تجزیه و تحلیل پتانسیل سیل خیزی و تولید رواناب حوضه آبخیز سد شهید رجایی ساری بر اساس GIS و رویکرد سنجش از دور

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

هــــدف ایـن مطالعـه تجـزیه و تحلیــل پتانسیـل سیل­ خیزی و تولیــد رواناب حوضـــه آبخیـــز سـد شهیـــد رجایـــی سـاری بر اسـاس GIS
(Geographic Information System) و رویکرد سنجش از دور است. در این مطالعه سنجش فرسایش ­پذیری خاک بر اساس مدل جهانی هدررفت خاک با پارامترهای ورودی فرسایندگی باران، فرسایش ­پذیری خاک، فاکتورهای توپوگرافی: طول و درجة شیب، مدیریت پوشش اراضی، عملیات حفاظتی انجام شد. بدین منظور قبل از تولید نتایج این فاکتورها در ابتدا داده­ های ورودی از جمله DEM (Digital Elevation Model)، شیب، لایه زمین­ شناسی، لایه کاربری زمین، بارش، خاک، شاخص پوشش گیاهی تهیه شد و الگوی توزیع مکانی آن­ها در محدوده مورد مطالعه توصیف و تحلیل شد. نتایج نشان داد شدت فرسایندگی باران در نواحی شمال غربی محدوده مورد مطالعه بیشتر از بقیه بخش ­های آن است. مقادیر فاکتور پوشش اراضی در اراضی جنگلی متراکم و نواحی بدون فرسایش، صفر و نزدیک به صفر و در اراضی با فرسایش ­پذیری بالاتر شامل مراتع تخریب یافته و کوه‌‌های بدون پوشش گیاهی و نسبتاً لخت تا 42/0 بود. بخش‌هایی از جنوب و جنوب غربی حوضه بیش از 9000 تن در هکتار در سال فرسایش داشت. نتایج آزمون همبستگی پیرسون نشان داد که در سطح اطمینان 99 درصد ارتباط بین پتانسیل سیل‏ خیزی منطقه با فاکتور فرسایش خاک از نظر آماری مستقیم و معنادار است. نتیجه­ گیری کلی حاکی از آن است که تکنیک­ های سنجش از دور و GIS در صورت تلفیق با مقادیر سنجش میدانی پارامترهای مورد مطالعه، می­تواند در حوضه مطالعات محیط ­زیستی رشته مهندسی عمران کاربرد­های زیادی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Analysis of Flood Potential and Runoff Production of Shahid Rajaei Sari Dam Watershed Based On GIS and Remote Sensing Approach

نویسندگان [English]

  • Amir Hosein Esfandeyari
  • Farhad Qaderi
Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

The purpose of this study is to analyze the environmental risks of soil erosion in the runoff of the Shahid Rajaei Dam in Sari based on GIS and remote sensing approach. In this study, soil erodibility was assessed based on the global model of soil loss called RUSLE with rainfall erosion input parameters, soil erodibility, topographic factors: length and slope, land cover management, conservation operations. For this purpose, before producing the results of these factors, first the input data such as DEM, slope, geological layer, land use layer, precipitation, soil and vegetation index was prepared and their spatial distribution pattern in the study area was described and analyzed. In the next step, the potential for flooding and runoff production was measured using the criteria of distance from waterways, drainage density, slope, slope direction, land use, rainfall, geology, soil type. In this regard, while fuzzy the layers, different variables were applied in order to integrate the mentioned layers in the final step on the production of flood potential map and runoff production. After producing the main layers, namely flood potential and runoff production, soil erodibility was studied using Pearson correlation test and regression model of the relationship between these factors and the results were discussed. The results of this study showed that remote sensing and GIS techniques in combination with field measurement values of the studied parameters can have many applications in the field of environmental studies in the field of civil engineering and in modeling and estimating environmental parameters. Be very beneficial bio.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GIS
  • runoff
  • remote sensing
  • soil erosion

