیرحوزه 1 در 3 سناریو(ارجحیت نفوذ، ارجحیت کاربرد آب و برابری تمامی معیارهای اصلی) دارای میانگین مطلوبیت بالاتری بوده لذا در میان 2 زیرحوزه در این سناریوها دارای ارجحیت بیشتری نسبت به دیگر زیرحوزه‌ می‌باشد. از بین 2 زیرحوزه منطقه ایور، با توجه به میانگین مطلوبیت آنها، زیرحوزه 1 و از بین سناریوهای اجرا شده، سناریوی 1 (ارجحیت معیار اصلی نفوذ) به‌عنوان اولویت اول انتخاب گردیدند. اولویت دوم برای مکان‌یابی پخش سیلاب متعلق به زیرحوزه 2 و با سناریوی 1 می‌باشد.

---

کمبود بارندگی و همچنین نزول بارش‌هایی با شدت نسبتاً زیاد در مدت کوتاه از ویژگی‌های مناطق خشک دنیا ازجمله ایران است که به وقوع سیلاب‌های عظیم و مخرب که هرساله موجب بروز خسارات جانی و مالی فراوان می‌باشد، منجر می‌گردد. مشکل کمبود آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا باعث شکننده شدن شرایط زیستی در این مناطق شده است. باتوجه به کاهش مداوم میزان سرانه آب و اهمیت تأمین غذایی افراد جامعه، ضروری است که آب‌های سطحی به‌کمک روش‌هایی از جمله سد سازی و یا روش‌های تغذیه مصنوعی مهار گردند. در این تحقیق، هفت عامل شیب، نفوذپذیری سطحی، قابلیت انتقال آب در آبرفت، کیفیت آبرفت، کاربری اراضی، حجم رواناب و ضخامت لایه هوادار به‌عنوان عوامل مؤثر در مکان‌یابی مناطق مستعد پخش سیلاب و تغذیه مصنوعی جنوب دشت کاشان درنظر گرفته شدند. پس از تهیه لایه‌های رقومی موردنظر، با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی وزن هرکدام از معیارها تعیین گردید. در نهایت نقشه‌های وزندار حاصل و با یکدیگر ادغام و نتایج آن نشان داد که پارامتر کاربری اراضی با وزنی معادل 22% بیشترین وزن را به خود اختصاص داده‌ و به‌عنوان اولویت‌های اول در مکان‌یابی پخش سیلاب مطرح گردید. پارامترهای حجم رواناب، نفوذپذیری، شیب، عمق لایه هوادار، ضریب انتقال و کیفیت آبرفت به‌ترتیب اولویت های دوم تا هفتم را به خود اختصاص دادند.

---

پخش سیلاب بر آبخوان، روشی ارزان جهت استفاده بهینه از سیلاب‌ها برای تغذیه مصنوعی است که کاهش خسارات ناشی از سیلاب را نیز به همراه دارد. در این تحقیق، برای مکان‌یابی و اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب در دشت مشهد، از ده معیار کاربری اراضی، شیب، ضخامت آبرفت، فاصله از چاه، فاصله از قنات، فاصله از روستا، افت سطح ایستابی، ضریب هدایت هیدرولیکی، هدایت الکتریکی و تراکم زهکشی استفاده گردید. عملیات وزن‌دهی معیارها با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP) و منطق فازی انجام شد. بعد از آماده‌سازی نقشه کلیه معیارهای مربوط به مکان‌یابی عرصه‌های مناسب پخش سیلاب و وزن‌دهی نقشه‌ها براساس منطق فازی و مدل فرآیند تحلیل شبکه‌ای، نقشه نهایی مربوط به اولویت‌بندی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده گردید. سپس با اعمال لایه محدود کننده که از تلفیق سه معیار کاربری اراضی، شیب و ژئومورفولوژی آماده گردید، نقشه نهایی مناطق مستعد پخش سیلاب آماده و اولویت‌بندی شد. از بین ده عامل مؤثر بر پخش سیلاب، معیار ضخامت آبرفت با وزن 27/0 به‌عنوان مؤثرترین لایه در بحث مکان‌یابی مناطق مستعد پخش سیلاب شناخته شد. از لحاظ شیب، بیشتر مناطق مناسب در شیب‌های کمتر از 3% قرار گرفت که نشان‌دهنده تأثیر به‌سزای این عامل در اجرای پخش سیلاب است. استعداد دشت مشهد در پخش سیلاب، پس از حذف مناطق مستثنیات (8/40 درصد از کل اراضی)، در چهار کلاس نامناسب، نسبتاً مناسب، مناسب و کاملاً مناسب تعریف شد که به‌ترتیب 7/2، 9/25، 5/26 و 1/5 درصد از مساحت دشت را شامل می‌شود.