مدل‌سازی اثر تغییر کاربری اراضی بر میزان رواناب سطحی در حوزه آبخیز خرم‌آباد با استفاده از تلفیق مدل L- THIA و RS و GIS

الموضوعات :

حدیث رشیدی ¹ , علی حقی زاده ² , حسین زینی وند ³ , ناصر طهماسبی پور ⁴

1 - کارشناس ارشد گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی ،دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
2 - دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
4 - دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

تاريخ الإرسال : 02 السبت , ربيع الثاني, 1438 تاريخ التأكيد : 03 الأربعاء , ذو القعدة, 1438 تاريخ الإصدار : 10 السبت , شوال, 1442

الکلمات المفتاحية: حوزه ‌ خرم‌آباد, تغییر کاربری زمین, رواناب, مدل‌سازی هیدرولوژیکی, L-THIA,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف : تغییرات کاربری زمین ، عمدتاً فواید اجتماعی- اقتصادی زیادی را به دنبال دارد . با این‌حال، این تغییرات آثار منفی را به محیط‌زیست طبیعی وارد می‌کند. به علت حجم زیاد رواناب ناشی از عدم نفوذپذیری در سطح شهر و عدم تعبیه مناطق خاص یا هرگونه سازه جهت نفوذ آب علاوه بر مشکل آب‌گرفتگی در مناطق پست شهر مطالعات متعددی برای توسعه‌ی مدل‌ها با رویکرد شبیه سازی تغییرات کاربری اراضی صورت گرفته است. در این تحقیق از مدل L-THIA برای تخمین رواناب ناشی از تغییر کاربری در حوزه‌ی خرم‌آباد استفاده‌شده است. مدل L-THIA، مدلی برای ارزیابی آثار بلندمدت حاصل از تغییر کاربری زمین بر منابع آبی است که با استفاده از داده‌های ساده و در دسترس نظیر داده‌های اقلیمی بلندمدت، نقشه‌ی کاربری اراضی و نقشه‌ی خاک قابل‌اجراست.روش بررسی : این مطالعه ، در دوره زمانی 10 ساله و در فاصله زمانی سال های 1383-1393 انجام شد. تصاویر لندست از سایت سازمان زمین‌شناسی ایالت متحده دانلود ‌گردید و تصحیحات مختلف بر روی آن ها انجام ‌گردید. نقشه‌های کاربری زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست 7 سنجنده ETM و تصاویر لندست 8 مربوط به سنجنده OLI به ترتیب مربوط به سال‌های 1383 و 1393 تهیه و مورداستفاده قرار گرفت. داده‌های بارش از سازمان آب منطقه‌ی تهیه می‌گردد. پس از مرتب کردن برای تجزیه‌وتحلیل آتی آماده می‌شوند با تلفیق نقشه کاربری اراضی و نقشه‌ی بافت خاک در نرم‌افزار جی آی اس، گروه هیدرولوژیکی خاک تولید می‌گردد. و درنهایت نقشه‌های آماده‌شده به مدل L-THIA داده می‌شود و تأثیر تغییر کاربری بر رواناب سطحی بررسی می‌گردد.یافته‌ها: نتایج مدل‌سازی با استفاده ازL-THIA ، افزایش رواناب سالانه در طی ده سال را نشان می‌دهد طبق نتایج مدل، میانگین میزان عمق رواناب منطقه، از سال 1383 تا 1393 از مقدار 12/16 به مقدار 32/18 رسیده است. نتایج حاصل از اجرای مدل افزایش حجم و عمق رواناب سطحی در فاصله‌ی زمانی موردنظر را نشان داد که این امر سبب ضرورت کنترل بر تغییرات کاربری زمین در منطقه شده است. تغییرات کاربری عمدتاً در جهت افزایش مناطق مسکونی و کاهش سطح زمین‌های جنگلی و مرتعی است.بحث و نتیجه‌گیری: همان‌طور که از نتایج این تحقیق برمی‌آید مدلL-THIA ، قابلیت مناسبی در بیان نحوه‌ی اثر تغییر کاربری بر مقادیر حجم و عمق رواناب دارد. همچنین با استفاده از نتایج مطالعه، می‌توان برنامه‌های کنترلی برای تغییرات کاربری زمین جهت جلوگیری از افزایش رواناب در منطقه تهیه نمود.

