لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 10 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی بااستفاده از مدل MPSIAC (مطالعه موردی :حوزه آبخیز زیارت استان گلستان)
برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی بااستفاده از مدل MPSIAC (مطالعه موردی :حوزه آبخیز زیارت)
چکیده
آثار سوء پدیده فرسایش در کوتاه مدت ممکن است چندان چشمگیر و محسوس نباشد، ولی در بلند مدت محسوس خواهد بود. فرسایش و هدررفت خاک یکی از عوامل اصلی در کاهش حاصلخیزی خاک، کاهش محصول، رسوب مواد در آبراهه ها ، کانالهای آبیاری و رودخانه ها، کاهش ظرفیت مخازن سدها وکاهش عمر آنها ، وقوع سیل وآلودگی محیط زیست و مسدود شدن راهها میشود. تخمین مقدار رسوبدهی حوضه های آبخیز ،مقابله با خطرات ناشی از تجمع رسوب در سازه های آبی و مخازن سدها از اهداف اساسی در مدیریت منابع آب می باشد. این تحقیق با هدف برآورد فرسایش و رسوب حوزه آبخیز زیارت واقع در استان گلستان با مساحتی بالغ بر73/98 کیلومترمربع با استفاده ازتکنیک های RS, GIS ومدلMPSIACانجام گرفته است. مدل MPSIAC وضعیت فرسایش وتولید رسوب رادرهر واحد کاری بر حسب شدت و ضعف نقش 9 عامل محیطی مشتمل برزمین شناسی، خاکشناسی ، اقلیم، رواناب ، توپوگرافی، پوشش زمین، کاربری اراضی، فرسایش سطحی و فرسایش رودخانه ای بررسی می کند. در این تحقیق، لایه های مربوط به عوامل مدل در محیط GISتهیه شد و نهایتا" با استفاده از تحلیلهای مکانی و همپوشانی لایه های اطلاعاتی مقدار رسوب 79/22043 تن در سال برآورد گردید. برای محاسبه فرسایش ویژه از ضریبSDR(نسبت تحویل رسوب )استفاده شد و میزان فرسایش برای حوزه مورد نظر 58/698 تن در سال بدست آمد. طبقه بندی کیفی حوزه بر اساس راهنمای مدل MPSIACنشان می دهدکه بخش اعظم حوزه در کلاس فرسایشی متوسط قرار می گیرد. مقدار رسوب ایستگاه هیدرومتری 23/18582 تن در سال بوده است. تقارب نتایج ضبط شده در ایستگاه هیدرومتری با نتایج حاصله از مدل مورد بررسی نشان می دهد که با استفاده ازبرخی مشاهدات صحرائی و تصاویرماهواره ای(به خصوص درصورت صعب العبوربودن منطقه) می توان مقدار رسوب را در حوزه مورد مطالعه با دقت بالائی برآورد نمود تا در راستای برنامه های مدیریتی و آبخیزداری مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: فرسایش،رسوب، داده های ماهواره ای ، MPSIAC، GIS
مقدمه
فرسایش و رسوبزایی یکی از مشکلات مهم در مدیریت حوزه های آبخیز کشور می باشد. فرسایش و پیامد های ناشی از آن، با تشدید بهره برداری انسان از طبیعت از اوائل قرن بیستم، اثرات منفی خود را براکوسیستم حیاتی وارد ساخته است.عامل اصلی آن افزایش جمعیت و استفاده بیش از حد از زمین است. به منظور اجرای برنامه های حفاظت و کنترل فرسایش خاک و کاهش رسوبدهی ضرورت دارد که حجم کل بار رسوبی و شدت فرسایش پذیری در یک حوزه آبخیز ارزیابی و برآورد گردد و عوامل مؤثردر فرسایش حوزه شناسایی گردند. بطوریکه شناسایی این عوامل ما را در انتخاب راهکار های مناسب جهت کنترل فرسایش و حفظ منابع طبیعی یاری نماید. لذا تحلیل و برآورد میزان فرسایش و رسوب ، تهیه نقشه شدت فرسایش ، بررسی عوامل خطر فرسایش و ارائه راهکار