توسعه مدلهای ژئومورفولوژیکی بارش- رواناب بر مبنای تغییرات پوشش گیاهی، کاربری اراضی و شهرسازی حوضه

در توسعه مدلهای ژئومورفولوژیکی، داده های سنجش از دور ماهواره لندست جهت تعیین تغییرات پوشش سطح زمین با استفاده از شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (normalized differencevegetation index) بسیار مفید و قابل استفاده می باشد. در این تحقیق ترکیب دو ابزار سنجش از دور و gis جهت بررسی شرایط پوشش گیاهی و شهرسازی سطح زمین استفاده گردید و تغییرات پاسخ حوضه در مقابل تغییرات کاربری و پوشش گیاهی حوضه با استفاده از مدلهای مفهومی گرده ای نش و همچنین مدل نیمه توزیعی ژئومورفولوژیکی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. با توجه به اهداف مختلف تحقیق، دو حوضه یکی در ایران (مهرانه رود) و دیگری در ایالات متحده آمریکا (لاترازا) انتخاب شدند. در یک قسمت از رساله حاضر، تاثیر شهرسازی بر روی پارامترهای مدل مفهومی نش در حوضه لاترازا متشکل از دو زیر حوضه با کاربری کاملا متفاوت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. پارامتر زمان تاخیر حوضه که حاصلضرب دو پارامتر ثابت ذخیره و تعداد مخازن در سری مخازن نش می باشد، در حوضه طبیعی بیشتر از حوضه شهری بدست آمد. این پارامتر نشان می دهد به دلیل نفوذپذیری کمتر در زیر حوضه شهری، زمان کمتری طول می کشد تا رواناب تولید شده به خروجی حوضه برسد و در نتیجه ذخیره کمتری در مخازن زیرحوضه شهری اتفاق می افتد. به منظور بررسی بیشتر تغییرات پارامترها، مقادیر 10، 20، 30 و 40 درصد حد بالا و پایین میانه پارامترها نیز در رویدادهای صحت سنجی مورد آزمون قرار گرفت. با توجه به مقادیر معیارهای ارزیابی در حوضه شهری دامنه وسیع تری از داده ها جواب قابل قبولی نسبت به حوضه طبیعی ارائه می دهند و این به دلیل درجه پایین عدم قطعیت در حوضه های شهری می باشد. در قسمت دیگر رساله، یک مدل ژئومورفولوژیکی با مخازن نامساوی با توجه به پوشش گیاهی زیر حوضه ها که با استفاده از تصاویر ماهواره ای مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتند توسعه داده شد و مدل توسعه یافته با استفاده از سناریوهای مختلف و داده های بارش- رواناب موجود مورد صحت سنجی قرار گرفت. هر سناریو دارای کاربرد ویژه ای بود که برای اهداف مختلف قابل استفاده می باشند. مدلهای ژئومورفولوژیک پیشین قادر به پیش بینی هیدروگراف داخلی حوضه در حوضه های با کاربری متفاوت نمی باشند در حالیکه در مدل ارائه شده، کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای در فرمول بندی مدل در نظر گرفته شده است که باعث می شود علاوه بر هیدروگرافهای خروجی حوضه، هیدروگرافهای داخلی حوضه نیز با دقت قابل قبولی تخمین زده شوند. در قسمت پایانی رساله، روند زمانی پارامترهای مدلهای مورد بررسی طی سالهای 1989 تا 2012 در حوضه آبریز مهرانه رود متشکل از دو زیر حوضه هروی و لیقوان بررسی شده و رابطه ای بین پارامترهای مذکور و شاخص ndvi استخراج گردید و سپس رابطه بدست آمده با استفاده از رویدادهای بارش-رواناب و تصاویر ماهواره ای مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار میانگین ndvi در حوضه لیقوان بیشتر از حوضه هروی بوده و تغییرات کمتری در حوضه لیقوان در طول زمان در بازه زمانی مطالعاتی مشاهده گردید. به طور کلی در تصاویر پردازش شده یک روند کاهشی در فاصله زمانی مطالعاتی در هر دو حوضه مشاهده گردید که با روند تغییرات پارامترهای مدلها همخوانی دارد. نتایج حاصل از صحت سنجی نشان داد تغییرات ndvi که حاصل از توسعه شهرسازی می باشد، پارامترهای مدل ها را به میزان قابل توجهی تحت تاثیر قرار می دهد. در حوضه لیقوان مقادیر ndvi در طول بازه زمانی مطالعاتی دارای نوسانات زیادی است که منجر به عدم برازش مناسب معادله رگرسیون با همبستگی پایین به پارامتر های مدل ها می گردد در حالیکه در حوضه هروی معادله رگرسیون با همبستگی بالایی برازش داده می شود. به همین دلیل معیارهای ارزیابی حاصل شده در مرحله صحت سنجی برای حوضه هروی دارای مقادیر قابل قبول تری نسبت به زیر حوضه لیقوان می باشد.