ارزيابي اثر تغيير کاربري اراضي بر سيل‌خيزي با رويکرد آينده‌پژوهي در حوزه آبخيز چالوس
الموضوعات :
ایمان فاضلی ثانی
1
,
بهارک معتمدوزیری
2
,
علیرضا مقدم نیا
3
,
شعبانعلی غلامی
4
1 - دانشجوي دکتري گروه مهندسي طبيعت، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.
2 - دانشيار گروه مهندسي طبيعت، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.
3 - استاد گروه احياي مناطق خشک و کوهستاني، دانشگاه تهران، کرج، ايران.
4 - استاديار گروه مهندسي طبيعت، واحد نور، دانشگاه آزاد اسلامي، نور، ايران.
الکلمات المفتاحية: سسيلاب, رفتار هيدرولوژيک, کاربري اراضي, شبيه‌سازي,
ملخص المقالة :
زمينه و هدف: تغييرکاربري اراضي و توسعه بي‌رويه شهرها و روستاها در سطح حوزه‌هاي آبخيز و يا حاشيه رودخانه‌ها و مسيل‌ها يکي از مهم‌ترين علل افزايش خسارات سيلاب محسوب مي‌شود. در همين راستا در پژوهش حاضر با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي و مدل هيدرولوژيکي HEC_HMS به بررسي ميزان تاثير تغيير کاربري اراضي بر سيلاب حوزه آبخيز چالوس پرداخته شد.
روش پژوهش: براي تهيه نقشه پوشش/کاربري اراضي آبخيز چالوس از تصاوير ماهواره لندست استفاده شد و چهار طبقه کاربري (اراضي کشاورزي، زمين هاي مرتفع وکوهستاني، جنگل و مرتع، مناطق مسکوني و شهري) در نظر گرفته شد. پس از تعيين نمونههاي تعليمي از طبقهبندي نظارت‌شده با الگوريتم حداکثر احتمال براي تهيه نقشه‌هاي پوشش/کاربري اراضي حوزه آبخيز چالوس استفاده شد. در پژوهش حاضر مدل‌سازي تغييرات کاربري اراضي در دو بازه زماني 1993 تا 2015 (دورة زماني 22 ساله) و 2015 تا 2021 (دورة زماني 7 ساله) و 2021 تا 2025 و 2030 با استفاده از مدل زنجيره مارکوف و تلفيق آن با اتوماتاي سلولي به‌منظور آشکارسازي انجام شد. سپس ابتدا روند تغييرات CN برحسب تغيير مساحت کاربريها براي سالهاي 2025، 2030 محاسبه شد و مدل HEC-HMS براي سه رويداد 16/08/85، 26/08/90، 22/12/92 و 23/12/92 برحسب تغيير مقدار CN با در نظر گرفتن مقدار ثابت براي ساير عوامل براي سالهاي ذکر شده اجرا شد.
يافته‌ها: يافته‌هاي پژوهش نشان داد در سال 2025 دبي پيک و حجم سيلاب به ترتيب 9/45 و 8/50 درصد نسبت به سال 2006 افزايش يافته است. در سال 2030 تغييرات افزايش دبي پيک و حجم سيلاب نسبت به سال 2006 با توجه به تغييرات CN مشهودتر بوده و به ترتيب 55/50 و 2/60 درصد افزايش يافته است. دبي پيک و حجم سيلاب در سالهاي 2025 و 2030 نسبت به سال 2013 بر اثر تغيير کاربري اراضي تغييرات محسوسي خواهد داشت به طوريکه در سال 2030 دبي پيک 5/54 درصد و حجم سيلاب 47 درصد نسبت به سال 2013 افزايش خواهد داشت.
نتيجه‌گيري: با توجه به اينکه تغيير کاربري اراضي در حوزه آبخيز چالوس تاثير زيادي دارد لذا مديريت آن براي دوره‌هاي آتي نياز به ديدگاهي جامع و آينده‌نگر دارد.
Adnan, M. S. G., Abdullah, A. Y. M., Dewan, A., & Hall, J. W. 2020. The effects of changing land use and flood hazard on poverty in coastal Bangladesh. Land Use Policy, 99, 104868.
Ali, M., S. Jamal Khan, L. Aslam and Z. Khan. 2011. Simulation of the impacts of land-use change on surface runoff of Lai Nullah Basin in Islamabad Pkistan. Landscape and Urban Planning,102(4): 30-52.
Arekhi, S., karkaz, S., & emadodin, S. (2023). Flood risk zoning due to climate change using SWAT hydrological model in GIS environment (Case study: Gharasoo watershed, Golestan province). Climate Change Research, 4(14), 1-26. [in Persian]
Bahri, M. (2013). Assess the impact of climate change and land use change on hydrologic watershed reactions. The Ninth National Congress of Watershed Management Science and Engineering. [in Persian]
Belvasi, I. A., Asghari Saraskanrod, S., Esfandiari Dorabad, F., & Zeinali, B. (2020). The Role of Land Use Changes on Run-off and Flood Properties in the Doab Catchment. Iranian journal of Ecohydrology, 7(2), 331-344. [in Persian]
Damiri, J. Karimzadeh, H. 2012. Land use change and its effect on surface flooding and underground water fluctuations (case study of dry river basin of Shiraz). Master's thesis in watershed management. Faculty of Natural Resources, University of Tehran. [in Persian]
Gao, C., Zhang, B., Shao, S., Hao, M., Zhang, Y., Xu, Y., ... & Wang, Z. (2023). Risk assessment and zoning of flood disaster in Wuchengxiyu Region, China. Urban Clim 49: 101562.