های مدیریتی با توجه به روند فزآینده فرسایش خاک و مساحت وسیع اراضی وگاهی صعب العبور بودن مناطق، با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور وسامانه اطلاعات جغرافیایی امری ضروری به نظر می رسد(جهان سیر،1380). در این راستا حوزه آبخیز زیارت نیز با سطح معادل 73/98کیلومترمربع واقع در استان گلستان به دلیل اهمیت ویژه اش در تامین آب شهری، دارا بودن ویژگیهای توریستی وگردشگری، از سوی دیگر به دلیل تبدیل کاربری اراضی جنگلی به کاربری های مسکونی وکشاورزی و شرایط بهره برداری نادرست از زمین های کشاورزی مانند ساختمان سازی، تاسیسات و جاده ها، وقوع سیلاب های شدیددر چند سال اخیر، بررسی وضعیت فرسایش و رسوبدهی را در آن را امری اجتناب ناپذیر ساخته است. از طرفی شیب دامنه ها در منطقه زیاد بوده و تاحدودی امکان انجام عملیات صحرایی را با مشکل روبرو می کند. مدیریت اصولی این مناطق به اطلاعات کمی، به هنگام و دقیق نیاز دارد. یکی از روشهای دسترسی به این اطلاعات و مکان یابی مناطق پر خطر فرسایشی،استفاده از داده های ماهواره ای است.
شرستا و همکاران(1996) با انجام یک مطالعه موردی در منطقه یوتا در تایلند میزان نرخ فرسایش خاک را با استفاده از مدلUSLE -Universal Soil Loss Equation
و با استفاده از سیستم های GISوRS مورد بررسی قرار دادند که میزان نرخ فرسایش را از 0 تا 32/279 برآورد نمودند. در تحقیقی که توسط گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه آنکارا در سال1996بر روی مقدار کمی فرسایش بااستفاده از RSو GISدر حوزه کوبوک آنکارا انجام شد، مقدار خاک هدررفته، 08/12 تن در هکتار در سال بر آورد گردید.
دانیل و همکاران (1998)اقدام به تهیه نقشه پهنه بندی خطر فرسایش درایالت پسیفیک واشنگتن نمودند واز محیط GIS(نرم افزار (ERDASدر تهیه نقشه تفکیکی مناطقی با خطر فرسایش و از داده های رقومی تصاویرسنجنده TMاستفاده کردند.
کوخ وشرستا(2001)با استفاده از تصاویر ماهواره ای اقدام به پهنه بندی فرسایش و کاربری اراضی در حوزه خولا کشور نپال نمودند و درنهایت مقدار فرسایش خاک را به میزان 01/0تا4/0 تن درهکتاردرسال در اراضی با کاربری کشاورزی و آبی ودر نهایت میزان فرسایش خاک را 6/12تن درهکتاربرآوردکردند.
حمیدی فر و همکاران (1384) ضمن تهیه نقشه کاربری و فرسایش در دو مقطع زمانی سالهای 81-67 با استفاده ازتصاویررقومیTMوETM+ و مقایسه آن با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رودخانه در ایستگاههای مختلف، امکان بررسی وضعیت حوزه آبخیز کرخه را مهیا کردند. رحمانی و همکاران(1384) از داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از مدل -Modified Pasific Southwest Inter Agency Committee
MPSIAC در حوزه آبخیز شرفخانه- شبستر استفاده کردند ووجود همبستگی بالای این مدل با رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه هیدرومتری(تقریبا"89%) را نشان دادند. راستگوو همکاران(1385) مقدار فرسایش و رسوب حوزه آبخیز تنگ کنشت با مدل های MPSIAC و -Erosion Potential Method
EPM را به کمک GIS برآورد کردند ونتیجه گرفتند که مدلMPSIAC نتایج بهتری را نسبت به مدل EPM برای حوزه موردنظر ارائه داده است.