مراجع

ابـراهیمیان قاجاری ی، براری سیاوشکلایی م، "پهنه ­بندی پتانسیل تولید رواناب با استفاده از مدل­ های GIS-MCDA فازی (مطالعه موردی: حوضه آبریز رودخانه تجن)"، علوم و فنون نقشه ­برداری، 1398، 9 (1)، 14-1.
رامبد ر، "ارزیابی عوامل مؤثر بر میزان رواناب و برآورد آن با استفاده از اطلاعات رقمی سنجش از دور و GIS"، پایان­نامه کارشناسی ارشد زمین­ شناسی گرایش آب­ شناسی، دانشگاه شیراز، 1387.
شادفر ص، "تعیین پتانسیل فرسایش خندقی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، (مطالعه ‏موردی: حوزه آبخیز طرود)"، مهندسی و مدیریت آبخیز، 1395، 8 (3)، 256-263.
قهرمانی پ، "ارزیابی خطر فرسایش خاک بر اساس منطق فازی و با استفاده از سامانه اطـلاعات جغرافیایی و داده­ های سنجش از دور در حوزه آبخیز قرناوه گلستان"، پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد رشته منابع طبیعی- آبخیزداری، دانشگاه ارومیه، 1391.
محمدزاده گلانی ف، عسگری ش، "برآورد میزان رواناب حوضه آبریز شهرستان ملکشاهی به ­روش (SCS) با استفاده از GIS و RS"، سیزدهمیـن همایش ملّی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران و سومین همایش ملّـی صیانت از منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه محقق اردبیلی، 10 و 11 مهر 1397.
محمدنژاد م، گلی مختاری ل، بهنیافر ا، "پهنه ­بندی مخاطره سیلاب در حوضه رودخانه کلات (زیرحوضه منتهی به شهر کلات)"، پژوهش ­های ژئومورفولوژی کمّی، 1398، 8 (3)، 221-203.
واعظی م ر، "تعیین خطرپذیری سیل در جاده شاهرود- توسکستان- گرگان با استفاده از نرم ­افزار GIS"، پایان­نامه کارشناسی ارشد رشته عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، 1396.
الوندی ا، سعدالدین ا، بردی­شیخ و، "پیش ­بینی اثرات اقدامات اصلاحی بر خصوصیات رواناب سطحی و میزان فرسایش خاک در آبخیز بنکوه حوضه رودخانه حبله ­رود"، نشریه پژوهش ­های حفاظت آب و خاک، 1398، 26 (1)، 48-27.
Babanezhad E, Amini Rad H, Hosseini Karimi SS, Qaderi F, “Investigating nitrogen removal using simultaneous nitrification-denitrification in transferring wastewater through collection networks with small-diameter pipes”, Water Pract Technol, 2017, 12, 396-405.
Dabbaghi F, Rashidi M, Nehdi ML, Sadeghi H, Karimaei M, Rasekh H, Qaderi F, “Experimental and informational modeling study on flexural strength of eco-friendly concrete incorporating coal waste”, Sustainability, 2021, 13 (13), 7506.
Dawen Y, Kanae S, Oki T, Koike T, Musiake K, “Global potential soil erosion with reference to land use and climate changes”, Hydrol, Process, 2006, 17, 2913-2928.
Desmet PJJ, Govers G, “A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units”, Journal of soil and water conservation, 1996, 51 (5), 427-433.
Ebrahimi M, Qaderi F, “Determination of the most effective control methods of SO2 pollution in Tehran based on adaptive neuro-fuzzy inference system”, Chemosphere, 2021, 263, 128002.
Ebrahimi Ghadi M, Qaderi F, Babanezhad E, “Prediction of mortality resulted from NO2 concentration in Tehran by Air Q+ software and artificial neural network”, International Journal of Environmental Science and Technology, 2019, 16 (3), 1351-1368.
Elsadek WM, Ibrahim MG, Mahmod WE, “Runoff hazard analysis of wadi qena watershed”, Egypt based on GIS and remote sensing approach, Alexandria. Engineering Journal, 2019, 58 (1), 377-385.
Khalegh R, Qaderi F, “Optimization of the effect of nanoparticle morphologies on the cost of dye wastewater treatment via ultrasonic/photocatalytic hybrid process”, Applied Nanoscience, 2019, 9, 1869-1889.
Moghadam MT, Qaderi F, “Modeling of petroleum wastewater treatment by Fe/Zn nanoparticles using the response surface methodology and enhancing the efficiency by scavenger”, Results in Physics, 2019, 15, 102566-102576.
Moore ID, Grayson RB, Ladson AR, “Digital terrain modelling: a review of hydrological, geomorphological, and biological applications”, Hydrological processes, 1991, 5 (1), 3-30.
Qaderi F, Sayahzadeh AH, Azizpour F, Vosughi P, “Efficiency modeling of serial stabilization ponds in treatment vof phenolic wastewater by response surface methodology”, International Journal of Environmental Science and Technology, 2018, 16 (8), 4193-4202.
Sheikholeslami Z, YousefiKebria D, Qaderi F, “Application of γ-Fe2O3 nanoparticles for pollution removal from water with visible light”, Journal of Molecular Liquids, 2020, 299, 112-118.
Shin K, “The Soil Loss Analysis of Soil using GSIS in Watershed”, Doctor in Philosophy Thesis, Kangwon National University, Kangwon-Do, Korea, 1999, 22.
Tamadoni A, Qaderi F, “Optimization of soil remediation by ozonation for PAHs contaminated soils”, Ozone: Science & Engineering, 2019, 41 (5), 454-472.
Taghizadeh M, Yousefi Kebria D, Qaderi F, “Effect of biosurfactant as a novel draw solution on photocatalytic treatment and desalination of produced water by different forward osmosis membranes”, Water Science & Technology Water Supply, 2019.
Wischmeier WH, Smith DD, “Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning (No. 537)”, Department of Agriculture, Science and Education Administration, 1978.
Yang D, Kanae S, Oki T, Koike T, Musiake K, “Global potential soil erosion with reference to land use and climate changes”, Hydrological processes, 2003, 17 (14), 2913-2928.
Yavari SM, Qaderi F, “Determination of thermal pollution of water resources caused by Neka power plant through processing satellite imagery, Environment, Development and Sustainability, 2020, 22 (3), 1953-197.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 53.4، شماره 113 - شماره پیاپی 113
زمستان 1402
اسفند 1402
صفحه 100-111

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار