بررسی رابطه بین واحدهای ژئومورفولوژی و اشکال فرسایشی در حوضه آبخیز رودخانه سقز با استفاده از GIS و RS

مقدمه

      افزایش جمعیت و تغییر در الگوی مصرف مردم، بهره برداری بیشتر از منابع طبیعی خدادادی آب و خاک کشور را ایجاب می نماید. از سوی دیگر محدودیت منابع باعث می گردد تا در ازای این افزایش تقاضا، افزایش بهره وری و بالا بردن راند مان تولید به عنوان یک ضرورت اساسی مطرح گردد. اگرچه در دهه های اخیر افزایش بهره وری با اتکاء به رشد و توسعه علوم آب و خاک دچار تحولات شگرفی گردید، ولی متاسفانه تاکنون نتوانسته است جایگزین روش ساده افزایش بهره وری به ازای فزایش نیاز گردد. حاصل این کاستی ، تشدید فرسایش و هدر رفت بخش زیادی از منابع آب و خاک وپوشش گیاهی کشور بوده که از عوارض آن می توان به نابودی عرصه های جنگلی، سیر قهقرایی مراتع، کاهش حاصلخیزی اراضی، بیابانی شدن عرصه های منابع طبیعی و کشاورزی اشاره نمود.

      بنابراین توجه جدی به مسایل فرسایش یکی از موضوعات مهم در محافل علمی و مورد عنایت محققین می باشد. یکی از موضوعاتی که در مسایل فرسایش مورد توجه قرار می گیرد بررسی اشکال فرسایش        می باشد. همانگونه که اشاره شد استفاده ناصحیح از منابع آب و خاک باعث تشدید فرسایش و ایجاد لند فرمهای متنوعی می شود. این اشکال را می توان با توجه به عوامل عمده پدیدآورنده آنها به دو دسته فرسایش آبی و بادی تقسیم نمود. فرسایش آبی بیشتر اشکالی مانند فرسایش خندقی ، فرسایش کنار رودخانه ای، فرسایش هزار دره و فرسایش بادی نیز نهشته های بادی و عوارض ماسه ای را ایجاد میکند.از آنجاییکه هر کدام این اشکال نشان دهنده میزان تخریب و فرسایش در سطح زمین می باشند بنابراین با پی بردن به   محدوده هایی که این اشکال ظهور پیدا می کنند علاوه بر اینکه می توان بررسی های دقیق برروی آنها انجام داد،برای آینده نیز چشم انداز و نگرش واقع بینا نه تری برای مقابله با این اشکال پیدا نمود. بدون شک بررسی وضعیت کلیه اشکال فرسایش با اندازه گیریها و مشاهدات صحرایی نیازمند صرف وقت ، انرژی و اعتبار بالا ست، که عملاً بسیار مشکل می باشد. در عین حال بررسی پژوهشهای انجام شده در زمینه کاربردهای تصاویر ماهواره ای نشان می دهد، که بکارگیری روشهای پردازش رقومی اطلاعات ماهواره ای می توانند در دستیابی به اهداف این طرح و شناخت اشکال فرسایشی موثر باشد. زیرا تصاویر ماهواره ای به دلیل داشتن سری های زمانی ، هزینه کم ، پوشش زیاد و قابلیت پردازش رقومی می توانند اطلاعات مناسبی از وضعیت اشکال فرسایش در اختیار ما قرار دهند.

اهداف تحقیق:

1) شناسایی اشکال فرسایشی حوضه مورد مطالعه

2) تعیین گستره و نوع هر کدام از اشکال فرسایشی در واحدهای ژئومورفولوژی و ارتباط آن با این واحدها.

3) معرفی واحدهای ژئومورفولوژی که می توانند بیشترین سهم را در فرسایش حوضه داشته باشند.

4) تهیه نقشه ژئومورفولوژی.

روش تحقیق:

1- جمع آوری و تهیه اطلاعات و آمار مربوط به منطقه مشتمل بر اطلاعات و آمار مربوط به هواشناسی و اقلیم، توپوگرافی و زمین شناسی، ژِِِِِِِِئومورفولوژی، خاکشناسی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و هیدرولوژی با استفاده از نتایج طرحهای توجیهی، تفصیلی و اجرایی انجام شده در منطقه تحقیق توسط واحدهای اجرایی واحد مدیریت آبخیز سازمان جهاد کشاورزی استان کردستان، سازمان آب منطقه ای کردستان و ادارات کل منابع طبیعی ، محیط زیست و هوا شناسی کردستان.