هدف از این تحقیق بر آورد فرسایش و رسوب با داده های ماهواره ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از مدل MPSIACدر حوزه آبخیز مورد نظر و بررسی میزان همخوانی رسوب برآورد شده از طریق مدل تجربی MPSIACبا رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه رسوب سنجی نهارخوران، شناسایی و اولویت بندی عوامل خطر به ترتیب اهمیت آنها بوده است.
مواد وروشها
موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز زیارت با مساحت9873 هکتار ، یکی از زیر حوزه های رودخانه قره سو می باشد که در جنوب شهرگرگان واقع شده است (شکل1). این حوزه در محدوده جغرافیایی"55 '23 ˚54 تا "10 '31 ˚54 طول شرقی و
"58 '36 ˚36 تا "11 '46 ˚36 عرض شمالی قرار گرفته است. متوسط نزولات منطقه 575 میلیمتر و متوسط دما5/7درجه سانتیگراد است. پایین ترین نقطه آن 550 مترو بالاترین نقطه آن2950 متر ارتفاع دارد. براساس مطالعات فیزیوگرافی حوزه آبخیز زیارت به6 زیرحوزه فرعی سوته رود، آبشار، سفیدآب، ناتکه، خالودره و میدان تقسیم شده است. شیب متوسط حوزه 18/48 است که میزان بالای آن در رسوبدهی و ایجاد انواع فرسایش و حرکات توده ای نقش زیادی دارد. سازندهای سنگی حوزه زیارت شامل سازند خوش ییلاق، سازند لار، دونین- کربونیفر، سازندمبارک، سازند شمشک و شیست گرگان می باشد. محدوده مورد نظرتماما" از بخش کوهستانی و ارتفاعات تشکیل شده است. گونه های مرتعی چون بروموس – آچیلا و جانی پروس سابین گونه های جنگلی مانند توسکا، ممرز، بلوط، راش، انجیلی و نمداررا رویشگاه حوزه راتشکیل داده است وسطح حوزه آبخیز از کاربری های جنگل، مرتع، اراضی کشاورزی، باغات ودیمزارهای رها شده و مناطق مسکونی پوشیده شده است(مهندسین مشاور گلستان،1375).
شکل1- موقعیت حوزه زیارت در استان گلستان
روش تحقیق:
برای ارزیابی فرسایش و رسوب در این حوزه آبخیز و بررسی فاکتورهای نه گانه مدلMPSIAC،مراحل تحقیق را
می توان به شرح ذیل خلاصه نمود.
1) بازدید های میدانی برای تعیین نقاط کنترل زمینی
2) تهیه داده های مکانی شامل نقشه های پایه برای انجام تحقیق
3) استخراج داده ها از تصاویر ماهواره ای ETM+2002
4) آنالیز داده های ماهواره ای با نرم افزار های Ilwis, Arcview
در مرحله بعدی عوامل نه گانه فرسایش در حوزه آبخیز مورد نظر تهیه و ارزش گذاری آنها به شرح زیر صورت گرفت:
الف: عامل زمین شناسی
در مدل MPSIACبرای این عامل ضریبی اعمال نمی شود،یعنیY1=X1. بر مبنای نقشه زمین شناسی 1:100000که توسط سازمان زمین شناسی و معادن کشور منتشر شده، تشکیلات و سازند های حوزه آبخیز استخراج ودرمحیطGIS واحدها رقومی شد. سپس براساس حساسیت سازندها به فرسایش امتیاز بین 1 تا10 داده شد و به صورت رستری جهت تحلیل های بعدی آماده گردید.
