Journal of RS and GIS for Natural Resources
,
Issue5,Year,
Winter
2024
پیشینه و هدف براساس اصل 45 قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران و ماده 2 قانون توزیع عادلانه آب، رودخانهها ثروت ملی بوده و در اختیار حکومت اسلامی است. بنابراین دولت مکلف است مطالعه و تعیین حد بستر و حریم رودخانهها را انجام و در صورتی که اعیانیهای موجود در بستر و حریم آنه More
پیشینه و هدف براساس اصل 45 قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران و ماده 2 قانون توزیع عادلانه آب، رودخانهها ثروت ملی بوده و در اختیار حکومت اسلامی است. بنابراین دولت مکلف است مطالعه و تعیین حد بستر و حریم رودخانهها را انجام و در صورتی که اعیانیهای موجود در بستر و حریم آنها را برای امور مربوط به آب یا برق مزاحم تشخیص دهد نسبت به تخلیه آن ها اقدام نماید. امروزه بهعلت افزایش ارزش اقتصادی زمین و تقاضا جهت احداث اعیانی در اراضی حاشیه رودخانهها و مجاری آبی متأسفانه روندتصرفات حدود بستر و حریم رودخانهها افزایش یافته که خود تهدیدی برای دسترسی به آب سالم و حفاظت از آن برای نسلهای آتی محسوب میشود. تصرف رودخانهها با کاهش عرض و تغییر کاربری اراضی بستر آنها همراه است. این اقدام باعث بهم خوردن رژیم طبیعی رودخانه و در نتیجه وقوع سیل و خسارتهای اجتماعی، اقتصادی، زیست محیطی را به دنبال دارد. مدیریت منابع آب و بهخصوص مدیریت سیل بدون شناخت و تحلیل جریان رودخانهها، پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر و حریم آنها میسر نمیباشد. در حال حاضر برای تعیین گستره سیلاب و مشخص کردند حد بستر رودخانهها نقشهبرداری زمینی انجام میشود. این روش بسیار زمانبر بوده و هزینه انجام آن زیاد میباشد. در همین راستا استفاده از تصاویر ماهوارهای و عکسهای هوایی به جای نقشهبرداری زمینی برای سرعت بخشیدن به انجام مطالعات و کاهش هزینهها میتواند راهگشا باشد. تحقیقات زیادی درکشور و دنیا درخصوص استفاده از تصاویر ماهوارهای در حوزههای مختلف انجام شده است. بهویژه در پژوهشهای متعددی از تصاویر ماهوارهای برای بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوضههای آبخیز و نیز مطالعه تغییرات مورفولوژی رودخانه استفاده شده است. پژوهشهایی پیرامون استفاده از تصاویر ماهوارهای در مطالعات هیدرولوژی و حوضههای آبخیز انجام شده است، اما در این پژوهش برای اولین بار امکان استفاده از تصاویر ماهوارهای برای تهیه نقشه رودخانه و استخراج مقاطع عرضی آن برای پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه مورد بررسی قرارگرفته است. در سالهای اخیر بستر رودخانه ارداک در بالادست سد اراداک، به طور گسترده تصرف و تغییر کاربری داده شده است. این امر باعث شدهاست تا تعداد حوادث سیل افزایش و کمیت و کیفیت آب سد ارداک که بخشی از آب شرب شهر مشهد را تامین مینماید، کاهش یابد. برای مدیریت سیل و حفاظت کمی و کیفی از سد ارداک، پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه ارداک ضروری میباشد. در حال حاضر برای انجام این کار ابتدا باید نقشه برداری زمینی انجام می شود. نقشه برداری زمینی برای تهیه نقشه رودخانه و استخراج مقاطع عرضی آن مستلزم صرف زمان طولانی و هزینه زیادی است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی امکان استفاده از تصاویر ماهوارهای با قدرت تفکیک 28×28 متر به جای نقشهبرداری زمینی بهمنظور افزایش سرعت انجام کار و کاهش هزینههای مطالعات طرحها و پروژههای آبی و مهندسی رودخانه است.