2- مرور منابع و بررسی نتایج پژوهشی و مطالعاتی پیشین انجام شده در رابطه با موضوع تحقق با استفاده از منابع کتابخانه ای در دانشگاهها و غیره.

3- جمع آوری و تهیه نقشه های پایه مورد نیاز شامل  نقشه های موقعیت مکانی تحقیق، توپوگرافی و فیزیوگرافی (شیب، ارتفاع، شبکه آبراهه ها)زمین شناسی و تصاویر ماهواره ای لندست

4- وارد کردن نقشه های پایه و تصاویر ماهواره به محیط GIS .

5- انجام تصحیحات هندسی و رادیومتریک تصاویر ماهواره ای.

6- انجام پردازش های لازم بر روی تصاویر ماهواره ای.

7- مشخص کردن اشکال فرسایش آبی در منطقه تحقیق.

8- تهیه نقشه ژئومورفولوژی.

9- تلفیق لایه های اطلاعاتی ژئومورفولوژی و اشکال فرسایش.

10- تهیه گزارش نهایی. 

 تعداد صفحات 170 word

فهرست

فصل اول:کلیات تحقیق

اهدافپیشینه تحقیقروش تحقیقبیان مسئله

1-5- فرضیات

1-6- مسائل و مشکلات تحقیق                                

1-7- موقعیت جغرافیایی حوضه مورد مطالعه

فصل دوم :اصول سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای

مقدمه

2-1-1 تعریف سنجش از دور

2-1-2- سیستم سنجش از دور

2-1-2-1 انرژی الکترومغناطیسی

2-1-2-2- طیف الکترو مغناطیسی

2-1-3- اصول تابش و منابع انرژی

2-1-4- توان تفکیک زمانی

2-1-5- توان تفکیک فضایی(مکانی)

2-1-6- انواع ماهواره ها

2-1-7- ماهواره های منابع زمینی

2-1-8-  ماهواره های لندست

2-1-9- مدار گردش ماهواره های لندست

2-1-10-  سنجنده های لندست

2-1-11- تصاویر رقومی

2-1-12- مشخصات تصاویر ماهواره ای منطقه مورد مطالعه

2-2-13- خصوصیات تصاویر رقومی

2-2- مواد و روش ها

-2-2- 1- اصلاح تصویر

2-2-1-1-  خطای جا افتادگی خطی

2-2-1-2-  خطای

2-2-1-3-  خطای اتفاقی

2-2-1-4-  خطای انحراف خطوط

2-2-2-5-  خطای اثرات جوی

2-2-1-6-  خطاهای اعوجاجهای هندسی

2-2-2- بررسی کیفیت تصاویر ماهوارهای

2-2-3-  تصحیح اثرات پخش اتمسفری

2-2-4-  تصحیح خطاهای هندسی

2-2-5-  بارز سازی تصویر

2-2-5-1- بهبود کنتراست در درجات خاکستری تصویری

2-2-6-  شاخص پوشش گیاهی

2-2-7-  تصاویر رنگی مرکب

فصل سوم:زمین شناسی

مقدمه

3-1- زمین شناسی ساختمانی (تکتونیک منطقه)

