پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز
سال:1389 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

در سالهای اخیر، وقوع زمین لغزشها در مناطق مختلف کشور به دلایل گوناگون از جمله تغییر در استفاده از زمین و احداث جاده افزایش یافته است. از این رو بررسی و تحقیق در خصوص این پدیده، ارزیابی عوامل موثر و همچنین شناسایی مناطق حساس برای پیشگیری یا اجتناب از خسارات ناشی از آن به خوبی احساس می شود. به همین منظور تحقیق حاضر در حوزه سد ایلام با مساحتی حدود 476 کیلومتر مربع انجام گرفت. در مراحل اولیه این تحقیق پس از بررسیهای میدانی، 7 عامل سنگ شناسی، شیب دامنه، جهت دامنه، فاصله از گسل، جاده، شبکه زهکشی و کاربری اراضی به عنوان عوامل موثر اولیه در وقوع زمین لغزش های منطقه تشخیص داده شدند. سپس لایه های اطلاعاتی مربوطه در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی و با استفاده از نرم افزار Arc view تهیه و هر کدام از این لایه ها با لایه اطلاعاتی پراکنش زمین لغزش ها قطع داده شد. تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده نشان داد، عامل جهت دامنه تاثیر کمی در وقوع زمین لغزشهای منطقه دارد. سپس با استفاده از 6 عامل باقی مانده نقشه واحدهای همگن تهیه و به منظور کمی کردن عوامل و وزن دهی آنها از درصد سطح لغزش یافته در واحدهای مختلف استفاده شد. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از رگرسیون چند متغیره انجام گرفت. در نهایت مدلی با حذف عامل فاصله از گسل و کاربری اراضی برای منطقه ارائه گردید، که در آن عوامل جاده، شیب، شبکه زهکشی و زمین شناسی به ترتیب بیشترین تاثیر را روی زمین لغزشهای رخ داده داشته اند.

ساخت جاده های جنگلی در واقع دخالت در طبیعت ناشناخته جنگل است که منجر به بهم زدن تعادل طبیعت منطقه می شود، مطالعه دقیق مشخصات مکانیک خاک می تواند در انتخاب تکنیک های مناسب جاده سازی و اجرای عملیات ساختمانی آن مفید باشد. تحقیق حاضر به دلیل وجود مشکل لغزش در جاده های جنگلی انجام گرفت و هدف، بررسی برخی مشخصات مکانیکی خاک و تاثیر آن بر حرکت های توده ای بود. جهت انجام پژوهش دو منطقه لغزشی کنار جاده در پارسل های 105 و 107 سری یک حوضه آبخیز چفرود انتخاب شده و سپس به مساحی، اندازه گیری طول، حداقل و حداکثر عرض، ارتفاع تاج و شیب متوسط اقدام شد. برای بررسی خاک تعداد4 گمانه حفر گردید (2 گمانه در مناطق لغزشی و 2 گمانه در مناطق ثابت به عنوان شاهد) و نمونه ها جهت انجام آزمایش های مکانیک خاک برداشت شدند. آزمایش های خاک شامل حدود آتربرگ، بافت و دانه بندی بود که نتایج آن نشان داد خاک مناطق لغزشی دارای بافت SC و مناطق شاهد CH و CL هستند. به علت وجود ریزدانه در خاک مناطق لغزشی و جذب و نگهداری رطوبت توسط آن که از درصد بالای رطوبت طبیعی خاک منطقه مشخص است و همچنین نامناسب بودن جریان زهکشی خاک و انجام عملیات جاده سازی دچار تحریک و لغزش شده است.