(معادله1) X1=Y1
ب: عامل خاک
برای ارزیابی این عامل ازنقشه قابلیت اراضی به منظور تعیین فاکتور فرسایش پذیری خاک(K) استفاده گردید. بعد از محاسبه فاکتور فرسایش پذیری خاک در هر یک از اجزای واحد اراضی، مساحت تحت اشغال درآنها مشخص و متوسطK از طریق میانگین وزنی محاسبه شد. با استفاده از معادله ذیل درجه نهایی این عامل تعیین گردید.
(معادله2) X2=16.67K
که K فاکتور فرسایش پذیری متوسط خاک است.
ج: عامل اقلیم
دسته بندی | زمین شناسی |
بازدید ها | 44 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 177 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 145 |
حوزه آبخیز رودخانه بیرجند در استان خراسان جنوبی قرار گرفته است. این رودخانه از ارتفاعات شرق بیرجند سرچشمه گرفته و بعد از عبور از شهر بیرجند به سمت غرب جریان مییابند و بعد از پیوستن چندین رودخانه دیگر به آن با نام رود شور بیرجند سیلاب آنها به کویر لوت میریزد.
رودخانه بیرجند خشکرودی فصلی است و دبی آن در محل خروج از دشت حدود 300 لیتر در ثانیه گزارش شده است و با توجه به آمار هواشناسی (2003-1956) متوسط دمای سالانه آن 4/16 درجه و متوسط بارندگی سالانه آن 91/170 میلیمتر برآورد شده است.
قدیمیترین سازندهای حوزه متعلق به دوران دوم زمینشناسی، از آمیزههای رنگین، آهک و پریدونیت تشکیل شده و بیشتر در ارتفاعات جنوبی رخنمون دارند. سازندهای دوران سوم از توف آندزیت، آهکهای فومولیتی، مارن و کنگلومرا تشکیل شده و در ارتفاعات شمال و شرق حوزه دیده میشوند.
فرسایش و کاهش حاصلخیزی خاک از جمله مسائلی است که دستیابی به توسعه کشاورزی پایدار و حفظ محیط زیست را با مشکل روبرو میسازد. شناخت و بررسی ساز و کار فرسایش در حوزههای آبخیز و جلوگیری از به هدر رفتن یکی از غنیترین و با ارزشترین منابع طبیعی کشور یعنی خاک و مبارزه با این فرایند اهمیت زیادی دارد. عملکرد وسیع فرایندهای هوازدگی و فرسایش سیلابهای فصلی که به علت عدم پوشش گیاهی مناسب در طی زمان ایجاد میشود سبب تغییرات وسیعی در ساختمان ژئومورفولوژی این حوزه گردیده است علاوه بر عوامل اقلیمی و محیطی استفاده منطقی انسان از طبیعت و مسائل سنتی کشاورزی و چرای بیرویه باعث تسریع فرسایش و تغییرات ژئومورفولوژیکی حوزه شده است. فرسایش خاک و سپس کاهش بیش از اندازه منابع طبیعی در آینده باعث بروز بحران در حوزههای آبخیز خواهد شد. دورنمای کاهش بحران هنگامی میتواند به چشم آید که انسان امروز به پیشگیری بپردازد و آن استفادهای را از طبیعت به عمل آورد که ویژگیهای طبیعی سرزمین دیکته مینماید و بعد این ویژگیها را با نیازهای اقتصادی و اجتماعی خود وفق دهد برای برنامهریزی جهت توسعه پایدار و جلوگیری از فرسایش باید نقش هر کدام از عوامل طبیعی و انسانی مشخص گردد و با توجه به آن عوامل اقدامات آبخیزداری در حوزهها انجام پذیرد.
