زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص...

21
ه يژئومورفولوژ درو ي ، شماره ي24 ، سالشم ش، يز پاي1399 ص ، ص39 - 19 Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39) پيشني بي تأثير ده ازستفا اانه با بر خصوصيات جريان ماه اراضيت کاربري تغييراکي و هيدرولوژي مدل دادهي سنجش از دور در حوضه ها ي آب ر يز کوزه تپراقي اردبيل خاوريان حسن1 م آقائي ، مري2 مصطفي ، رئوف زاده3 1 - ل، ايران، اردبيليق اردبينشگاه محقعي، دا طبياي گروه جغرافيستاديار ا2 - دانش آموخته سنجش از دور وسي ارشد ي کارشناGIS ل، ايران، اردبيليق اردبينشگاه محق ، دا3 ـشکده پژوه عضوعي وع طبي گروه منابنشيار داانشکدهيريت آب د ي مدل، ايران، اردبيليق اردبينشگاه محقعي، داع طبي ي کشاورزي و مناب مقالهصول و: 03 / 10 / 1398 يد نهايي تأي مقاله:21 / 07 / 1399 چکيدهعه مدلين مطال هدف از اه از مدلستفاد اانه باناب ماهزي روا ساTemez لف تغييروهاي مختت سنارين تأثيرا نظر گرفت با درب در حوضه بر سي اراضيبري کار ي آبريز کوزهوارهز تصوير ماهلعه اين مطان اردبيل است. در استا تپراقي ا اي لندست8 سنجندهOLI/TIRS ( رتفاعي ، مدل رقومي اDEM ، داده) دوره و دبي روزانه هاي بارش، دما ي10 ( ساله1381 - 1391 ) شد. طبقهستفاده از روش نظارتده استفا اضي باي ارابر بندي کارر پشتيبانشين بردا شده ماب کاپاينجام شد و ضري ا95 / 0 و صحت کلي5 / 97 بريضعيت موجود کارجه به وين، باتووه برارصد بدست آمد. ع دبريضي، مجاورت کاري ارا ها هايبريرصد شيب کار اراضي و د اراضي در حوضه هاي ي مورد مطالعه10 اراضي در حوضهبريکار تغييروي سناري ي مورد تعريف و تدوين شد. هم مطالعه از مدل، نتايج حاصلين چنده از دادهستفا ا سازي باومتري هيدريستگاههداتي ا دبي مشا هاي کوزهارسنجي به مراحل واسنجي و اعتبن براي تبيي ضريبرسنجي شد. مقدارعتبا تپراقي واسنجي و ابر با برا ترتيب77 / 0 و65 / 0 شان نتايج ن بود.نده ده يبريت کارن بود که اگر تغييرا اي هاي اراضي در حوضهاس آينده براس ي مورد مطالعه در شرايط تدوين اراضيبريحياء کاري ا در سناريوها شده3 ،) آبي کشاورزيغ در اراضيث بااحدا( 4 غ در اراضيث بااحدا( راتع شخمحيا م آبي و ا کشاورزي و) خورده5 راتع شخمث باغ در ماحدا( رده و کم خو بهنابشد، حجم روا با) بازده ميزا ن4 / 3 ، 3 / 3 و1 / 4 هد يافت. همهش خوارصد کا دس شرايط تدوينسااضي براي اربرت کارين، اگر تغييرا چنوهايه در سناري شدوي در سناري اراضيبرييب کار تخر9 و) به زراعت ديمل مراتع پرشيبتبدي( 10 به اراضي بدونراتع کم شيبتبديل م( انه بهناب ماهشد، ميزان روا با)ش پوش ميزان24 / 15 و5 / 4 هد يافت.رصد افزايش خوا ددي: کلمات کلي اراضي، مدلبري کار تغييرويه، سناري ماهانات جريانوصيب اراضي، خص، تخريء اراضيحيا اTemez ، حوضه ي آب ر يز اردبيل ، کوزه تپراقي. ويسندهن( ) ي مسئولE-mail:[email protected]

Transcript of زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص...

Page 1: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

پاييز ، ششم ، سال 24 ي ، شمارهي دروژئومورفولوژيه

19-39، صص 1399

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

مدل هيدرولوژيکي و تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از تأثيربيني پيش اردبيل تپراقيکوزهيز ري آب هاي سنجش از دور در حوضهداده

3زاده، رئوف مصطفي 2، مريم آقائي 1حسن خاوريان

استاديار گروه جغرافياي طبيعي، دانشگاه محقق اردبيلي، اردبيل، ايران -1

، دانشگاه محقق اردبيلي، اردبيل، ايران GISي کارشناسي ارشد سنجش از دور و آموختهدانش -2

ي کشاورزي و منابع طبيعي، دانشگاه محقق اردبيلي، اردبيل، ايراني مديريت آب دانشکدهدانشيار گروه منابع طبيعي و عضو پژوهشکده ـ3

07/1399/ 21 مقاله:تأييد نهايي 1398/ 03/10 :وصول مقاله

چکيده

با در نظر گرفتن تأثيرات سناريوهاي مختلف تغيير Temezسازي رواناب ماهانه با استفاده از مدل هدف از اين مطالعه مدل

بر سيلاب در حوضه اراضي از تصوير ماهواره کوزه آبريز ي کاربري اين مطالعه اردبيل است. در استان لندست تپراقي 8اي

( 1391-1381ساله ) 10 يهاي بارش، دما و دبي روزانه دوره(، داده DEM، مدل رقومي ارتفاعي ) OLI/TIRSسنجنده

95/0انجام شد و ضريب کاپاي شده ماشين بردار پشتيبانبندي کاربري اراضي با استفاده از روش نظارت استفاده شد. طبقه

کلي صحت کاربري 5/97و موجود وضعيت به باتوجه براين، علاوه آمد. بدست کاربري درصد مجاورت اراضي، هاي هاي

کاربري شيب درصد و حوضهاراضي در اراضي مطالعه هاي مورد حوضه 10ي در اراضي تغييرکاربري مورد سناريوي ي

هاي دبي مشاهداتي ايستگاه هيدرومتري سازي با استفاده از دادهچنين، نتايج حاصل از مدل مطالعه تعريف و تدوين شد. هم

و 77/0ترتيب برابر با تپراقي واسنجي و اعتبارسنجي شد. مقدار ضريب تبيين براي مراحل واسنجي و اعتبارسنجي به کوزه

نشان 65/0 نتايج کاربري يدهندهبود. تغييرات اگر که بود در حوضه هاياين براساس اراضي آينده در مطالعه مورد ي

تدوين اراضيشرايط کاربري احياء سناريوهاي در آبي(، 3شده کشاورزي اراضي در باغ اراضي 4)احداث در باغ )احداث

، 4/3ن ميزابازده( باشد، حجم رواناب بهخورده و کم)احداث باغ در مراتع شخم 5خورده( و کشاورزي آبي و احيا مراتع شخم