IPCC, 2007. Climate Change. Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Intergovernmental Panel on Climate Change.
Janizadeh, S., Pal, S. C., Saha, A., Chowdhuri, I., Ahmadi, K., Mirzaei, S., ... & Tiefenbacher, J. P. 2021. Mapping the spatial and temporal variability of flood hazard affected by climate and land-use changes in the future. Journal of Environmental Management, 298, 113-551.
Jodar-Abellan, A., Valdes-Abellan, J., Pla, C., & Gomariz-Castillo, F. 2019. Impact of land use changes on flash flood prediction using a sub-daily SWAT model in five Mediterranean ungauged watersheds (SE Spain). Science of the Total Environment, 657, 1578-1591.
Jonathan, D.W., Jennifer, L.I., Suzana, J.C., 2013. Coastal flooding by tropical cyclones and sea-level rise. Nature, 504, 44–52.
Karimi Sangchini, E., Salehpour Jam, A., & Mosaffaie, J. 2022. Flood risk management in Khorramabad watershed using the DPSIR framework. Natural Hazards, 114(3), 3101-3121.
Li, Z,. Liu, W.Z,. Zhang, X.C,. Zheng, F.L. 2009. Impacts of land Use Change and Climate Variability on Hydrology in an Agricultural Catchment on the Loess Plateau of China, Hydrology, 377: 35–42.
Lorup, J. K., J. C., Refsgaard and D. Mazimavi., 1998. Assessing the effect of land use change on catchment runoff by combined use of statistical tests and hydrological modelling: case studies from Zimbabwe, Journal of hydrology, 205: 147-163.
Loukas, A., L. Vasiliades, N. R. Dalezios., 2000. Flood producing mechanisms identification in southern British Cloumbia, Canada, Journal of Hydrology, 227:218-235.
McColl, C., & Aggett, G. 2007. Land-use forecasting and hydrologic model integration for improved land-use decision support. Journal of environmental management, 84(4), 494-512.
Miller, S. N., Kepner, W. G., Mehaffey, M. H., Hernandez, M., Miller, R. C., Goodrich, D. C., ... & Miller, W. P. 2002. Integrating landscape assessment and hydrologic modeling for land cover change analysis 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 38(4), 915-929.
Onate-Valdivieso F. and Sendra J.B. (2010) Application of GIS and Remote Sensing Techniques in Generation of Land Use Scenarios for Hydrological Modelling. Journal of Hydrology, 395: 256-263.
Rahmani, N., Shahidi, K., Soleimani, K., and Yaqoubzadeh, M. (2016). Evaluation of the Land use Change Impact on Hydrologic Characteristics (Case Study: Kasilian Watershed). J Watershed Manage Res. 7(13), 32-23. [in Persian]
Ramin, Brodie Morgan, McMichael, Anthony J., 2009. Climate change and health in sub-Saharan Africa: a case-based perspective. Eco Health, 6(1): 52–57.
Roy, P., Pal, S. C., Chakrabortty, R., Chowdhuri, I., Malik, S., & Das, B. 2020. Threats of climate and land use change on future flood susceptibility. Journal of Cleaner Production, 272, 122-757.
Saghafian, B., H. Ascendent, A.S. Sepehr and A.S. Najafinejad. (2006) . The effect of land use changes on SylKhyzy Golestan dam catchment area. Iranian Journal of Natural Resources, 18 -28. [in Persian]
Shaikh Baikloo Islam, B. (2021). Evidence and consequences of the flood in Iran from prehistory to the present. Water and Soil Management and Modelling, 1(1), 24-40. [in Persian]
Stijn, T., Patrick, M., Tjeerd, J.B., Peter, M.J.H., Ysebaert, Tom, Vriend, Huib J.De, 2013. Ecosystem-based coastal defence in the face of global change. Nature, 504, 79–83.
Taleb,i A., Shahrivar, M., Malekinezhad, H., Poormohamadi, S., Hosseini, Z.. (2019). Investigation of the Effects of Land Use Change on Flooding and Sedimentation In Honifaqan Watershed. J Watershed Manage Res. 10(20), 25-37. [in Persian]
Talebi, A., F. Svzndhpvr and A. Karimiyan. 2015. The effect of land use on current conditions and the amount of sediment yield optimization, Journal of Soil and Water Sciences, Isfahan University of Technology.
Tommy, S. W.Wong&Yunjie, L. I., 1998. Assement of changes in overland time of concentration for two opposing urbanization sequences, Hydrological sciences Journal, 43(1): 115-130.
Wuebbles, D. J. 2021. Ethics in climate change: a climate scientist's perspective.
