تحلیل تغییرات ذخیره گاه‌های برفی به منظور برنامه‌ریزی و مدیریت کم آبی (مطالعه موردی: منطقه سراب هلیل رود در استان کرمان)

الموضوعات : فصلنامه علمی برنامه ریزی منطقه ای

مهلا شجاعی اناری ¹ , مصطفی خبازی ² , صادق کریمی ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مخاطرات محیطی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 - استادیار گروه جغرافیا، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 - استادیار آب و هواشناسی دانشگاه شهید باهنر کرمان

تاريخ الإرسال : 09 السبت , ذو الحجة, 1440 تاريخ التأكيد : 19 الجمعة , صفر, 1441 تاريخ الإصدار : 26 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1441

الکلمات المفتاحية: ایران, حوضة آبخیز, ahow MOD10A2, NDSI, پوشش برف,

ملخص المقالة :

    امروزه در پی بحران جهانی آب، تمام کشورها در پی شناسایی منابع آب شیرین، کنترل و استفادة بهینه از آنها می‏باشند. با توجه به اینکه کشور ایران در کمربند بیابانی کره زمین قرار دارد و کاهش بارش‏های جوّی باعث کمبود آب در ایران و استان کرمان شده، بنابراین شناسایی منابع آبی و بررسی تغییرات پوشش برف لازم و ضروری است. با توجه به شرایط سخت فیزیکی محیط‌های کوهستانی امکان اندازه‌گیری دائم زمینی جهت تخمین منابع برفابی و تشکیل پایگاه داده‌ها وجود ندارد. به همین جهت استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در شناسایی مناطق برفگیر و ارزیابی تغییرات آن بسیار مهم می‌باشد. در این پژوهش سعی شده تغییرات پوشش ذخیره‏گاه‏های برفی مناطق مرتفع حوضۀ آبخیز هلیل رود با استفاده از تصاویر ماهواره‏ای MOD10A2 مورد مطالعه قرار گیرد. برای این منظور از شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش برف استفاده شد[1]. این شاخص دارای ارزش بزرگ‌تر از 4/0 بوده یعنی پیکسلی که دارای NDSI بزرگ‌تر از 4/0 باشد به‌عنوان برف و یخ معرفی می‌شود. پوشش برف مشخص شدۀ تصاویر ماهواره‏ای در نرم­افزار ENVI5.1 وارد محیط GIS شده و به 5 طبقه از 0 تا 5000 طبقه‏بندی شده و مساحت هر کدام از طبقات محاسبه گردید. سپس وارد محیط SPSS شده و تحلیل و بررسی روی آنها صورت گرفت. با انجام رگرسیون چند متغیره به روش استپ وایس[2] این نتیجه حاصل شد که در بازۀ زمانی 8 روزۀ ماه فوریه (از  18 تا 25 فوریه) بیشترین تغییرات مساحت برف که با روند مساحت برف در این چند سال ارتباط قوی و معناداری داشته و در حقیقت توجیه کنندۀ تغییرات برف در این بازۀ زمانی است، به ترتیب مربوط به ارتفاعات 3 (3000-2001) و سپس 4 (4000-3001) بوده است. طبقۀ ارتفاعی 3000-2001 به تنهایی توجیه کنندۀ 98.9 درصد روند تغییرات برف در کل منطقه مورد مطالعه است. در وهلۀ دوم اگر ارتفاع 4000-3001 هم اضافه شود، این دو طبقۀ ارتفاعی با هم توجیه کنندۀ 99.2 درصد تغییرات روند برف در این بازه در طول 19 سال گذشته است.
[1] Normalized Difference Snow Index [2] Stepwise

المصادر:

- Adeli, A., (2005), Climatology of Snowfall in Northwest of Iran, MSc Thesis, GIS Center and Remote Sensing, Tabriz University.

- Alizadeh, Katayoun (2001). The effects of tourism on the environment in the cities of Torqaba and Shandiz, Healthy City Conference - Environment, Neyshabour Islamic Azad University.

- Aggarwal, S.P., Thakur, P.K., Nikam, B.R., Garg, V. (2014). Integrated approach for snowmelt run-off estimation using temperature index model, remote sensing and GIS. Current Science, 106(3), 397-407.

- Appel, I., & ,Salomonson, V. V. (2004). Estimating fractional snow cover from MODIS using the normalized difference snow index. Remote sensing of environment, 89(3), 351-360

- Azizi, Ghasem ؛ Rahimi, Mojtaba ؛ Mohammadi, Hossein; Khosh-e Akhlaq, Faramarz, (2017) Spatio-temporal variations of snow cover in the southern slope of central Alborz, Physical Geograph Research Quarterly, Volume 49, Number 3, Autumn 1396, Pp. 381-393.

- Bardsir Watershed Management and Natural Resources Department (2011).

-Blosch, G., Parajka, J., (2008), "The value of MODIS snow covers data in validating and
calibrating conceptual hydrologic models", Journal of Hydrology, 240– 258.

- Bales, RC and Cline, D.(2003).Snow Hydrology and Resources (Western United Sate )

- Burkard, M. B., Whiteley, H. R., Schroeter, H. O., & Donald, J. R. (1991, June). Snow depth/area relationships for various landscape units in southwestern Ontario. In Proceedings of  the Annual Eastern Snow Conference (pp. 5-7).

-Changchun, X., Yaning, Ch., Weihong, L.and Hongtao, Ch. Y.Ge . 2007. Potential impact of climate change on snow cover area in the Tarim River basin. Journal of Environ mental Geology,Vol. 53 , No. 7, p1465-1474.

- Dozier, J.; Painter T.H. (2004), Multispectral and hyperspectral remote sensing of alpine snow properties. Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 32, 465–494.

- Fathzadeh, A. Gharai Manesh, Samaneh (2013). Application of artificial intelligence in simulation of spatial distribution of snow density in semi-arid regions: A case studyof upstream regions of Yazd-Ardakan plain, Journal of Geographical Research on Desert Areas, No. 2, pp. 16-1.

- Fathzadeh, Ali; Zare Bidaki, Rafat (2012). Estimating the Distribution of Snow Equivalent Water at the Peak of Snow Accumulation Using the Degree-Day Model of Shemshak Basin, Iranian Journal of Soil and Water Research, No. 3, pp. 177-171.

-Hall, D.K.; Riggs, G.; Salomonson, V.V.; Di Girolamo, N.E.; Bayr, K.J. (2002), MODIS snow-cover products.Remote Sens. Environ. 83, 181-194.

-Hall, D.K.; Riggs G.A.; Salomonson, V.V. (1995), Development of methods for mapping global snowcover using moderate resolution imaging spectroradiometer data. Remote Sens. Environ. 54, 127–140.

-Hall, D.K.; Riggs, G.A. (2007), Accuracy assessment of the MODIS snow-cover products. Hydrol. Process. 21, 1534–1547.

-Hall, D.K.; Foster, J.L.; Verbyla, D.L.; Klein, A.G.; Benson, C.S. (1998), Assessment of snow-covermapping accuracy in a variety of vegetation-cover densities in central Alaska. Remote Sens. Environ. 66, 129–137.

- Hoinkes, H. (1967). "Glaciology in the International Hydrological Decade". IAHS Commission on Snow and Ice: Reports and Discussions. 79:7–16.

- Johansson, E., Majka, J., Burgers, P.M (2001). Structure of DNA polymerase delta from Saccharomyces cerevisiae, Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't, Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

- Khosravi, Mahmoud ؛ Tawassi, Taghi; Raispoor, Kouhzad; Omidi Ghaleh Mohammadi, Mahboubeh, (2017), Survey of Snow Cover Levels in Yellow Mountains of Bakhtiari Using Remote Sensing, Journal of Hydrology, Issue 12, Fall 1396, pp. 25-44.

- Kiani Ghaleh Sard, S. Shahraki, J. Akbari, A. Sardar Shahraki, A. (2018), Planning and Studying the Effects of Climate Change On Iran's Agricultural Development; Application Techniques Positive Mathematical Programming (PMP), Journal of Regional Planning, Year 9, No. 34, p. 3.