یکی از زیر حوزههای رودخانه بیرجند حوزه آبخیز بند دره است که در جنوب و در ارتفاعات باختران قرار دارد در این حوزه بندی قدیمی به همین نام وجود دارد که براثر فرسایش و رسوبات سطح دریاچه آن پیر شده و عملاً مورد استفاده قرار نمیگیرد. از آنجا این بند یکی از میراثهای تاریخی است و همچنین جنبه تفرجگاهی دارد لذا در وهله اول نیازمند انجام اقدامات آبخیزداری برای جلوگیری از فرسایش و ایجاد رسوب و سپس خارج کردن رسوبات از آن ضروری به نظر میرسد. و در این تحقیق به بررسی وضعیت فرسایش به روش پسیاک در این حوزه مورد بررسی قرار میگیرد
فهرست مطالب
1ـ1 طرح مسأله
2ـ1 فرضیهها
3ـ1 ضرورت و اهداف تحقیق
4ـ1 روش تحقیق
5ـ1 پیشینه تحقیق
6ـ1 موقعیت حوزه مورد مطالعه
3ـ2 چینهشناسی و سنگشناسی
چینهشناسی بلوک لوت در زمان کرتاسه
چینه شناسی منطقه فلیش در کرتاسه
1ـ محدوده تحت پوشش افیولیت و مخلوط در هم رنگین
2ـ محدوده تحت پوشش رسوبات فلیش
3ـ محدوده تحت پوشش سنگهای آذر آواری جوانتر از افیولیت
3-2 زمینشناسی تاریخی
1ـ مزوزوئیک
اما کرتاسه
2ـ سنوزوئیک
1ـ2 ترشیری
1ـ1ـ2 پالئوژن
2ـ1ـ2 نئوژن
2ـ2 کواترنر
4-2 فرسایشپذیری واحدهای سنگی
2ـ3 آب و هوای منطقه
3ـ3 بارندگی
1ـ3ـ3 توزیع ماهانه بارندگی
2ـ3ـ3 توزیع فصلی بارندگی
3ـ3ـ3 شدت بارندگی
4ـ3 دما
5ـ3 رطوبت نسبی
6ـ3 باد
7ـ3 یخبندان
8ـ3 میانگین متحرک
9ـ3 شاخص بارندگی
10ـ3 تبخیر
11ـ3 ساعات آفتابی
12ـ3 نیپ اقلیمی
1ـ12ـ3 ضریب خشکی دمارتن
2ـ12ـ3 ضریب رطوبتی ایوانف
3ـ12ـ3 سیستم طبقهبندی کوپن
13ـ3 نمودارهای اقلیمی
1ـ13ـ3 نمودار اقلیمی آمبروترمیک
2ـ13ـ3 نمودار کلیماگراف
3ـ13ـ3 اقلیم نمای آمبرژه
14ـ3 نتیجهگیری
1ـ1ـ4 روش کتاین
2ـ4 زمان تمرکز
1ـ2ـ4 روش کالیفرنیا
3ـ4ـ تحلیل وقوع بارندگی 24 ساعته در حوزه رودخانه بیرجند
1ـ3ـ4 روش تجربی گامبل
2ـ3ـ4 روش تئوری گامبل
4ـ4 توزیع آماری گاما
5ـ4 بارندگی 6 ساعته با دوره برگشت 2 ساله
6ـ4 کمبود آب ماهانه
1ـ7ـ4 منابع آب سطحی
2ـ7ـ4 منابع آب زیرزمینی:
2ـ5 طبقهبندی خاکها
الف Gypsiorthids
ب calciorthids
2ـ2ـ5 خاکهای رده انتی سول Entiosols
الف ـ زیر رده psamments
ب ـ زیر رده orthents
3ـ5 پوشش گیاهی
1ـ3ـ5 پوشش گیاهی بیابانی و کویری
2ـ3ـ5 پوشش گیاهی کوهپایهای
3ـ3ـ5 پوشش گیاهی کوهستانی
4ـ4 تیپ اراضی
1ـ4ـ5 کوهها
ـ واحد 1ـ1
2ـ4ـ5 تپهها:
3ـ4ـ5 فلاتها و تراسهای فوقانی:
4ـ4ـ5 دشتهای دامنهای:
5ـ4ـ5 دشتهای رسوبی و رودخانهای:
6ـ4ـ5 واریزههای بادبزنی شکل سنگریزهدار
7ـ4ـ5 آبرفتهای بادبزنی شکل سنگریزهدار:
8ـ4ـ5 اراضی مخلوط:
1ـ6 مقدمه:
2ـ6 بررسی علل تغییرات ژئومورفیک در حوزه:
3ـ6 توپوگرافی
4ـ6 ژئومورفولوژی ساختمانی
1ـ4ـ6 اثرات نیروهای تکتونیکی بر مورفولوژی منطقه:
4ـ6 زمین لرزه:
1ـ رخساره توده سنگی:
6ـ6 ویژگیها و خصوصیات مورفومتری حوزه
1ـ6ـ6 ویژگیهای ناهمواری حوزه:
2ـ1ـ6ـ6 ضریب ناهمواری حوزه:
2ـ6ـ6 ارتفاعات حوزه و توزیع ارتفاعات
1-2-6-6 منحنیهای هیپسومتری:
2ـ2ـ6ـ6 منحنی سیکل فرسایش و ضریب انتگرال هیپسومتریک:
3ـ2ـ6ـ6 نمودار اکتی متری حوزه
3ـ6ـ6 شیب متوسط حوزه
1ـ3ـ6ـ6 شیب متوسط وزنی حوزه آبخیز بیرجند:
4ـ6ـ6 ویژگیهای خطی شبکه آبراهههای حوزه
1ـ4ـ6ـ6 رابطه بین رتبه و تعداد شاخههای رود:
2ـ4ـ6ـ6 نسبت انشعاب
3ـ4ـ6ـ6 رابطه بین رتبه و طول شاخههای رود
4ـ4ـ6ـ6 تراکم شبکه رودخانه
5ـ4ـ6ـ6 طول و نیمرخ طولی آبراهه
6ـ4ـ6ـ6 ضریب ثابت پایداری آبراهههای حوزه
5ـ6ـ6 ویژگیهای مسطحاتی حوزه:
1ـ5ـ6ـ6 مساحت حوزه:
5ـ6ـ6 محیط حوزه:
3ـ5ـ6ـ6 شکل حوزه:
6ـ6ـ6 سیستم زهکشی غالب حوزه:
1ـ6ـ6ـ6 الگوی زهکشی موازی
2ـ6ـ6ـ6 الگوی زهشکی درختی:
3ـ6ـ6ـ6 الگوی زهکشی شعاعی:
7ـ6ـ6 نیمرخ دامنههای حوزه
1ـ7ـ6ـ6 دامنه منظم
2ـ7ـ6ـ6 دامنههای نامنظم
3ـ7ـ6ـ6 دامنه محدب
4ـ7ـ6ـ6 دامنههای مقعر
5ـ7ـ6ـ6 دامنههای مرکب
2ـ7 فرسایش
3ـ7 بررسی سیکل فرسایش حوزه به روش دیویس
4ـ7 انواع فرسایش آبی در حوزه
1ـ4ـ7 فرسایش بارانی
2ـ4ـ7 فرسایش شیاری
3ـ4ـ7 فرسایش خندقی
4ـ4ـ7 فرسایش سیلابی
5ـ4ـ7 فرسایش کنار رودخانهای
6ـ4ـ7 فرسایش انسانی (انتروپیک)
5ـ7 مدل فرسایشی M.psiac
1ـ5ـ7 نتایج حاصل از جمعبندی عوامل نهگانه روش پسیاک در حوزه
1ـ6ـ7 تعیین ضریب استفاده از زمین یا xa
2ـ6ـ7 محاسبه شیب متوسط حوزه آبخیز
3ـ6ـ7 Y یا ضریب حساسیت خاک به فرسایش
4ـ6ـ7 فرسایش ویژه
5ـ6ـ7 ضریب رسوبدهی حوزه آبخیز بند دره