چکیده عموما سه ویژگی اساسی حوضه آبخیز شامل خاک، پوشش گیاهی و توپوگرافی تغییرات هیدرولوژیک را در قالب فرایندهای بارش- رواناب و فرسایش اداره می کنند. دو ویژگی خاک و توپوگرافی، تغییرات کوتاه مدت ندارند و می توان آنها را جزء عوامل ایستا محسوب کرد. لیکن تغییر در واکنش هیدرولوژیک یک حوضه آبخیز در مقیاس زمانی میان مدت و بلند مدت به نوع و توزیع پوشش گیاهی بستگی دارد. هدف از تحقیق حاضر اولویت بندی سیل خیزی زیرحوضه-های آبخیز پل دوآب شازند بر اساس پارامترهای مورفومتریک و تغییرات کاربری و پوشش اراضی با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی، آنالیزهای چند متغیره و تکنیک های gis و rs می باشد. برای این منظور ابتدا اقدام به استخراج زیرحوضه ها و همچنین پارامترهای مورفومتریک آنها در محیطgis و ilwis بر مبنای مدل رقومی ارتفاعی (dem) شد. سپس داده های سنجنده mss (1352) و liss iii (1387) به ترتیب مربوط به ماهواره های لندست و irs پس از اعمال تصحیحات هندسی و رادیومتریک به منظور استخراج نقشه های کاربری اراضی با استفاده از الگوریتم طبقه بندی نظارت شده و روش حداکثر احتمال استفاده شدند. در نهایت پس از تهیه نقشه کاربری اراضی مربوط به سال-های 1352 و 1387 و تلفیق با نقشه گروه های هیدرولوژیک خاک در محیط gis نقشه شماره منحنی سال های مربوطه به دست آمد. سپس مدل هیدرولوژیک hec-hms با استفاده از روش نفوذ شماره منحنی (cn) و آبنمود واحد scs در سطح زیرحوضه ها و نیز به روش روندیابی ماسکینگام در شبکه رودخانه ها در مقابل داده های بارش- رواناب مشاهده ای، واسنجی و اعتباریابی شد و به این ترتیب دبی طرح با دوره بازگشت های مختلف برای هر زیرحوضه بدست آمد. در نهایت به منظور اولویت بندی زیرحوضه ها بر اساس پارامترهای مورفومتریک وهمچنین تغییرات کاربری اراضی از تجزیه و تحلیل عاملی استفاده شد. بدین منظور ابتدا 16 پارامتر فیزیوگرافی و اختلاف دبی طرح با دوره های بازگشت های مختلف طی دوره مورد مطالعه وارد نرم افزار آماری spss شد. نتایج نشان داد که برای پارامترهای مورفومتریک چهار عامل (طول حوضه، طول جریان سطحی، ضریب گردی و شیب متوسط حوضه) بیشترین قابلیت را درتبیین واریانس داده ها دارند، که عامل های اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب هر کدام 15/46، 11/18، 52/15 و 15/7 درصد و در مجموع 94/86 درصد از واریانس داده ها را در بر می گیرند. همچنین برای دبی طرح با دوره بازگشت های مختلف، یک عامل (دبی طرح 25 ساله) در مجموع 02/92 درصد از واریانس را در بر دارد. در نهایت بر اساس تغییرات کاربری اراضی و عوامل مورفومتریک اولویت های اول تا سوم به ترتیب مربوط به زیرحوضه های شماره 22، 11، 4 و 13، 7، 5 می باشند.

