نیوار

نیوار

تحلیل نقش تغییر کاربری اراضی بر سیل‌‌خیزی حوضه آبریز قلعه شاهرخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد آب و هواشناسی، دانتشگاه یزد، یزد، ایران
2 دانشیار اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه یزد، یزد، ایران.
چکیده
عدم مدیریت صحیح منابع آب وخاک، رقابت و افزایش تقاضا در استفاده از منابع آب وخاک، رشد جمعیت و تغییرات اقلیمی باعث شده است که مسائل مرتبط با تغییر کاربری‌ها و منابع آب، به عنوان یکی از چالش‌های بشر در دهه اخیر تبدیل شود. تغییر کاربری اراضی بر ذخیره آب موجود در حوضه ها اثر داشته و از جمله عوامل اصلی تاثیرگذار بر چرخه هیدرولوژی به شمار می‌رود. در این پژوهش سعی شده است تأثیر تغییر کاربری اراضی بر روی سیل‌خیزی حوضه آبریز قلعه شاهرخ به عنوان یکی از زیر حوضه‌های سد زاینده رود با مساحت 1504 کیلومتر مربع در بازه زمانی 1999 تا 2019 به وسیله تهیه نقشه‌های پوشش گیاهی و کاربری اراضی و تعیین مساحت هر کاربری و در نهایت به وسیله معادله سازمان حفاظت خاک آمریکا مورد ارزیابی قرارگیرد. به منظور ارزیابی تغییرات و تهیه نقشه‌های کاربری اراضی و پوشش گیاهی منطقه از تصاویر ماهواره لندست برای چهار سال 1999، 2005، 2013 و 2019  استفاده شد. این تصاویر مورد پردازش قرار گرفت و برای بررسی تغییرات پوشش‌گیاهی منطقه از شاخص NDVI و برای طبقه‌بندی تصاویر و تهیه نقشه‌های تغییر کاربری اراضی، از طبقه‌بندی حداکثر احتمال استفاده شد و طبقه‌بندی از دقت قابل قبولی برخوردار بود. نتایج نشان داد در فاصله سال‌های 1999 تا 2019 از تراکم پوشش گیاهی منطقه کاسته شده و روندی کاهشی داشته است. همچنین مساحت کاربری‌های مناطق مسکونی و جاده‌ای و زمین بایر افزایش یافته و مساحت کاربری‌های باغات و مزارع و آب کاهش یافته است. جهت بررسی تاثیر تغییر کاربری بر روی سیلاب منطقه از معادله سازمان حفاظت خاک امریکا استفاده شد. با استفاده از مقدارمتوسط CN برای کاربری‌های مختلف و بر اساس مساحت کاربری‌ها، مقدار CN میانگین و ضریب نگهداشت سطحی(S) برای سالهای مختلف بدست آمد. بر اساس جدول 4 ابتدا مقدار بارش برای همه سالها یکسان در نظر گفته شد(30 اینچ) و مشاهده گردید که تغییرات ارتفاع رواناب بسیار ناچیز و همه نزدیک 4/23 اینچ می‌باشد که علت آن تغییرات جزئی در کاربری در سال‌های مختلف می‌باشد اما با قرار دادن بارش سالانه واقعی در معادله، تغییرات سیلاب بسیار محسوس بود به طوری که ارتفاع رواناب بین 24 تا 69 اینچ در سال‌های مختلف متغیر می‌باشد یعنی بارندگی بیشترین نقش را بر سیلاب در حوضه دارد و تاثیر تغییر کاربری‌ها در این منطقه و در بازه زمانی 1999 تا 2019 بسیار کم می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Analysis of the Role of Land use Change on the Flooding of Shahrokh Castle Catchment Area

نویسندگان English

Saeed Shahmirzaei 1
Ahmad Mazidi 2
1 Senior Expert in Climatology, Yazd university, Yazd, Iran.
2 Associate professor in Climatalogy , Department of Geography, Yazd University, Yazd, Iran.
چکیده English

The lack of proper management of water and soil resources, competition and increased demand in the use of water and soil resources, population growth and climate changes have caused the issues related to the change of uses and water resources to become one of the challenges of mankind in the last decade. Land use change has an effect on water storage in basins and is one of the main factors affecting the hydrological cycle. In this research, the effect of land use change on the flooding of Shahrokh Castle catchment basin as one of the sub-basins of Zayandeh Rood dam with an area of 1504 square kilometers in the period from 1999 to 2019 has been tried by preparing vegetation and land use maps and determining the area of each use and finally be evaluated by the equation of the United States Soil Protection Organization. Landsat satellite images were used for the four years of 1999, 2005, 2013 and 2019 in order to evaluate changes and prepare maps of land use and vegetation in the region. These images were processed and maximum likelihood classification was used to investigate the vegetation changes of the region from the NDVI index and to classify the images and prepare land use change maps, and the classification had acceptable accuracy. The results showed that between 1999 and 2019, the density of vegetation in the region decreased and had a decreasing trend. Also, the area of residential and road areas and barren land has increased, and the area of gardens, fields and water has decreased. In order to investigate the effect of land use change on the flooding of the region, the equation of the United States Soil Protection Organization was used. By using the average value of CN for different uses and based on the area of the uses, the average value of CN and surface maintenance coefficient (S) were obtained for different years. According to Table 4, the amount of precipitation was considered the same for all years (30 inches) and it was observed that the changes in the height of the runoff are very small and all are close to 23.4 inches, which is due to slight changes in land use in different years, but with Putting the actual annual precipitation in the equation, the flood changes were very noticeable, so that the height of the runoff varies between 24 and 69 inches in different years, which means that the rainfall has the biggest role on the flood in the basin, and the impact of land use changes in this area and in the period from 1999 to 2019 is very little.