هم 1/4و 3/3 يافت. کاهش خواهد تدويندرصد براساس شرايط اراضي کاربري تغييرات اگر در سناريوهاي چنين، شده

)تبديل مراتع کم شيب به اراضي بدون 10)تبديل مراتع پرشيب به زراعت ديم( و 9تخريب کاربري اراضي در سناريوي

درصد افزايش خواهد يافت. 5/4و 24/15ميزان پوشش( باشد، ميزان رواناب ماهانه به

کليدي: مدل کلمات اراضي، کاربري تغيير ماهانه، سناريوي اراضي، خصوصيات جريان تخريب اراضي، ، Temezاحياء

.، کوزه تپراقي اردبيليزري آبحوضه

ي مسئول()نويسنده E-mail:[email protected]

Page 2: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

20

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

مقدمه -1

و فرآيندهاي هيدرولوژيکي بر تأثيرات مهمي اراضي کاربري در مقياس تغيير و اکولوژيکي حوضه زماني هاي

)بسارالدين دارد مختلف همکاران، 1مکاني گامنيدوگا 1: 2014و همکاران، 2؛ تأثير 136: 2018و اين .)

هاي آبي و تعرق و جريان سفره-صورت تبخيرتواند از طريق تقسيم بارش بين جريان بازگشت به اتمسفر بهمي

باشد )کهنا 85: 2018و همکاران، 3ها )آرکورودخانه افزايش يا کاهش سيلاب بر آن در اثر و همکاران، 4( و

شانگ 47: 2019 همکاران، 5؛ جامع 1: 2019و مطالعات بايستي محققان سو يک از دقيق(. و در تر تري

از سوي ديگر مديران يز انجام داده و رآب يبيني تغييرات کاربري و تأثيرات آن بر بيلان آب حوضهپيش يزمينه

منطقه و دقيق محلي نظارت بايستي باشند اي داشته وقوع سيل کاهش اراضي جهت کاربري تبديل بر تري

همکاران، 6)هياندي مهم 2: 2018و راستا، اين در مدل (. محدوديت فرآيندهاي ترين رياضي سازي

يز ، دسترسي به رآب يت فيزيکي حوضههيدرولوژيکي و در نظر گرفتن تغييرات مکاني شرايط مرزي و خصوصيا

هاي سنجش از دور با قدرت تفکيک ها و اطلاعات مورد نظر از داده ها است. لذا، اين مشکل با استخراج داده داده

برطرف شده تا حدي فضايي و زماني )راتزرت بالاي همکاران، 7است دقت 6005: 2018و اين، بر (. علاوه

براساس تجپيش رواناب و تحليل سري بيني زماني دادهزيه به کيفيت هاي بستگي زيادي تا حد هاي گذشته

ارزيابي پاسخ هيدرولوژي آب2369: 2018، 8شده دارد )ميشرا و همکاران هاي استفاده داده يز، ر(. در راستاي

ويژگي مدل براساس متعددي هيدرولوژيکي داده هاي حوضه، توسعه هاي مطالعه هدف و موجود داده هاي

هاي مفهومي، متمرکز، تجربي، صورت مدل توان بهها را مي (. اين مدل 44: 2016، 9اند )سوپريا و کشناوني شده

بندي کرد )وينتر و بعدي دسته هاي عددي مبتني بر فرآيند، تصادفي و سهتوزيعي و مدل قطعي، توزيعي، نيمه

توزيعي ابزار مهمي براي بررسي وژيکي مفهومي و نيمههاي هيدرول(. از اين ميان، مدل 539: 2019، 10همکاران

(. 2: 2019، 11بيني پتانسيل تأثيرات تغييرات کاربري اراضي بر هيدرولوژي هستند )آندراد آبهو همکاران و پيش

بارشجهت پيش بايد مدل براي دوره-بيني سيلاب بيني طولاني پيش يرواناب توسعه داده شود تا جريان را

1- Basarudin 2- Gumindoga 3- Arceo 4- Kohnova 5- Shang 6- Hyandye 7- Kratzert 8- Mishra et al. 9- Supriya & Krishnaveni 10- Winter et al 11- Andrade Abe et al.

Page 3: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 21

(. در همين راستا، جهت بررسي تأثيرات تغيير 843: 2019، 2؛ ياداوو همکاران 2؛ 2018، 1و چن کنيم )چانگ

است که مي بر سيلاب مطالعات مختلفي صورت گرفته اراضي و کاربري اشاره کرد، سامي زير به موارد توان

SWATبا استفاده از مدل اي به بررسي تأثيرات تغيير کاربري اراضي بر رواناب ( در مطالعه 2019) 3همکاران

در مطالعه Chenar Randarيز رآب يدر حوضه ايشان پرداختند. داده يدر شيراز از اراضي، خود کاربري هاي

ارتفاعي و داده از مطالعهخاک، توپوگرافي، مدل رقومي يهاي روزانه هواشناسي استفاده کردند. نتايج حاصل

نواحي شهري و کاهش 108زي آبي، افزايش درصدي کشاور 12ايشان نشان داد که کاهش 418درصدي

( 2019) 4درصد متوسط ساليانه رواناب شده است. سانيتلان و همکاران 61/10هکتاري مراتع موجب افزايش

اراضي بر رفتار هيدرولوژيکي حوضه آبدر مطالعه به آناليز تأثيرات تغيير کاربري با استفاده از Agusanيز راي

ي پرداختند. نتايج حاصل از مطالعه HEC-RASو HEC-HMSو مدل TMو OLIاي لندست تصاوير ماهواره

تخليه در فاص و نشان داد که وسعت سيلاب، عمق سيلاب يافته 2018تا 1995زماني يلهايشان افزايش

در مطالعهاست. هم ايشان رفتار يچنين، بر تأثير منفي اراضي کاربري تغيير نتيجه رسيدند که اين به خود

اين، گارج و همکاران Agusanيز رآب يهيدرولوژيکي حوضه به بررسي ( در مطالعه2019) 5دارد. علاوه بر اي

هاي هاي توپوگرافي، خاک، پوشش گياهي و داده اضي بر هيدرولوژي با استفاده از داده تأثيرات تغيير کاربري ار

نتايج حاصل از مطالعه VICهواشناسي و مدل هيدرولوژيکي نواحي شهري يپرداختند. ايشان نشان داد که

جنگل 14/0 کاربري و افزا 7/0درصد موجب اراضي کاربري تغييرات اين است که يافته کاهش يش درصد

ميزان به رواناب همکاران 45پتانسيل و پونو است. شده مطالعه 2019) 6درصد در واکنش ( بررسي به اي

-يز به ازاي سناريوهاي مختلف تغيير کاربري اراضي پرداختند. نتايج حاصل از مطالعهرآب يهيدرولوژيکي حوضه

توسعه ي ازاي سناريو به داد که نشان تب يايشان و اراضي کشاورزي ميزان اراضي کشاورزي به ديل جنگل

