تحقیق برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده های ماهواره ای 13 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
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. ‏
‏كلمات كليدي‏: ‏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 تحقيق:
‏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