کلیدواژه‌ها English

Shahrokh Castle basin
land use change
flooding
remote sensing
  1. اسفندیاری‌ درآبادی، فریبا؛ پورگنجی، زینب؛ مصطفی زاده، رئوف، و آقائی، مریم. (1402). تغییر مولفه‌های هیدروگراف سیلاب در اثر تغییرات بلندمدت کاربری اراضی در حوضه آبخیز ننه‌کران اردبیل. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران, 13(4), 443-461. doi: 10.22125/iwe.2023.173366
  2. براتی قهفرخی، سوسن، سلطانی کوپایی، سعید، خواجه ‌الدین، سید جمال‌ الدین، رایگانی، بهزاد(1388)، بررسی تغییرات کاربری اراضی در زیر حوضه قلعه شاهرخ با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور (دوره زمانی ۱۳۸۱-۱۳۵۴)، مجله علوم وفنون کشاورزی و منابع طبیعی‌، 13(47): 365-349.
  3. جلالی، جمشید، (1398)، کمی سازی اثرات تغییر اقلیم و فعالیتهای انسانی بر کاهش رواناب در مورد مطالعاتی بالادست سد زاینده رود، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  4. زارع بیدکی، رفعت، بدری، بهرام، هنربخش، افشین و فاطمه آتشخوار، (1395)، اولویت بندی زیرحوضه‌های آبخیز بهشت آباد از نظر پتانسیل سیل خیزی، پژوهش های جغرافیای طبیعی، دوره48، شماره1، صص158-143.
  5. سرایی، بهناز، طالبی، علی‌، مزیدی، احمد و پرویزی، سارا، (1399)‌، اولویت بندی حوضه آبخیز سردآبرود از نظر سیل خیزی با استفاده از مدل SWAT‌، فصلنامه مخاطرات محیط طبیعی، دوره‌: 9، شماره‌: 23، صص 98- 85.
  6. شریعت جعفری، محسن‌، (1376)، ارزیابی روش‌های پهنه بندی خطر زمین لغزش در شیب‌های طبیعی، مرکز تحقیقات حفاظت آب و خاک، انتشارات سازه، ص 124.
  7. علیزاده، امین، 1387، اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات آستان قدس رضوی.
  8. محمدی، مجید، زینی وند، حسین، مرادی، حمیدرضا، پورقاسمی، حمیدرضا و فرازجو، حسن، ( 1394 )، بررسی اثرات کاربری اراضی بر تولید رواناب با استفاده از مدل WetSpa. مجله اکوهیدرولوژی، دوره 2‌، شماره 4‌، 369-357.
  9. هادیانی، میرامید،(1386)، نقش تغییر کاربری اراضی بر دبی سیلاب های منطقه ای، محیط شناسی, 33(42), 9-16.
  10. یاری‌، رضا، کهنه‌، علی، جندقی، نادر و فرزانه خجسته، (۱۳۸۹)‌، بررسی تأثیر تغییر کاربری اراضی بر ضریب رواناب سطحی و دبی اوج سیلاب در دوره بازگشت‌های مختلف (مطالعه موردی‌‌: حوضه آبخیز النگدره گرگان)، ششمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، نور، دانشگاه تربیت مدرس.
  11. Banasik, K., and Pham, N. 2010. Modelling of the effects of land use changes on flood hydrograph in a small catchment of the Płaskowicka. Southern part of Warsaw, Poland. Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. – SGGW, Land Reclaim. 42‌‌: 2. 229-240.
  12. Khalid Hussein, Khaula Alkaabi, Dawit Ghebreyesus, Muhammed Usman Liaqat & Hatim O. Sharif (2020) Land use/land cover change along the Eastern Coast of the UAE and its impact on flooding risk, Geomatics, Natural Hazards and Risk, 11:1, 112-130, DOI: 10.1080/19475705.2019.1707718.
  13. Sajikumar, N., Remya, R. S. (2014). Impact of land cover and land use change on runoff characteristics. Journal of Environmental Management. 21(4)‌‌: 244-257.
  14. Sala, O. E., F. S. Chapin, H. Armesto, Berlow, J. Bloomfied, R. Dirzo, E. Huber Sanwald, L. F. Huenneke, R. B. Jackson, A. Kinzing, R. Leemmans, D. Lodge, H. A. Mooney, M, Oesterheld, N. L. Poff, M. T. Sykes, B. H. Walker, and D. H. Wall. 2000. Global Biodiversity Scenarios for the year 2100, journal of science, 287‌‌: 1770-1774 pp.
  15. Tola, S. Y., & Shetty, A. (2023). Quantification of change in land cover and

rainfall variability impact on flood hydrology using a hydrological model in the Ethiopian river basin. Environmental Earth Sciences, 82(10), 254. https://doi.org/10.1007/s12665-023-10929-9

  1. Younis, S. M. Z., & Ammar, A. (2017). Quantification of impact of changes in land use-land cover on hydrology in the upper Indus Basin, Pakistan. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 21:3, 255–263, Doi: /10.1016/j.ejrs.2017.11.001.
دوره 48، 124-125 - شماره پیاپی 124
فروردین 1403
صفحه 115-127

  • تاریخ دریافت 28 آبان 1402
  • تاریخ پذیرش 11 بهمن 1402
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1403