3-1-1- مورفولوژی

3-2-  چینه شناسی

3-3- سنگهای دگرگونه پرکامبرین

3-3-1-  واحد گنیسی PCgn

3-3-2-  واحد شیست PCsch

3-3-3- واحد متا ولکانیکPCv

3-3-4-  متاریولیت PCmr

3-4-  نهشته های آواری-آتشفشانی ائوسن

3-4-1- واحد متامورفیسمMTKSL

3-5- سنگهای آذرین درونی

3-5-1-  گرانیت – دیوریت g1

3-5-2-  گرانیتg  

3-5-3-  واحد گرانیت –گنیس g  - gn

فصل چهارم: هوا شناسی و اقلیم

مقدمه

4-1- عوامل کنترل کننده آب و هوای حوضه

4-1-1- عوامل محلی

4-1-2- عوامل بیرونی

4-1-3- سیستم های سینوپتیک برون حاره ای

4-1-4- بادهای محلی

4-2- ایستگاه های هوا شناسی منطقه مورد مطالعه

4-3-  بررسی ریزشهای جوی ایستگاههای حوزه مورد مطالعه

4-4-  بارش

4-4-1- رژیم بارندگی

4-5- رطوبت نسبی

4-6- درجه حرارت

4-6-1- میانگین درجه حرارت

4-6-2- میانگین حداکثر و حداقل درجه حرارت

4-6-3- حداکثر و حداقل مطلق درجه حرارت سالیانه

4- 7- یخبندان

4-8-  باد

4-9-  تعیین تیپ اقلیمی

فصل پنجم: فیزیوگرافی

مقدمه

5-1- شبکه آبراهه

      5-2-  مساحت حوضه

      5-3- محیط حوضه

      5-4- طول حوضه

     5-5- شکل حوضه

      5-6- ارتفاع حوضه (پستی و بلندی)

     5-7- شیب حوضه

     5-8- جهت شیب

فصل ششم: پوشش گیاهی

مقدمه

     6-1- پوشش گیاهی

    6-2- جنگل

    6-3- تیپ های مرتعی استان

    6-4- تیپ های مرتعی حوضه مورد مطالعه

6-4-1- تیپ کما – جاشیر – گون

6-4-2- تیپ گون – علف

6-4-3- تیپ گون – زرشک

6-4-4- تیپ جاشیر- گون

6-4-5- تیپ آویشن – گون

6-4-6- تیپ کما-جاشیر

گیاهان خوراکی

فصل هفتم: ژئومورفولوژی

مقدمه

7-1- واحد های ژئومورفولوژی

7-2- تهیه نقشه ژئومورفولوژی و واحدهای کاری

7-3- بررسی علل تغییرات ژئومورفولوژیکی

7-4- واحد های ژئومورفولوژی منطقه مورد مطالعه

7-4-1- واحد کوهستان (M)

7-4-1-1- تیپ دامنه منظم (r)

7-4-1-1-1- رخساره توده سنگی(Mrm) با پوشش مواد منفصل تخریب یکمتر از 25 درصد:

7-4-1-1-2- رخساره برونزد سنگی (Mro) با پوشش مواد تخریبی منفصل و خاک بین 25 تا 75 درصد:

7-4-1-1-3- رخساره دامنه های پوشیده از خاک و نهشته های منفصل با دامنه منظم (Mrc) :

7-5-1-2- تیپ دامنه های نا منظم (I)

7-4-1-2-1- رخساره توده سنگی (MIm) با پوشش مواد منفصل تخریبی کمتر از 25 درصد:

7-4-1-2-2- رخساره برونزدگی (MIo)  با پوشش تخریبی 25 تا 75 درصد

7-4-2- واحد تپه ماهور (H)

7-4-2-1- تیپ دامنه منظم (r)

7-5-2-1-1- رخساره توده سنگی(Hrm) با پوشش تخریبی منفصل و خاک کمتر از 25 درصد:  

7-4-2-2- تیپ دامنه نامنظم (I)

7-4-2-2-1- رخساره برونزد (HIo) با پوشش نهشته های منفصل و خاک کمتر از 25 درصد:

7-4-2-2-2- رخساره دامنه های پوشیده از خاک و نهشته های منفصل با دامنه نامنظم (HID) :

7-4-3- تیپ رسوبات بستر رودخانه

7-5- اشکال ژئو مورفولوژیک شاخص در حوضه

7-5-1- حرکات دامنه ای (واریزه ای)

7-5-2- بدلند (تراکم الگوهای آبراهه موازی و دندریتی)

7-5-3- گیلوئی (G)

فصل هشتم: فرسایش

مقدمه

8-1- عوامل موثر در فرسایش خاک

8-2- فرایندها ی فرسایشی متداول در حوضه

8-2-1- فرایندهای با منشاء هوازدگی

8-2-1-1- هوازدگی فیزیکی

8-2-1-1-1- تناوب یخ بستن و ذوب شدن آب در فضای بین شکستگی ها

     8-2-1-1-2-  سرد و گرم شدن تناوبی سنگها در شب و روز

     8-2-1-1-3-  تخریب فیزیکی در نتیجه نیروی آب

      8 -2-1-2-  هوازدگی زیستی

     8-2-2- فرایندها و محصولات مرتبط با رخدادهای زمین ساختی

    8-2-3-  فرایندها و محصولات ناشی از واریزه های کوهپایه ای

     8-2-3-1- حرکات دامنه ای

8-2-3-2- ریزش ها

8-3- فرسایش ناشی از آبهای جاری در حوضه مورد مطالعه:

8-3-1- فرسایش صفحه ای:

8-3-2- فرسایش شیاری:

8-3-3-  فرسایش خندقی:

8-3-4-  فرسایش کناره ای:

8-3-5- فرسایش هزاز دره ای:

8-4- مطالعه نفوذ پذیری درحوضه مورد مطالعه:   

     8-4-1- واحدهای با نفوذ پذیری خیلی زیاد

     8-4-2-  واحدهای با نفوذ پذیری متوسط

     8-4-3-  واحدهای با نفوذ پذیری کم تا بسیار کم

    8-5- فرسایش پذیری

فهرست جدول ها

2-1- ماهواره های لندست

2-2- باند موج های ثبت شده توسط سنجنده های لندست

4-1- ایستگاه های هوا شناسی در حوزه ورد مطالعه

4-2- متوسط بارندگی سالیانه در ایستگاه های هوا شناسی حوزه

4-3- میانگین ماهیانه بارش

4-4- تعداد روزهای دارای بارندگی

4-5- میانگین سالیانه بارندگی

4-6- میانگین حداقل و حد اکثر رطوبت نسبی

4-7- میانگین ماهیانه درجه حرارت

4-8- میانگین ماهیانه حداقل و حد اکثر دما

4-9- میانگین سالیانه حداقل و حد اکثر دما

4-10- تعداد روزهای یخبندان

4-11- میانگین تعداد روزهای یخبندان

4-12- توزیع فراوانی های سالیانه سرعت و جهت باد 

4-13- طبقه بندی تیپ اقلیمی

4-14- شاخص خشکی ماهیانه در ایستگاه سقز

5-1- مشخصات فیزیکی حوضه

5-2- پارامترهای مربوط به شکل حوضه

5-3- هیپسومتری حوضه مورد مطالعه

5-4- طبقه بندی کلاس شیب

6-1- تیپ های مرتعی استان

6-2- تیپ های مرتعی حوضه مورد مطالعه

6-3- مهم ترین گونه های گیاهان خوراکی

7-1- تلفیق واحد های ژئو مورفولوژی و طبقات ارتفاعی

7-2- تلفیق واحد های ژئو مورفولوژی و طبقات شیب

7-3- تلفیق واحد های ژئو مورفولوژی و زمین شناسی

8-1- حساسیت واحد های سنگی نسبت به فرسایش    

فهرست نمودارها

3-1- پراکندگی واحد های زمین شناسی

4-1- میانگین ماهیانه بارندگی

4-2- تعداد روزهای دارای بارندگی

4-3- میانگین سالیانه بارندگی

4-4- میانگین ماهیانه رطوبت نسبی

4-5- میانگین ماهیانه حداقل و حد اکثر دما

4-6- میانگین سالیانه حداقل و حد اکثر دما

4-7- تعداد روزهای یخبندان در طول دوره آماری

6-1- پراکندگی پوشش گیاهی

7-1- پراکندگی واحد های ژئومورفولوژی

فهرست شکل ها

2-1- سیستم سنجش از دور

2-2- موج الکترو مغناطیسی

2-3- طیف الکترو مغناطیسی

2-4- طیف تشعشع الکترو مغناطیسی

2-5- ماهواره های لندست

2-6- مدار لندست 4 و 5

2-7- سنجده های MSS و RBV

2-8- سنجنده ETM

2-9- تصحیح خطاهای هندسی

2-10- هیستوگرام باند های 1 و 2 در حوضه مورد مطالعه بدون بارز سازی

2-11- هیستوگرام باند های 1 و 2 در حوضه مورد مطالعه بعد از بارز سازی

2-12- شاخص پوشش گیاهی در باند های قرمز و مادون قرمز

فهرست نقشه ها

2-1- شاخص پوشش گیاهی قبل از بارز سازی

2-2- شاخص پوشش گیاهی بعد از بارز سازی

2-3- تصویر رنگی کاذب در باند های 1و 2 و 3

2-4- تصویر رنگی کاذب در باند های 1 و 3 و 4

3-1- نقشه زمین شناسی حوضه

5-1- وضعیت شبکه آبراهه ها

5-2- مدل رقومی ارتفاعی

5-3- نقشه هیپسومتری حوضه

5-4- نقشه شیب حوضه

5-5- نقشه جهت حوضه

7-1- نقشه ژئومورفولوژی حوضه