چنين، ايشان به اين نتيجه رسيدند که با افزايش درصد افزايش يافت. هم 10سازي شده به ميزان رواناب شبيه

يابد. در اين راستا ميزان آب سطحي کاهش مي اراضي درختي و جنگل، ميزان نفوذ بهبود پيدا کرده و متعاقباً

اين اثر تغييرکاربري و سناريوهاي مختلف مديريتي مي بيني عواقب وقوع سيل درپيش اثرات تواند در کاهش

( در پژوهشي از مدل هيدرولوژيکي ماهانه 2016) 7ثر باشد. اوناته والدويزو و همکاران ؤپديده و مديريت آن م

Temez استفاده کردند. ايشان در يز در جنوب اکوادور و پرو رآب يهضحو 6بيني رواناب ماهانه در جهت پيش

1- Chang &Chen 2- Yadav at al., 3- Samie et al., 4- Santillan et al., 5- Garg et al., 6- Puno et al., 7- Onate-Valdivieso et al.,

Page 4: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

22

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

ايستگاه کليماتولوژي استفاده کردند. نتايج حاصل از مطالعه اين 43هاي بارش و دماي خود از داده يمطالعه

نشان ماهانه 63/0دقت يدهندهپژوهشگران هيدرولوژيکي مدل ماهانه پيش Temezدرصدي رواناب بيني

ماهانه . است رواناب بررسي اينکه به توجه نگرفته، مدل هيدرولوژيکي کوزهيز رآب يحوضهدر با انجام تپراقي

شبيه Temezماهانه شد. جهت استفاده ماهانه رواناب تغيير هم سازي مختلف تأثيرات بررسي چنين،

بيني تأثير پيش لذا، اين مطالعه با هدف مورد مطالعه انجام نشده است يهاي اراضي بر رواناب در حوضهکاربري

خيزي با استفاده از سنجش از دور، سيستم اطلاعات جغرافيايي اراضي بر سيلسناريوهاي مختلف تغيير کاربري

ريزي شد. هيدرولوژيکي برنامه و مدل

مواد و روش -2

مساحت کوزهيز ر آب يحوضه با کوثر اردبيل و قسمت شمالي شهرستان جنوبي شهرستان در قسمت تپراقي

نير را شامل مي کيلومترمربع واقع شده 5/812 از شهرستان ايستگاه هيدرومتري است و بخش زيادي شود.

عرض جغرافيايي قرار دارد و 38˚و 07'و 28"طول جغرافيايي و 48˚و 28'و 01"تپراقي در محدوده کوزه

ارتفاع ١٣8٤ارتفاع خروجي حوضه حداکثر و حداقل درياست. از سطح به کوزهيز رآب ي حوضهمتر تپراقي

ساله اقليمي، ميانگين بارندگي و دماي ساليانه در 40متر است. براساس آمار 2485و 1384ترتيب برابر با

تپراقي کوزهيز رآبحوضه گراد است. مناطق مسکوني درجه سانتي 95/6متر و ميلي 300برابر با يز رآب يحوضه

شود )علايي و همکاران، قشلاقي، جعفرلو، موران و شهر کورائيم را شامل ميجوق، خان روستا از جمله قلعه 65

هاي هواشناسي مورد استفاده چنين موقعيت ايستگاهمورد مطالعه و هم ي( موقعيت محدوده١(. شکل ) 1399

دهد. را نشان مي

مورد مطالعه ي(: موقعيت جغرافيايي محدوده1شکل )

Fig (1): The study area

Page 5: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 23

يز کوزه تپراقي، نياز رآب يسناريوهاي مختلف تغيير کاربري اراضي بر سيلاب در حوضه تأثيرجهت بررسي

بندي رواناب با دقت بالايي طبقهثر بر ؤ هاي کاربري اراضي مباشد که در آن کلاسکاربري اراضي مي ي به نقشه

تهيه مطالعه جهت اين در باشند. ماهواره ينقشه يشده تصوير اراضي لندست تغييرکاربري سنجنده 8اي

OLI/TIRS متر تهيه شد. 30شناسي آمريکا با قدرت تفکيک از سايت سازمان زمين 07/2018/ 01مربوط به

داکثر رشد پوشش گياهي بوده و فاقد ابر انتخاب شد. سپس لازم به ذکر است که تصاوير مربوط به فصل ح

( پانکروماتيک باند تفکيک قدرت افزايش ) 15براي باندهاي چندطيفي با دقت 30متر( فيوژن شد و متر(

از به 30مکاني نقشه 15متر يافت. افزايش تفکيک ي متر قدرت با ارتفاعي منطقه رقومي از مدل شيب،

به متر تهيه شد 30مکاني باندهاي تصوير اضافه شد تا در طبقهو به باند اي بندي تصوير ماهوارهعنوان يک

تصحيحات انجام از بعد شود. استفاده نيز توپوگرافي تغييرات اطلاعات از تصوير طيفي اطلاعات بر علاوه

طبقه روش از استفاده با تصوير اتمسفري( و نظارت )هندسي پشتيبان بندي بردار ماشين طبقه 6در شده

بندي کاربري اراضي کشاورزي ديم، کشاورزي آبي، مرتع، اراضي درختي، سطوح آبي و مناطق مسکوني طبقه

طبقهشد. يک و يافته توسعه ويلاديميروپنيک توسط پشتيبان بردار است ماشين باينري بندي

ليوفي-)اپوستوليديس و خط 1: 2015، 1آفنتوليس يک از پشتيبان بردار ماشين جداسازي (. براي راست

ها، تفکيک کند. اما در بعضي از مجموعه دادهبندي و از نظريه يادگيري آماري استفاده ميها جهت طبقهداده

امکان يوسيلهبه راست خط کرنليک از تعدادي مشکل اين حل براي نيست. ايجاد شدهپذير کرنل ها اند.

ميداده تعريف بالاتر چندبعدي فضاي در را داده ها نتيجه در و راحتکند تفکيک ها راست خط توسط تر

سينوار مي و )پاوا پيش533: 2015، 2شوند جهت براين، علاوه در (. ماهانه رواناب يز رآب يحوضهبيني

دادهکوزه از روازنهتپراقي بارش دادتپراقي، شمسهاي کوزهايستگاه يهاي روزانه هآباد و ساهپوش، دبي هاي

ايستگاه ملااحمد استفاده شد يهاي دماي روزانهتپراقي و دادهايستگاه کوزه

مديريتي سناريوهاي تدوين -1-2

تهيه از سال ينقشه يبعد اراضي حوضه 2018کاربري در اراضي کاربري تغييرات يز رآبي براساس

سناريوي 5سناريوي مديريتي تخريب و 5سناريوي مديريتي ) 10 (،2018تپراقي در وضعيت موجود )کوزه

کاربري ساير با مجاورت شيب، درصد منطقه، از شناخت براساس احيا( کاربريمديريتي و اراضي ها هاي

(. سناريوهاي مديريتي و 2010ساله در آينده تعريف شد )سعدالدين و همکاران، 20 يهمختلف در يک دور