عدم وجود و یا کمبود بسیار زیاد آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، کاربرد روش های تجربی مناسب را برای برآورد شدت فرسایش خاک و رسوب زایی الزامی می نماید. در این تحقیق، واسنجی نسخ مختلف رابطه جهانی هدررفت خاک شامل EUSLE، USLE-M، AOF، MUSLE، MUSLT و TAM در حوزه آبخیز چهل گزی سد قشلاق استان کردستان در مقیاس رگبار پس از ارزیابی عملکرد آنها مد نظر قرار گرفت. برای این منظور کلیه متغیرهای مورد نیاز و ورودی مدل های مذکور برای حوزه چهل گزی محاسبه و به منظور اجرای مدل های آماری مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از کاربرد هر یک از مدل ها با مقادیر رسوب اندازه گیری شده 11 رگبار مقایسه و نهایتا کارآیی مدل های مذکور در حوزه مورد بررسی ارزیابی شد. نتایج آزمون های بررسی همبستگی، واسنجی های انجام شده و همچنین t جفتی، ضمن تایید ارتباط خوب برآوردهای بسیاری از مدل ها با یکدیگر نمایانگر عدم توانایی کلیه مدل های مذکور به جز مدل های واسنجی شده TAM و MUSLE-S در برآورد رسوب ناشی از رگبارها در حوزه مورد مقایسه بوده اند.

با توجه به اثرات زیان بار خشکسالی، شناخت سنجه های فراوانی جریان های حداقل، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تجزیه و تحلیل جریان های حداقل روشی در برآورد خشکسالی هیدرولوژیک می باشد. از بین روش های برآورد در مناطق فاقد آمار کافی، آنالیز منطقه ای جریان های حداقل، روش مناسبی است که متکی بر آمار واقعی بوده، لذا نتایج بدست آمده با این روش با ضریب اطمینان بیشتری همراه است. در این مطالعه از داده های 19 ایستگاه هیدرومتری واقع در شمال شرق خراسان رضوی برای تحلیل جریان های حداقل استفاده و ضمن محاسبه سری های جریان حداقل سالانه با تداوم های 7، 15 و 30 روزه، هشت تابع توزیع آماری داده ها برازش داده شد و توزیع لوگ پیرسون تیپ III به عنوان توزیع مناسب منطقه ای انتخاب گردید. همچنین 16 پارامتر فیزیوگرافی، اقلیمی و زمین شناسی برای حوزه های منتخب تعیین گردید. از روش تجزیه و تحلیل عاملی برای انتخاب متغیر های مستقل استفاده شد. نتایج حاصله نشان داد که از 16 پارامتر ورودی، 3 ویژگی مساحت، بارندگی متوسط سالانه و درصد سازند نفوذپذیر به عنوان مهم ترین عوامل خشکسالی هیدرولوژیک شناخته شدند که 79% واریانس را توضیح می دهند. با استفاده از روش تجزیه و تحلیل خوشه ای، دو منطقه همگن و کل منطقه مورد مطالعه با در نظر گرفتن سه عامل مذکور انجام پذیرفت. در نهایت مدل هایی برای تداوم های مختلف روزانه و دوره بازگشت های 2 تا 50 سال ارائه گردید. بررسی ها نشان می دهد که مدل های ارائه شده برای مناطق همگن دارای ضرایب تبیین بالا و خطای استاندارد کمتری نسبت به کل منطقه می باشد.

اساس و پایه مطالعات هیدرولوژی داده های آماری مورد قبول می باشد با توجه به خلاهای گسسته و پیوسته در اغلب داده های هیدولوژی مانند دبی رودخانه ها به دلیل عدم ثبت آمار، حذف آمار غلط و خرابی یا از بین رفتن دستگاه های اندازه گیری، تخمین و برآورد این داده ها ضروری می باشد. بدین منظور روش های متعددی برای تخمین داده ها وجود دارد که بسته به شرایط هر ایستگاه ممکن است یک روش خاص بهترین نتیجه را در پی داشته باشد. یکی از روش های جدید جهت تخمین داده های گم شده، استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی می باشد. این شبکه ها از یک لایه ورودی، یک یا چند لایه مخفی و یک لایه خروجی تشکیل می ش و د. در این مقاله روش شبکه های عصبی مصنوعی با روش های نسبت نرمال، محور مختصات (گرافیکی)، رگرسیون خطی ساده، رگرسیون خطی چند متغیره و خودهمبستگی سری های زمانی برای بازسازی داده های گم شده دبی ماهانه ایستگاه های هیدرومتری حوزه آبخیز کارون بزرگ مورد مقایسه قرار گرفته است. در هر روش پس از حذف داده های مشاهده ای، مقادیر آنها از طریق روش های مذکور برآورد شده و با استفاده از آماره ریشه میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) اولویت هر یک از روش ها مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده برتری روش استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در مقایسه با دیگر روش ها با درصد فراوانی 59.26 می باشد.

فرآیند بارش-رواناب هر حوزه آبریز، به طور عمده تحت تاثیر شرایط هیدرولوژیکی، ژئومورفولوژی و اقلیم منطقه است. میزان، توزیع و نوع بارش، پوشش گیاهی، خصوصیات فرآیند تجمع و ذوب برف، خصوصیات لایه خاک و سازندهای زمین شناسی از عمده عواملی هستند که میزان رواناب و مولفه های بیلان آب حوزه را تحت تاثیر قرار می دهند. یکی از عمومی ترین روش ها برای شناخت فرآیند بارش- رواناب، شبیه سازی آن با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی و تجزیه و تحلیل نتایج حاصله است. در این مطالعه سعی شده است با استفاده از مدل BROOK90، فرآیند بارش- رواناب حوزه، چگونگی تجمع و ذوب برف و همچنین مولفه های بیلان آب حوزه آبریز کورکورسر شبیه سازی شده و مورد واسنجی قرار گیرد و سپس تاثیر شرایط هیدرولوژیک و همچنین تاثیر تغییرات آب و هوایی بر فرآیند بارش- رواناب حوزه و مولفه های بیلان آب، بررسی و تجزیه و تحلیل گردد.

در این تحقیق مناسب ترین توزیع فراوانی جهت برآورد مقادیر دبی حداکثر لحظه ای سالانه با احتمالات وقوع مشخص انتخاب گردیده و روند تغییرات توزیع مناسب برازش یافته با داده ها با تغییرات طول دوره آماری در منطقه البرز مرکزی مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور در منطقه مورد مطالعه، ایستگاه های هیدرومتری را که دارای آمار طولانی تر و کامل تری نسبت به سایر ایستگاه ها بودند انتخاب و آمار دبی حداکثر لحظه ای سالانه آنها مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی و تکمیل داده ها آمار هر ایستگاه به دوره های آماری 10، 15 و 20 ساله تقسیم شد. در هر ایستگاه 11 سری آماری 10 ساله، 6 سری آماری 15 ساله و یک سری آماری 20 ساله و در کل منطقه 414سری آماری تجزیه و تحلیل شدند. با آنالیز داده ها در سری های زمانی مذکور در محیط نرم افزار HYFA برای هر ایستگاه در سری های زمانی مذکور با توجه به خروجی برنامه و آزمون برازش نکویی مجذور میانگین انحرافات نسبی (حداقل مربعات) بهترین توزیع فراوانی انتخاب شد. بر اساس نتایج بدست آمده و فراوانی نسبی رتبه های اول در سری آماری 10 ساله توزیع لوگ پیرسون تیپ سه (روش گشتاور معمولی) با فراوانی 45.4 درصد اولین توزیع فراوانی و توزیع پیرسون تیپ سه (روش گشتاور معمولی) با فراوانی 13.8 درصد دومین توزیع بوده است. در سری آماری 15 ساله توزیع لوگ پیرسون تیپ سه (روش گشتاور معمولی) با فراوانی 35.5 درصد و روش دو پارامتری گاما (روش بیشینه درست نمایی) با فراوانی 25.3 درصد دومین توزیع بوده است. در سری آماری 20 ساله توزیع لوگ پیرسون تیپ سه (روش گشتاور معمولی) با فراوانی 47.8 درصد اولین توزیع فراوانی و توزیع لوگ نرمال دو پارامتری با فراوانی 25.3 (روش بیشینه درست نمایی) دومین توزیع فراوانی بوده است. نتایج بررسی روش های بیشینه درست نمایی و گشتاور معمولی با توجه به رتبه های اول نشان داد که در روش گشتاور معمولی در همه سری های آماری توزیع لوگ پیرسون تیپ سه بیشترین فراوانی را دارد و در روش بیشینه درست نمایی در سری آماری 10 و 15 ساله توزیع گامای دوپارامتری و در سری آماری 20 ساله توزیع لوگ نرمال 3 پارامتری بیشترین فراوانی را دارند.