مواد و روش ها برای ترسیم حوضه آبریز و استخراج پارامترهای فیزیکی آن از تصاویر ماهوارهای ASTER و نرمافزار HEC-GeoHMS استفاده شد. نقشه بستر موجود رودخانه و حاشیه آن تهیه و بهعنوان یک لایه جدید به نقشه کاربری اراضی حوضه اضافه شد. برای شبیه سازی بارش و رواناب از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS استفاده شد. ابتدا برای پنج واقعه بارش و رواناب مدل واسنجی و اعتباریابی گردید. سپس هایتوگراف بارش مربوط به دوره بازگشتهای مختلف در پایه زمان تمرکز حوضه به مدل HEC-HMS معرفی شد. مدل اجرا و سیلاب با دوره بازگشتهای مختلف شبیهسازی شد. اطلاعات هندسی رودخانه درقالب مقاطع عرضی هم از نقشهبرداری زمینی و هم از تصاویر ماهوارهای و با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS استخراج گردید. اطلاعات حاصل از مدلسازی جریان رودخانه در نرمافزار HEC-RAS از طریق الحاقیه HEC-GeoRAS به محیط GIS منتقل و درمحیط مذکور پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه به دو روش استفاده از اطلاعات نقشهبرداری زمینی و بهرهگیری از تصاویر ماهوارهای تعیین و با هم مقایسه شد.نتایج و بحث نتایج بیانگر آن است که پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه با استقاده از تصاویر ماهوارهای با قدرت تفکیک 28×28 متر قابل انجام است. در این مورد شاخصهای آماری میانگین خطای نسبی و ضریب همبستگی رگرسیون به ترتیب 13.2 و 92 درصد بدست آمد. اگر در چند نقطه از مسیر رودخانه مقطع عرضی از طریق نقشه برداری زمینی برداشت و جایگزین مقاطع عرضی که از روش تصاویر ماهوارهای بدست آمده اند، دقت پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه با استقاده از تصاویر ماهوارهای افرایش مییابد. بهطوریکه اگر به فاصله 150 متر و در طول 8 کیلومتر 47 مقطع عرضی جانمایی و بهصورت برداشت زمینی انجام و در مدل HEC-RAS جایگزین مقاطع عرضی بدست آمده از تصاویر ماهوارهای شود، خطای استفاده از روش تصاویر ماهوارهای برای پهنهبندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه به 8.1 درصد کاهش خواهد یافت.نتیجه گیری استفاده از تصاویر ماهوارهای با کیفیت 28×28 متر برای تعیین حد بستر رودخانه امکانپذیراست. این روش با میانگین خطای نسبی و ضریب همبستگی رگرسیون به ترتیب 13.2 و 92 درصد همراه است که این خطا را با مقطعبرداری زمینی میتوان تا 8 درصد کاهش داد.
Manuscript profile
Journal of Water Science & Engineering
,
Issue1,Year,
Winter
2021
Calculating the amount of effective rainfall as one of the water supply sources required for wheat cultivation is one of the basic study measures that can be used in the relevant planning. Therefore, identifying and applying a suitable method for estimating effective ra More
Calculating the amount of effective rainfall as one of the water supply sources required for wheat cultivation is one of the basic study measures that can be used in the relevant planning. Therefore, identifying and applying a suitable method for estimating effective rainfall, especially in rainfed cultivation, is doubly important. In this study, various methods of determining effective rainfall were evaluated, including: US Department of Agriculture (SCS) Soil Conservation Service Methods, Reliable, Experimental, USDA) Percentage and Renfro Method, using SPSS software and by testing. Duncan's statistics are given in the city of Isfahan for the cultivation of rainfed wheat. The results of this evaluation show that the Renfro method has not been accepted because it shows the effective rainfall values more than the rainfall itself. Reliable and experimental SCS methods and precipitation are more suitable for wet areas due to high negative values (zero). The results show that the percentage method and USDA are more consistent with the amount of precipitation than other methods. Due to greater compliance with the average monthly rainfall, the best method for calculating effective rainfall in Isfahan and USDA for wheat was proposed.
Manuscript profile
Sanad
Sanad is a platform for managing Azad University publications