( آمده است. 1در جدول )قواعد تدوين آن

1- Apostolidis-afentoulis & Lioufi 2- Pahwa & Sinwar

Page 6: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

24

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

تپراقي کوزه يزرآبساله در آينده در 20 يشده يک دورهبيني (: سناريوهاي مديريتي پيش 1جدول )Table (1): Predicted management scenarios for a 20-year period in Koozehtopraghi watershed

توضيحات قواعد تدوين و عنوان فعاليت سناريوي مديريتي

سناريوي مبنا )وضعيت موجود( کاربري اراضي موجود وضعيت موجود

درصد 20-12اراضي ديم در شيب شيب در اراضي ديم احياء و تقويت مراتع کم )احياء( 1سناريوي

خوردهاحيا مراتع شخم )احياء( 2سناريوي متري از 500زارها، بافر درصد ديم 25تر از شيب بيش

مراتع

احداث باغ در اراضي کشاورزي آبي )احياء( 3سناريوي 500درصد اراضي زراعي آبي، بافر 20تر از شيب کم

متري از اراضي درختي

3و 2قواعد سناريوي 3و 2ترکيب سناريوهاي )احياء( 4سناريوي

)احياء( 5سناريوي محمدي( در احداث باغ )گردو، بادام و گل

خورده و کم بازدهشخممراتع

زار کم درصد، در مراتع شخم خورده و ديم 20 -12شيب

بازده

شيب به زراعت ديم تبديل مراتع کم )تخريب( 6سناريوي مترمجاور 100درصد اراضي مرتع، بافر 20-12شيب

اراضي ديم

تبديل مراتع پرشيب به زراعت ديم )تخريب( 7سناريوي مترمجاور 100اراضي مرتع، بافر درصد 35-20شيب

اراضي ديم

شيب به زراعت ديم تبديل مراتع کم )تخريب( 8سناريوي مترمجاور 150درصد اراضي مرتع، بافر 20-12شيب

کشاورزي ديم

تبديل مراتع پرشيب به زراعت ديم )تخريب( 9سناريوي مترمجاور 150درصد اراضي مرتع، بافر 35-20شيب

کشاورزي ديم

10سناريوي

)تخريب(

شيب به اراضي بدون تبديل مراتع کم

پوشش

100درصد، بافر 20-12کاربري اراضي مرتع در شيب

متري از اراضي کشاورزي ديم

سازي روانابمدل -2-2

شبيه ماهانه جهت هيدرولوژيکي مدل با رواناب داده Temezسازي ايستگاه از سه روزانه بارش هاي

شمسکوزه و ساهپوش دادهتپراقي، کوزهآباد، هيدرومتري ايستگاه روزانه دبي دادههاي و دماي تپراقي هاي

هاي دماي روزانه استفاده از دادهاستفاده شد. با 1391تا 1381هاي ايستگاه ملااحمد مربوط به سال يروزانه

؛ ادين 18: 1983، 1تعرق روزانه براساس روش پيشنهادشده توسط مورتن و همکاران-مقادير پتانسيل تبخير

از داده300: 2005، 2و همکاران با استفاده ماهانه تعرق پتانسيل تبخير هاي ، محاسبه شد و سپس مقادير

ايستگاه ملااحمد به اينکه مدل دماي روزانه به باتوجه براساس داده Temezدست آمد. ماهانه رواناب را هاي

1- Morton et al., 2- Oudin et al.,

Page 7: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 25

کند، مجموع بارش ماهانه، متوسط دبي ماهانه و مجموع پتانسيل تبخيرتعرق ماهانه با استفاده سازي ميشبيه

استانفورد است. يز رآب ي هشمدل کلاسيک حو سازي نوعي ساده Temezدست آمد. مدل هاي روزانه بهاز داده

آب زيرزميني، رواناب سطحي و رواناب کل در حوضه يتعرق واقعي، تغذيه-در اين مدل امکان تخمين تبخير

معادلات يزرآب همکاران Temezبا و )آلوارز است شده مدل 17و 16: 2005، 1فراهم پارامترهاي .)

، Hi، ضريب ذخيره آب زيرزميني در آبخوان )هزار متر مکعب در ماه(؛ Viهيدرولوژيکي مورد استفاده شامل:

)ميلي رطوبت خاک زيرزميني؛ Alphaمتر(؛ محتواي آب يا جريان فروکش ظرفيت Imax، ضريب حداکثر ،

بعد است.ضريب بي Cمتر( و ، حداکثر ظرفيت رطوبت خاک )ميليHmaxمتر در ماه(؛ نفوذ )ميلي

(. اين 30: 2017، 2، رواناب در هر واحد از سطح حوضه است )ويرا و کنسيکائو کنهاTemezخروجي مدل

غيراشباع يا فوقاني منطقه دو به را اشباع يو منطقه (S)مدل سيستم يا کند. تقسيم مي، (G)شده پاييني

) (P)بارش مازاد دو قسمت شامل تبخير (Tدر حوضه دو بوده که قس (ET)تعرق -و شامل مازاد خود مت

( 2) يصورت رابطهبه T(. بارش 2016، 3و نفوذ است )اوناته والدويزو و همکاران (Eقسمت رواناب سطحي )

شود: بيان مي

(1 ) 𝑇𝑖 = 𝑃𝑖 اگر 0 ≤ 𝑃𝑂

(2 ) 𝑇𝑖 = (𝑃𝑖 − 𝑃𝑂)/(𝑃𝑖 + 𝛿 − 2𝑃𝑂)𝑃𝑖 اگر 1− > 𝑃𝑂

که در آن:

(3 ) 𝛿 = 𝐻𝑚𝑎𝑥 − 𝐻𝑖−1 + 𝐸𝑃𝑖

(4) 𝑃𝑂 = 𝐶(𝐻𝑚𝑎𝑥 − 𝐻𝑖−1)

iP 1بارش در بازه زماني بين لحظه-i تا لحظهi (mm) ،oP آستانه رواناب(mm) ،Ti زماني بين يمازاد در بازه

لحظه i-1لحظه خاک i (mm) ،maxHتا رطوبت ظرفيت لحظه 1-iH، (mm)حداکثر در i-1رطوبت خاک

(mm) ،iEP تعرق در لحظه -پتانسيل تبخيرi به(mm) وC ،؛ اوناته والدويزو و 1977پارامتر مدل است )تمز

(. 2016همکاران،

شود:( محاسبه مي5) يبراساس رابطه iHرطوبت خاک

1- Alvares et al., 2- Vieira &Conceição Cunha 3- Onate-Valdivieso et al.,

Page 8: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

26

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

(5 ) 𝐻𝑖 = 𝑚𝑎𝑥 (0, 𝐻𝑖−1 + 𝑃𝑖 − 𝑇𝑖, 𝐸𝑃𝑖)

شود:محاسبه مي 6و براساس رابطه iER (mm)تعرق واقعي -تبخير

(6 ) 𝐸𝑅𝑖 = min(𝐻𝑖−1 + 𝑃𝑖 − 𝑇𝑖 , 𝐸𝑃𝑖)

گيرد که در ، در نظر ميmax(I(و پارامتر حداکثر نفوذ T)i(صورت تابعي از مازاد را به I)i(مدل مقدار نفوذ

بيان شده است. 7رابطه

(7 ) 𝐼𝑖 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑖(𝑇𝑖 + 𝐼𝑚𝑎𝑥)−1

iT، iI وmaxI يابد تا به مقدار متر خواهند بود. نفوذ با مازاد افزايش ميبه ميليmaxI برسدiI باعث بالا آمدن

سفره زيرزميني يسطح اضافي iR) آب بارش که، حالي در رواناب سطحي iI - iT = i(E(( شده به تبديل

کند.( پيروي مي8) ي خواهد شد. زهکشي آبخوان از رابطه

(8 ) 𝑄𝑖= 𝑄

𝑖−1𝑒−𝑎,𝑡

iتا i-1زماني بين يفاصله tضريبي که به شرايط حوضه مورد مطالعه بستگي دارد و i ،aدبي در زمان Qکه

با: در آبخوان برابر است iVو حجم iQ بين دبي ياست. رابطه

(9 ) 𝑄𝑖= 𝑎V𝑖

شود:محاسبه مي (10) يدبي آب نفوذي براساس رابطه

𝑄𝑖= 𝑄

𝑖−1𝑒−𝑎𝑡+𝑎𝑅𝑖𝑒

−𝑎/2 (10 )

در اين فرآيند در SUBiA است. سهم آب زيرزميني iتا i-1زماني بين يدبي ورودي به آبخوان درفاصله iRکه

شود: محاسبه مي (11) يزماني مورد نظر با استفاده از رابطه يطي بازه

(11 ) 𝐴𝑆𝑈𝐵𝑖 = 𝑉𝑖−1 − 𝑉𝑖 + 𝑅𝑖𝑡

فرآيند اين در موثر عوامل به وسيلهtiAسهم کل به12) ي رابطه ي، )تمز، دست مي( اوناته 1977آيد ؛

(. 2016والدويزو و همکاران،

(12 ) 𝐴𝑇 = 𝑇𝑖 − 𝐼𝑖 + 𝐴𝑆𝑈𝐵𝑖

Page 9: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 27

کاربري شامل که منطقه در موجود اراضي کاربري هر براي ضرايب ديم، ابتدا کشاورزي اراضي هاي

کشاورزي آبي، مرتع، اراضي درختي، مناطق مسکوني و سطوح آبي است انتخاب شد و سپس مساحت مربوط

( مبنا سناريو در اراضي کاربري هر است2018به اراضي کاربري تخريب و احيا سناريوهاي و و ( شد خراج

هر و ضريب هر براي وزني ميانگين کاربري هر به مربوط مساحت و ضرايب مقادير از استفاده با درنهايت

قرار داده شد. در Temezدست آمده و در معادله مدل سناريو براساس مساحت و ضريب هر کاربري اراضي به

از کاربري يمحاسبه براي هر يک بميانگين وزني ضرايب از کاربريها علاوه هاي ر ضرايب، مساحت هر يک

( موجود وضعيت در مقادير 2018اراضي است. نياز مورد نيز اراضي کاربري تخريب و احيا سناريوهاي و )

مدل انتخاب پارامترهاي کاربري Temezشده در براي پيشنهاد محققان مختلف براساس اراضي مختلف هاي

( آمده است. 2جدول )

هاي اراضي براساس مطالعات مختلف دست آمده براي کاربريضرايب به (: 2جدول ) Table (2): Coefficient obtained for land uses based on different studies

Imax Alpha C Hmax H0 V0 کاربري

80 5 170 55/0 15/0 110 کشاورزي ديم 90 8 200 45/0 35/0 130 کشاورزي آبي 120 15 280 18/0 95/0 170 اراضي درختي

20 2 50 95/0 10/0 20 مسکوني 100 10 170 10/0 75/0 150 سطوح آبي

110 10 230 35/0 75/0 160 مرتع

منبع

لارگرون و همکاران،

.، 5و 2؛ 2018

سورياپوتر و همکاران،

6و 5؛ 2017

سورياپوتر و

؛ 2017همکاران،

.، آکنوي و 6و 5

2019همکاران،

سورياپوتر و همکاران،

. موترجا، 5و 6؛ 2017

؛ سوبرامانيا؛ 1990

1991 . ASCE و

wfcp ،1969

: 1993جين

و 438، 437439

Page 10: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

28

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

واسنجي و اعتبارسنجي -3-2

شده به حداقل سازي شده و مشاهدهدر فرآيند واسنجي، با برآورد پارامترهاي مدل خطاهاي بين نتايج شبيه

شده براساس اعتبارسنجي دقت مدل واسنجي ي( و در مرحله 5008: 2018، 1ژيه و همکاران)پينگرسد مي

ميداده بررسي جداگانه )مصطفيهاي همکاران، شود و داده در(. 2017زاده مطالعه طول اين حسب بر ها

دو دسته تقسيم ( براي واسنجي و اعتبارسنجي مدل مذکور به 1391-1381ساله موجود ) 10آماري يدوره

-1388سال دوم ) 4هاي ( براي واسنجي و از داده1387-1381سال اول ) 6هاي طوري که از دادهشد. به

بيش1391 طول دليل شد. استفاده مدل اعتبارسنجي براي دوره( به يتر دستيابي امکان واسنجي،

همکاران و )طيب است بوده مدل بهينه ه230: 2012، 2پارامترهاي و جو (. 11و 10: 2012، 3مکاران،

واسنجي مدل انجام گرفت و يدست آمده براي پارامترها در مرحلهاعتبارسنجي مدل با استفاده از مقادير به

2Rمورد ارزيابي قرار گرفت. کميت 2Rمدل با استفاده از شاخص اعتبارسنجي يدست آمده به وسيلهنتايج به

ضريب و يا )رودريگز و 65: 1988، 4نيکواندر تبيين لاگاتس همبستگي (. 233: 1999، 5کب مک؛ مربع

ها را با توان آن دهد که ميهاي مشاهده شده را توضيح ميگشتاوري پيرسون است و نسبت واريانس کلي داده

به 0که (. 233: 1999، کبمکلاگاتس و است ) 1تا 0مقادير اين ضريب بين يهمدل توضيح داد. محدود

به معناي اينست که 1شده است در حالي که سازي و مشاهدههاي شبيهبستگي بين داده ني عدم وجود هممع

ي ضريب تبيين (. رابطه8: 2018، 6شده برابر با مقدار مشاهده شده است )فکي و همکارانسازي انجامشبيه

صورت زير است: به

(13 ) R2 =

[ ∑ [(QObs − Q̅Obs)(QSim − Q̅Sim)]n

i=1

√∑ (QObs − Q̅Obs)2n

i=1 √∑ (QSim − Q̅Sim)2ni=1 ]