- Klein, A.G.; Barnett, A. (2003), Validation of daily MODIS snow maps of the Upper Rio Grande RiverBasin for the 2000–2001 snow year. Remote Sens. Environ. 86,162–176.

-Klein, A.G.; Hall, D.K.; Riggs, G.A. (1998), Improving snow-cover mapping in forests through the use ofa canopy reflectance model. Hydrol. Process. 12, 1723–1744.

-Lopez, P., Sirguey, P., Arnaud, Y., Pouyaud, B., Chevallier, P (2008). Snow cover monitoring in the Northern Patagonia Icefield using MODIS satellite images (2000–2006), Glibal and Planetary Change, Vol61.

- Maroufi, Safar; Tabari, Hossein; Zare Abianeh, Hamid; Sharifi, Mohammad Reza; Akhundali, Ali Mohammad (2009). Snow equivalent water zoning in one of the Karun mountainous basins using GIS (Case study: Submarine Basin), Journal of Irrigation and Water Engineering, No. 2, pp. 43-31.

-Metcalfea, R.A., Buttle, J.M (1999). Semi-distributed water balance dynamics in a small boreal forest basin,Journal of Hydrology, No226, pp 66–87.

- Najafzadeh, Reza-Abrishami, Ebrahim-Tajrishi, Masoud; Taheri Shahri Aeini, Hamid (2004), Stream Flow with Snowmelt Runoff Modeling Using RS and GIS (Case Study : Pelasjan sub Basin), Journal of Water and Wastewater Volume 15, Number 4; December and December 2004, PP 1-84.

- Nolin, A., Liang, S (2000). Progress in bidirectional reflectance modeling and application for surface particulate media: snow and soil, Remote Sensing Review, No14, pp307-342.

-Rasouli, Ali Akbar-Adhami, Salam (2007). Estimation of Snow Water Equivalent by Processing of MODIS Satellite Imageries, Geography and Development iranian journal, Volume 5, Number 10, pp. 23-36.

- Rangeland Plan, Kerman Department of Natural Resources, (2012).

- Rango, A. and  Shalaby, A.I. (1998). "Operational  Applications of Remote Sensing in Hydrology: Success, Prospects  and Problems Hydrological  Sciences  Journal  "(Journal  Des  Sciences Hydrologiques)43(6):947-965.

- Rango, A. (1993). "Snow  Hydrology  Processes and Remote-Sensing". Hydrological Processes, 7(2):121-138.

-Riggs, G.A., Hall, D.K (2015). MODIS snow products collection 6user guide, pp 9

-Samantha, K.M (2004). Hydrological modeling using MODIS data for snow covered area in the Northern Boreal Forest of Manitoba. University of Calgary.

-Strabala, K (2003). MODIS Cloud Mask User’s Guide, CooperativeInstitute forMeteorological Satellite Studies Website. Last Viewed December 15, 96p.

- Tabari, Hossein Maroufi, Safar; Zare Abianeh, Hamid; Amiri Chayjan, Reza; Sharifi, Mohammad Reza; Akhondali, Ali Mohammad (2009). Comparison of Non-Linear Regression and Computational Intelligence Methods in Estimating Spatial Distribution of Snow Water Equivalent in Karoon Upstream, JWSS - Journal of Water and Soil Science (Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), Volume 13, Number 50, pp. 40-29.

- tamab. 1375. Bulletin of the State of Water of the State, Eighth Year, No. 12, p. 890.

-Thirrel, G.; Notarnicola, C.; Kalas, M.; Zebisch, M.; Schellenberger, T.; Tetzlaff, A.; Duguay, M.;Mölg, N.; Burek, P.; de Roo, (2012), A Assessing the quality of a real-time snow cover area product forhydrological applications. Remote Sens. Environ. 127, 271–287.

-Wang, X.; Xie, H.; Liang, T. (2008), Evaluation of MODIS snow cover and cloud mask and itsapplication in Northern Xinjiang, China. Remote Sens. Environ. 112, 1497-1513.