تغییرات کاربری اراضی یک فرایند اکولوژیکی جهانی و محلی و همچنین به عنوان یکی از چالش¬های عمده در قرن حاضر می¬باشد و حتی برخی اعتقاد به شدیدتر بودن تاثیرات آن نسبت به پدیده تغییر اقلیم دارند. یکی از روش¬های مورد استفاده برنامه¬ریزان جهت کنترل روند تغییرات کاربری، مدل¬سازی آن می¬باشد. تحقیق حاضر با هدف پیش¬بینی تغییرات کاربری اراضی حوزه آبخیز هراز با استفاده از رگرسیون لجستیک و زنجیره مارکوف انجام شد. جهت ارزیابی تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه از تصاویر ماهواره¬های لندست 5، 7 و 8 به ترتیب با سنجنده¬های tm مربوط به سال 1367، etm+ مربوط به سال 1379و oli مربوط یه سال 1392 استفاده شد. سپس با استفاده از بازدیدهای میدانی و منایع اطلاعاتی کاربری¬های جنگل، مرتع، زراعت آبی، باغ، مناطق مسکونی، مخازن آبی و اراضی فاقد پوشش گیاهی تعیین شد. میزان تفکیک¬پذیری کاربری¬ها نیز با استفاده از شاخص جفریس ماتوسیتا ارزیابی شد. سپس با استفاده از روش الگوریتم حداکثر احتمال در محیط نرم افزار envi 4.7 نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه برای هر سه مقطع زمانی تعیین شد. برای سنجش دقت طبقه¬بندی از شاخص¬های ضریب کاپا و صحت کلی استفاده شد. نتایج این این قسمت نشان داد که مقادیر ضرایب کاپا و صحت کلی بترتیب برای سال 1367، 78/0 و 77/84 درصد، برای سال 1379، 75/0 و 96/82 درصد و برای سال 1392، 77/0و 34/81 درصد به دست آمد. سپس مدل¬سازی پتانسیل انتقال با استفاده از مدل¬ساز تغییر سرزمین (lcm) و رگرسیون لجستیک در محیط نرم افزار idrisi selva انجام گرفت. جهت پیش¬بینی تغییرات کاربری اراضی 1404 از دوره¬های واسنجی (1379-1367، 1392-1379 و 1392-1367) با استفاده از زنجیره مارکوف و مدل پیش¬بینی سخت استفاده شد. تعداد متعیرهای انتخاب شده برای هر دوره واسنجی شامل 6 متغیر (دو متغیر بصورت پویا و 4 متغیر بصورت ایستا) می¬باشند. نتایج ارزیابی دوره¬های واسنجی با استفاده از کاپای کلی، تطابق ناشی از مکان و مقدار نشان داد که دوره واسنجی 1392-1367 با توجه به صحت بالاتر، جهت پیش¬بینی تغییرات کاربری اراضی سال 1404 استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که طی سال¬های 1392 – 1367، میزان کاهش جنگل، مرتع و زراعت آبی به ترتیب 20/4، 093/5 و 637/0 درصد بود. همچنین طی دوره مورد مطالعه مناطق مسکونی، باغ و اراضی فاقد پوشش گیاهی بترتیب 287/1، 201/2 و 627/6 درصد افزایش یافتند. بیشترین تغییرات در این دوره تبدیل اراضی جنگلی و مرتعی به باغات (4/8836 هکتار)، مسکونی (1/5165 هکتار) و اراضی فاقد پوشش گیاهی (4/26598 هکتار) می¬باشد. نتایج مدل¬سازی پتانسیل انتقال با استفاده از رگسیون لجستیک در اکثر سناریوها صحت بالایی (63 تا 99درصد) را نشان داد. نتایج مدل¬سازی برای سال 1404 نشان داد مساحت کاربری جنگل و مرتع نسبت به سال 1392 بترتیب ( 18/2978 و 41/6367) هکتار کاهش و زراعت آبی، مسکونی، باغ و اراضی فاقد پوشش گیاهی به ترتیب (86/391،38/295،42/1453و 94/7214) هکتار افزایش خواهند یافت.

تهیه نقشه پتانسیل آسیب پذیری آبخوان ها، یعنی مناطقی که امکان نفوذ و پخش آلاینده ها از سطح زمین به سیستم آب-های زیرزمینی وجود دارد، ابزار مدیریتی مناسبی جهت جلوگیری از آلودگی منابع آب زیرزمینی می باشد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل آسیب پذیری آب های زیر زمینی ساری- بهشهر در استان مازندران، با استفاده از 2مدل دراستیک و رگرسیون لجستیک در محیط gis صورت گرفت. بدین منظور هفت پارامتر دراستیک (عمق آب زیرزمینی، تغذیه خالص، محیط اشباع، محیط خاک، توپوگرافی، محیط غیراشباع و هدایت هیدرولیکی) با استفاده از توابع موجود در محیط gis تولید شدند. نتایج نشان داد که شاخص دراستیک برای کل منطقه مورد مطالعه بین 39 تا 175 متغیره بوده و 99/7 درصد از دشت در کلاس بدون خطر آلودگی، 96/24درصد در کلاس خیلی کم، 49/17 درصد در کلاس کم، 33/20 درصد در کلاس کم تا متوسط، 42/18درصد در کلاس متوسط تا زیاد ، 82/10درصد در کلاس زیاد قرار می گیرند.. نتایج حاصل از ضریب همبستگی اسپیرمن برای پارامترهای مدل با لایه نیترات نشان داد که پارامترهای عمق آب زیرزمینی، محیط خاک، توپوگرافی و تغذیه خالص موثرترین پارامترها در پتانسیل آسیب پذیری آب زیرزمینی در منطقه می باشند. بر اساس آمار نیترات مربوط به 83 چاه در منطقه مورد مطالعه که 59 چاه به عنوان چاه های آزمایشی به صورت کاملاً تصادفی جدا شده و 23چاه باقیمانده به عنوان چاه های آموزشی وارد تحلیل ها شدند. پس از انجام آنالیزهای رگرسیونی لجستیک گام به گام پیشرو، مهمترین فاکتورهای تأثیرگذار در پتانسیل آسیب پذیری که از لحاظ آماری معنی دار بودند، انتخاب گردیدند. براساس فاکتورهای بدست آمده (هفت پارامتر دراستیک)نقشه آسیب پذیری دشت ساری-بهشهر با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک نیز بدست آمد. در نهایت صحت سنجی دو مدل بکار گرفته شده در مطالعه حاضر با استفاده از ویژگی های عامل نسبی ((roc محاسبه شد. نتایج حاصل از آن نشان داد که دقت مدل دراستیک در ارزیابی پتانسیل آسیب پذیری آب های زیرزمینی در دشت ساری- بهشهر 71% و برای مدل رگرسیون لجستیک 86% می باشد که مناسب تر بودن مدل رگرسیون لجستیک جهت ارزیابی آسیب پذیری آب های زیرزمینی در دشت ساری- بهشهر را نشان می دهد. به طور کلی نتایج مدل دراستیک نشان داد که مناطق با خطر آلودگی متوسط تا زیاد در نواحی جنوبی و مناطق با خطر آلودگی کم در قسمت های شمالی دشت قرار دارند.

افزایش جمعیت در حوضه های آبخیز منابع غذایی بیشتری را می طلبد که این باعث فشار بیشتر بر منابع آب و خاک شده است. یکی از پیامدهای ناشی از این فشار، تشدید فرآیند فرسایش خاک می باشد که ضمن کاهش حاصلخیزی خاک، درآمد آبخیزنشینان را نیز تحت تأثیر قرار داده است. بنابراین استفاده صحیح از اراضی بر حسب قابلیت های آن و بهینه سازی کاربری اراضی در حوضه های آبخیز یکی از راهکارهای مناسب حفاظت از خاک می باشد. هدف از انجام این تحقیق تعیین سطح بهینه کاربری های اراضی به منظور کاهش میزان فرسایش خاک و افزایش درآمد ساکنین حوضه آبخیز دولت آباد در استان کردستان می باشد. به منظور انجام این تحقیق، ابتدا نقشه کاربری اراضی منطقه با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای صحرایی و مقادیر فرسایش کاربری ها به کمک مدل rusle تعیین شد. سپس سود خالص کاربری ها از تفاضل درآمد ناخالص و هزینه هر کاربری محاسبه شد. پس از مشخص کردن محدودیت ها و توابع هدف، با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی سطح بهینه کاربری های اراضی در منطقه مشخص شد. به منظور تجزیه و تحلیل حساسیت و بررسی اثر تغییرات ضرایب بر جواب بهینه مسئله بیشینه سازی سود و کمینه سازی فرسایش، نسبت معینی را در هر بار به منابع و همچنین ضرایب مورد نظر افزوده و یا از آن کاسته و سپس دامنه مجاز تغییرات پارامتر به شرط تأمین شرایط بهینه و عملی بودن راه حل تعیین گردید. نتایج نشان داد که با بهینه سازی کاربری اراضی، سطح اراضی کشاورزی آبی از 334 هکتار به 28/535 هکتار (26/60 درصد افزایش)، سطح اراضی مرتعی از 6/3766 به 35/7453 هکتار (88/97 درصد افزایش) و اراضی دیم از 22/9257 هکتار به 19/5369 هکتار (42 درصد کاهش) و تغییر یافته اند . همچنین بعد از اجرای مدل بهینه سازی میزان فرسایش از 6/153776 تن درسال به 2/150211 تن در سال (32/2 درصد) کاهش می یابد و میزان سوددهی سالانه کل حوضه از 83/74507 میلیون ریال قبل از بهینه سازی به 02/83864 میلیون ریال بعد از بهینه سازی افزایش یافته است و این بیانگر افزایش 113 درصد درآمد حوضه بعد از بهینه سازی کاربری اراضی است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که کاهش سود، بیشترین حساسیت را نسبت به کاهش بیشترین سطح اراضی آبی، حال آنکه افزایش سود، بیشترین حساسیت خود را نسبت به افزایش کمترین سطح اراضی دیم نمایان ساخته است. همچنین در خصوص حساسیت پذیری تابع هدف کمینه سازی فرسایش می توان نتیجه گرفت که افزایش کمترین سطح اراضی دیم، بیشترین افزایش میزان فرسایش را منجر شده، حال آنکه کاهش کمترین سطح اراضی دیم منجر به بیشترین کاهش میزان فرسایش خاک می گردد.