2

آن در مشاهداتي، :𝑄𝑂𝑏𝑠 که شبيه :𝑄𝑆𝑖𝑚دبي شده، دبي و :�̅�𝑂𝑏𝑠سازي مشاهداتي دبي : �̅�𝑆𝑖𝑚ميانگين

مقادير پارامترهاي مدل، ميانگين وزني ضرايب مدل ي سازي شده است. در راستاي محاسبهميانگين دبي شبيه

Temez نتايج آن در و کاربري محاسبه شد براي هر از مساحت و مقادير مربوط به ضرايب مدل با استفاده

1- Ping Xie et al., 2- Tayyab et al., 3- Joo et al., 4- Rodgers & Nicewander 5- Legates & McCabe 6- Feki

Page 11: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 29

تپراقي هاي دبي ماهانه ايستگاه هيدرومتري کوزهفرمول مدل تمز جاگذاري و واسنجي مدل با استفاده از داده

انجام شد. 2Rشده( بر اساس شاخص )مشاهده

ها و بحث يافته -3

اين مطالع براي طبقهدر اراضي حو بندي کاربريه بردار پشتيبان يز کوزهرآب يهشهاي از روش ماشين تپراقي

از طبقه براساس ماتريس خطاي حاصل دست به 5/97و صحت کلي 95/0بندي ضريب کاپاي استفاده شد.

يدر حوضهاراضي هاي کاربري آمد. اطلاعات مربوط به ارتفاع متوسط، شيب متوسط، جهت شيب غالب کلاس

هاي اراضي مدل رقومي ارتفاعي و شيب کاربري يچنين، نقشه( آمده است. هم3تپراقي در جدول )يز کوزهرآب

( ارائه شده است.2يز مورد مطالعه در شکل )رآب يحوضه

تپراقي يز کوزه ر آب يهاي اراضي حوضهمشخصات ارتفاع متوسط، شيب متوسط و جهت شيب غالب کاربري :(3جدول )Table (3): Characteristics of mean elevation, slope and aspect of land uses in Koozehtopraghi watershed

غالب جهت شيب شيب متوسط )درصد( ارتفاع متوسط )متر( کاربري اراضي

جنوبي 13 1623 کشاورزي ديم

جنوب شرقي 24 2226 اراضي درختي

جنوب شرقي 5 1447 سطوح آبي

جنوب غربي 30 1950 مرتع

جنوب غربي-جنوبي 7 1696 مناطق مسکوني

جنوب شرقي 6 1466 کشاورزي آبي

( ب) (الف )

تپراقي يز کوزه ر آب يطبقات ارتفاعي الف( و طبقات شيب ب( حوضه ينقشه :(2شکل )Fig (2): Elevation (A), Slope (B) classes in Koozehtopraghi watershed

Page 12: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

30

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

( نشان داده شده است. 3به روش ماشين بردار پشتيبان در شکل ) 2018بندي سال طبقه ينقشه

( موجود وضعيت بر کاربري2018علاوه تخريب و احياء سناريوهاي اراضي، کاربري براساس ( اراضي هاي

، 2018هاي اراضي در سال هاي آتي تعريف شد و علاوه بر وضعيت کاربريوضعيت موجود منطقه براي سال

سناريوهاي مختلف تغيير تأثير سناريوهاي مختلف احياء و تخريب تغييرات کاربري اراضي نيز استخراج شد تا

مورد Temezتپراقي با استفاده از مدل هيدرولوژيکي ماهانه يز کوزهرآب ي هضکاربري اراضي بر سيلاب در حو

در حوضه پيش اراضي کاربري تغيير و تخريب احياء اين مطالعه سناريوهاي در قرار گيرد. بررسي و ي بيني

کشاورزي ديم و آبي، اراضي درختي و مراتع تدوين و تعريف شد. هاي اراضي کيد بر کاربريأمورد مطالعه با ت

صورت که سناريوهاي احياء کاربري اراضي براساس افزايش کاربري اراضي مرتع و اراضي درختي و کاهش اين به

کشاورزي تدوين شد. در تدوين سناريوهاي احياء کاربري اراضي هدف، کاهش سيلاب از طريق افزايش اراضي

براين، سناريوهاي تخريب بود. علاوه ارتفاع رواناب اراضي، کاهش سرعت رواناب، کاهش حجم و نفوذپذيري

د مراتع و درختي اراضي کاهش و ديم کشاورزي افزايش احتمال با نيز اراضي شد. کاربري تدوين حوزه ر

سناريوهاي تخريب کاربري اراضي از طريق افزايش شدت و حجم سيلاب از طريق کاهش نفوذپذيري خاک،

ارتفاع رواناب مي افزايش کاربري کشاورزي ديم يز کوزهرآب يشود. در حوضهافزايش سرعت رواناب و تپراقي

درصد از 40چنين مراتع نيز شود. هممي درصد از کل مساحت را شامل 8درصد و کشاورزي آبي نيز 9/44

را شامل مير آب يمساحت حوضه و مراتع يز مورد مطالعه آبي ديم، کشاورزي اراضي کشاورزي در کل شود.

در هاگيرد که لزوم تدوين و تعريف احتمالات تغيير اين کاربري مورد مطالعه را در بر مي ي بخش وسيعي از حوضه

هاي ممکن در نظر گرفته شد و همه عواملي مورد مطالعه همه وضعيت ي در حوضه سازد.آينده را ضروري مي

مي کاربريکه تغييرات در آينده تواند در اراضي ذکر تأثيرهاي به قرار گرفت. لازم بررسي باشند مورد گذار

تعر در ارتفاعي رقومي مدل يا شيب عامل از تنها مديريتي، سناريوهاي مطالعات اغلب در که يف است

که در اين مطالعه علاوه بر شيب، عوامل حريم از سناريوهاي تغيير کاربري اراضي استفاده شده است در حالي

چنين، در بعضي از مطالعات نيز عامل خاک و رطوبت ها نيز در نظر گرفته شد. همها و مجاورت کاربريکاربري

سازي مدل يلعه حاضر اين عامل در مرحلهخاک نيز در تعريف سناريوها در نظر گرفته شده است که در مطا

به کاربريرواناب از يک هر به مربوط مساحت شد. استفاده مدل ورودي ضرايب سناريوهاي عنوان در ها

دست آمده ضرايب مدل با استفاده از مساحت و ضرايب مربوط به هر ( و ميانگين وزني به4مختلف در جدول )

( آمده است.5آن در جدول ) کاربري اراضي محاسبه شد که مقادير

Page 13: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 31

به روش ماشين بردار پشتيبان 2018تپراقي سال يز کوزه رآب يبندي کاربري اراضي حوضهطبقه ينقشه: (3شکل )