المصادر:

1. Oluseyi, O.F. 2006. Urban Land Use Change Analysis of a Traditional City from Remote Sensing Data: The Case of Ibadan Metropolitan Area, Nigeria. Humanity & Social Sciences Journal. (1): 42- 61


2. Barati et al,2009, Investigation of land use changes under Shahrokh Castle basin using remote sensing technique, 13th year, forty-seventh pages 365-349. (In Persian)


3. Sanainejad, et al., "Using satellite imagery for vegetation studies, comparing different vegetation indices, a case study of Neishabour region, 2008", Proceedings of the 5th National Congress of Agricultural Machinery Engineering and Mechanization, Shahrivar, Mashhad. (In Persian)


4. Ahmadi, Rashid, "The role of land use in creating and intensifying the movements of forest stands", Master Thesis, Faculty of Humanities, 1995, Tarbiat Modares University, 124 pages. (In Persian)


5. Shiravand, Sirus, "Land use change and its effect on surface runoff and groundwater fluctuations (Case study: Najafabad plain)". Thesis of Isfahan University of Technology, 2013, Faculty of Natural Resources. (In Persian)


6. Chio, W., and Deal, B. M., 2008. Assessing Hydrological Impact of Potential Land use Change through Hydrological ang Land use Change Modeling for the Kishwaukee River Basin (USA). Journal of Environmental Management, 86, 1119-1130.


7. Lin, Y. P; Hong, N. M; Wu, P. J; Wu, C. F. and Verburg, P. H. 2007. Impacts of land use change Wu-Tu watershed in Northern Taiwan. Landscape and urban planning. (80): 111-126.


8. Lim, K. J; Engel, B. A; Kim, Y; Bhadori, B and Harbor, J. 2001. Development of the long-term hydrologic impact assessment (LTHIA) WWW systems. This paper was peer- reviewed for scientific content. Pages 1018- 1023. In: D. e. Stott, R.H. Mohtar and G.C. Steinhardt (eds). Sustaining the globl fram. Selected papers from the 10th international soil conservation organization meeting held may 24- 29, 1999 at Purdue University and the USDA- ARS national soil erosion research laboratory.


9. Lim, K. J; Engel, B. A; Tang, Z; Muthukrishnan, S; Choi, J. and Kim, K. 2006. Effects of calibration on L-THIA GIS runoff and pollutant estimation. Journal of Environmental Management. (78): 35-43.


10. Goldavi, Somayeh et al., "Evaluation of the effects of land use change on surface water using L-THIA model in Gorgan region", 2015, Environmental Research, Volume 6, Number 11, Spring and Summer 2015, from pages 131 to 140 . (In Persian)


11. Wafahkhah, Mehdi et al., "The effect of land use change on the amount of runoff in the Chalous River watershed", 2015, Echo Hydrology, Volume 2, Number 2, Summer 94, p. 22. (In Persian)


12. Yaoze,M, Optimal selection and placement of green infrastructure to reduce impacts of landuse change and climate change on hydrology and water quality: An application to the Trail Creek Watershed, Indiana. Science of the Total Environment, 2016. Volume553, 149-163


13. Salman Mahini-A, Hossein Nia-A, Ghasempoori-M, Tavassoli-A, Rezaei-M, "Long-term evaluation of hydrological effects (L-THIA) of land use change on annual runoff at the watershed scale", Geography and Development, 1391. (In Persian)


14. Tang, Z., B. A. Engel, B. C. Pijanowski and K. J. Lim. 2005. Forecasting land use change and its environmental impact at a watershed scale. Journal of Environmental Management 76: 35–45.


15. Beheshti Javid, Ibrahim, "Zoning of flood potential of Balghuluchay catchment". 1390, Master Thesis. Tehran Teacher Training University, Faculty of Geography. (In Persian)


16. Darvishsefat, Ali Asghar, "Environmental Assessment and Planning with Geographic Information Systems (GIS)", 2001, Second Edition, University of Tehran Press. (In Persian)


17. Perumal, K., Bhaskaran, R., 2010, Supervised performance of multispectral images. Journal of Computing, 2 (2): 124-129.


18. Afifi, A.A., Clark, V. 1984, Computer-aided multivariate analysis, Lifetime Learning Pub., 458p.


19. Bronstert, A., Niehoff, D., Bürger, G. 2002, Effects of Climate and Landuse Change on Storm Runoff Generation: Present Knowledge and Modelling Capabilities. Hydrological Processes, 16(2), 509-529.


20. Malmiran, Hamid, "Digital Processing of Satellite Images", 2001, Ministry of Defense and Armed Forces Support Publications, 279 p. (In Persian)


21. Zahedi, Ehsan et al., "Study of land use change and its effect on hydrology of Ziarat Gorgan urban watershed", Proceedings of the 7th National Conference on Watershed Management Science and Engineering, 2011, Faculty of Natural Resources, University of Isfahan. (In Persian)


22. Engel, B. 2005. Long-Term Hydrological Impact Assessment version-2.3. United States Environmental Protection Agency (EPA). Http:/www.ecn.purdue.edu/runoff.


23. Maalim, F. K., Melesse, A. M., Belmont, P., Gran, K. B., 2013. Modeling the impact of land use changes on runoff and sediment yield in the Le Sueur watershed, Minnesota using GeoWEPP. Catena, 107, 35-45.


24. Perry, T. and Nawaz, R. 2008. An investigation into the extent and impacts of hard surfacing of domestic gardens in an area of Leeds, United Kingdom. Landscape and Urban Planning. (86): 1-13.