Fig (3): Land use map of Koozehtopraghi watershed for 2018 with SVM method

( 2kmتپراقي )يز کوزه رهاي اراضي در سناريوهاي مختلف مديريتي در حوضه آبمساحت هر يک از کاربري :(4جدول )Table (4): The area of land uses in deferent land use scenarios in Kouzehtopraghi

کشاورزي کاربري اراضي

ديم

مناطق مرتع سطوح آبي اراضي درختي

مسکوني

کشاورزي

آبي

اراضي بدون

پوشش

- 67 4 329 92/0 46 365 سناريو مبنا

- 67 4 379 92/0 46 314 1سناريو

- 67 4 329 92/0 46 360 2سناريو

- 30 4 328 92/0 84 364 3سناريو

- 30 4 334 92/0 84 358 4سناريو

- 67 4 328 92/0 95 316 5سناريو

- 67 4 284 92/0 46 410 6سناريو

- 67 4 267 92/0 46 426 7سناريو

- 67 4 274 92/0 46 420 8سناريو

- 67 4 267 92/0 46 365 9سناريو

45 67 4 284 92/0 46 364 10سناريو

Page 14: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

32

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

يز رهاي موجود در حوضه آبدست آمده ضرايب مدل هيدرولوژيکي براساس کاربريمقادير ميانگين وزني به :(5جدول )

تپراقي کوزه Table (5): The weighted mean obtained values for hydrologic model of available land uses in

Koozehtopraghi watershed C Hmax Imax Alpha H0 V0 سناريوها

72/3 6/7 004/0 133 101 45/0 سناريو مبنا

14/4 2/8 005/0 5/138 5/106 43/0 1سناريو

99/3 8/7 005/0 9/134 7/103 43/0 2سناريو

29/4 1/8 005/0 3/137 3/108 43/0 3سناريو

31/4 2/8 005/0 6/137 6/108 42/0 4سناريو

32/4 5/8 005/0 139 7/110 42/0 5سناريو

91/3 6/7 004/0 8/132 9/101 45/0 6سناريو

86/3 5/7 004/0 6/131 9/100 46/0 7سناريو

88/3 5/7 004/0 2/132 4/101 46/0 8سناريو

63/3 1/7 004/0 3/123 9/94 41/0 9سناريو

63/3 1/7 003/0 5/126 9/94 42/0 10سناريو

انجام مي سازي هيدرولوژيکي در دو مرحله واسنجي و مدل واسنجي مدل يشود. در مرحلهاعتبارسنجي

و 77/0واسنجي برابر با يدر مرحله 2R( مقدار ضريب 4براساس نتايج حاصل از شکل ) Temezرواناب ماهانه

دقت قابل قبول مدل در يدهندهدست آمد که نشان به 65/0در مرحله اعتبارسنجي مدل مقدار اين کميت

حوشبيه در ماهانه رواناب کوزهرآب يهض سازي بهيز خصوص اين در است. ميتپراقي وسعت نظر که رسد

سنجي با پراکنش مناسب، يکي از دلايل بروز خطا در ران هاي بامورد مطالعه و نيز عدم وجود ايستگاه يمنطقه

داده از بخشي است که ذکر قابل باشد، در نتايج مدل نفوذ با مرتبط پارامترهاي مانند نياز مدل هاي مورد

داده نيازمند براي منطقه اختيار در اندک هزينه نيز و به وسعت منطقه باتوجه است که دقيق هاي ميداني

هاي خاک موجود و نيز جداول استاندارد براي تعيين اين پارامترها استفاده عي شده است از دادهنامه، سپايان

دست آمده در ساير مطالعات مشابه همخواني دارد )اناته والدويزو دست آمده با مقادير بهشود. مقدار ضريب به

بيني شده و پيشمقادير مشاهده تر بودن نزديک يکننده(. مقدار ضريب تبيين، بيان 962: 2016و همکاران،

دقيق و يکديگر به بودن جوابشده همتر است. در هر مرحله نشان ها تبيين از ضريب نتايج حاصل چنين،

واسنجي است. يتري نسبت به دورهاعتبارسنجي داراي دقت کم ي سازي در دورهدهد که شبيهمي

Page 15: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 33

ب الف

شده مدل در مرحله الف( واسنجي و ب( اعتبارسنجي در بيني شده و پيش هاي رواناب مشاهده همبستگي داده :(4شکل )

تپراقي ايستگاه کوزه Fig (4): Correlation of observation and prediction runoff data in (A) validation and (B) calibration steps

( نشان داده شده است. 5اثر سناريوهاي مختلف تغيير کاربري اراضي بر مقدار رواناب در شکل )

ازاي سناريوهاي مختلف تغيير کاربري به Temezبيني مدل هيدرولوژيکي ماهانه متوسط رواناب ماهانه براساس پيش :(5شکل )

Fig (5): The average of monthly simulated runoff by the Temez hydrologic model for different land use

scenarios

بر اساس وضعيت مبنا و داده، شبيه(5)در شکل اراضي موجود در سازي هاي هواشناسي پايه و کاربري

هاي هواشناسي ثابت بوده و فقط ضرايب مربوط به انجام شده است و براي ساير سناريوها، داده 2018سال

1.4391x + 0.1061y=

0.77R2=

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0.00 2.00 4.00

دهي ش

ينش ب

پيي

هاده

دا

داده هاي مشاهده شده

0.3456x + 0.0615y=

0.656R2=

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0.00 2.00 4.00

دهي ش

ينش ب

پيي

هاده

دا

داده هاي مشاهده شده

Page 16: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

34

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

رواناب )واقعي هاي اراضي براساس سناريوهاي تغيير کاربري اراضي تغيير داده شده است. هيدروگرافکاربري

( آمده است.7( و )6هاي )شده( در مراحل واسنجي و اعتبارسنجي در شکلبيني و پيش

واسنجي يشده در مرحلهسازي(: مقادير دبي ثبت شده و شبيه6شکل )

Fig (6): The values of predicted and observed in calibration step

اعتبارسنجي يشده در مرحلهسازيمقادير دبي ثبت شده و شبيه :(7شکل )

Fig (7): The values of predicted and observed in validation step

)احداث باغ در اراضي کشاورزي آبي و احيا 4)احداث باغ در اراضي کشاورزي آبي(، سناريو 3سناريوهاي

باشند. بازده( جزو سناريوهاي احياء ميخورده و کمدر مراتع شخم )احداث باغ 5خورده( و سناريو مراتع شخم

( در منطقه اگر 2018سازي رواناب با استفاده از مدل هيدرولوژيکي ماهانه نسبت به وضعيت موجود )در شبيه

و 3/3، 4/3ميزان باشند موجب کاهش رواناب به 5و 4، 3تغييرات کاربري اراضي براساس شرايط سناريوهاي

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0

10

20

30

40

50

60

70

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

0 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Page 17: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 35

دست آمده با نتايج ساير يز مورد مطالعه خواهدشد. نتايج بهرآب يدرصد نسبت به وضعيت موجود حوضه 1/4

خيزي ات تغييرات کاربري اراضي بر روي سيلتأثيراي مشابه عنوان مثال در مطالعهمطالعات همخواني دارد، به

منطقه رواناب ماهوارهو تصاوير از استفاده با شرقي آذربايجان استان در مدل اي و شد. SWATاي بررسي

باغبراسا توسعه و درختان کاشت محققان، اين مطالعه از حاصل نتايج بهس منطقه در درصد 14ميزان ها

و 41: 1393مقدم و همکاران، بين ميزان بارش و رواناب حاصل از آن را کاهش داده است )رضايي يرابطه

اگر تغيير کاربري اراضي در سناريوهاي تخريب کاربري اراضي تأثير (. علاوه بر اين، براساس نتايج حاصل از 54

براساس شرايط سناريوهاي يز کوزهرآبحوضه ي صورت گيرد، ميزان رواناب ماهانه در حوضه 10و 9تپراقي

( تغييرات کاربري 2018درصد نسبت به وضعيت مبناي ) 5/4و 24/15ترتيب به ميزان تپراقي بهيز کوزهرآب

خواهد يافت. يز مورد مطالعه افزايشرآب ياراضي در حوضه

گيري نتيجه -4

ماهانه هيدرولوژيکي نسبتاً Temezمدل داده عملکرد براساس ماهانه رواناب مقادير برآورد در هاي خوبي

هاي اراضي از قبيل نفوذپذيري خاک، وضعيت مورداستفاده از خود نشان داد. اين مدل شرايط مختلف کاربري

سناريوهاي تأثيرگيرد. لذا براي بررسي نحوه هاي زيرزميني و رطوبت خاک را در برآورد رواناب در نظر ميآب

ت منطقهمديريتي در است. مناسبي مدل سيلاب، روي بر اراضي کاربري سناريوهاي يغيير مطالعه مورد

روي بر اثر سناريوهاي مديريتي تخريب اما در منطقه کمک کرده رواناب به کاهش تا حدي احيا مديريتي

10در سناريوي درصد و 24/15برابر با 9افزايش سيلاب نسبتا زياد است. ميزان کاهش رواناب در سناريوي

ه ضدرصد بوده است، که اين به علت افزايش کاربري کشاورزي ديم و کاهش کاربري مرتع در حو 5/4برابر با

داشت آب در کاربري توان کاهش ميزان نگهتپراقي بوده است. بايد اشاره شود که دليل اين امر را مييز کوزهرآب

ا به دانست. مرتع کاربري به نسبت ديم ديم کشاورزي کشاورزي کاربري در رواناب سرعت که ترتيب ين

مي تبديل رواناب به زودتر ايجادشده بارش و يافته همافزايش کاربري شود. احياء سناريوهاي اثر بر چنين،

ميزان آب اراضي با افزايش اراضي درختي، ميزان نفوذ بهبود پيدا کرده، سرعت رواناب کاهش يافته و متعاقبا ً

مي کاهش ميسطحي پيشنهاد اساس اين بر کاربري يابد. تغيير از جلوگيري براي مديريتي اقدامات شود

کاربري به تشديدکنندهاراضي هم يهاي شود. اتخاذ منطقه در ميسيلاب پيشنهاد مطالعات چنين، شود

بهبيش اين مدل در مناطق مختلف اقل تر در زمينه کارآيي اراضي و با تنوع کاربري انجام خصوص مناطق يم

هاي سنجش از دور بهبود يابد.شده و دقت پارامترهاي مورد استفاده در اين مدل با استفاده از داده

Page 18: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

36

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

منابع -5

AhmadiSani, N., Solaimani, K., Razaghnia, L., Mostafazadeh, R., & Zandi, J. (2018). Assessing

the efficiency of Arc-CN Runoff tool in runoff estimation and its comparison in 1996 and

2011 years in Haraz Watershed, Mazandaran Province. Hydrogeomorphology, 16, 139-158.

(In Persian)

Alaie, N., Mostafazadeh, R., Esmali-Ouri, A., Sharari, M., & Hazbavi, Z (2020). Assessment

and Comparison of Landscape Connectivity in KoozehTopraghi Watershed, Ardabil

Province, Iranian Journal of Applied Ecology, 8(4), 19-34. (In Persian)

Rezaiemoghadam, M., Andariani, H., Almaspour, S., Valizadehkamran, Kh., & Mokhtariasl, A. (2017). Investigation effects of landuse and land cover changes on flooding and runoff

discharge (Case Study: Alavyan Dam Basin). Hydrogeomorphology, 1(1), 41-57. (In

Persian)

Alvarez, J. Sánchez, A. Quintas, L. (2005). SIMPA, a GRASS Based Tool for Hydrological

Studies, Geo-informatics, 1(1), 13-20.

Andrade Abe, C., Lucialobo, F.O., Berhan Dibike, Y., Farias Costa, M.P.D., Dos Santos, V., &

L.M Novo, E.M. (2019). Modelling the effects of historical and future land cover changes

on the hydrology of an Amazonian basin, Water, 10(932), 1-19.

Apostolidis-afentoulis, V., & Lioufi, K. (2015). SVM classification with Linear and RBF

kernels, 1-7p. DOI: 10.13140/RG

Arceo, M.G.A.S., Cruz, R.V.O., TiburanJr, C.L., & Balatibat, J.B. (2018). Modelling the

hydrologic responses to land cover and climate changes of selected watershed in the

Philippines using soil and water assessment tool (SWAT) model, DLSU Business &

Economics Review, 28, 84-101.

ASCE & Water Pollution Control Federation. (1969). Design and Construction of Sanitary

Storm Sewers. ASCE Manual and Reports on Engineering Practice no. 37 and WPCF

Manual of Practice No. 9.

Mourad, A., El Messari, J.S., Ismail, H., Abdelmounim, B., Gabriel, M.N.J., Loubna, B., & Reda, A.M.M. (2019). Assessment of the SWAT model and the parameters affecting the

flow simulation in the watershed of Oued Lao (Northern Morocco), Ecological Engineering,

20(4), 104-113.

Basarudin, Z. Adnan, N. A. Latif, A. R. A. Tahir, W., & Syafiqah, N. (2014), Event-based

rainfall-runoff modelling of the Kelantan river basin, Earth and Environmental Science, 18,

1-7.

Chang, W., & Chen, X. (2018). Monthly rainfall-runoff modelling at watershed scale: A

comparative study of data-driven and theory-driven approaches, Water, 10(1116), 1-27.

Page 19: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 37

Feki, M.R.G., Gepple, A., Mille, G., & Mancini, M. (2018). Impact of infiltration process

modelling on soil moisture content simulations for irrigation management, Water, 10(850), 1-20.

Garg, V., Nikam, B.R., Thakur, P.K., Aggarwal, S.P., Gupta, P.K., & Srivastav, S.K. (2019).

Human-induced land use land cover change and its impact on hydrology, HydroResearch, 1,

48-56.

Gumindoga, W., Rwasoka, D.T., Ncube, N., Kaseke, E., & Dube, T. (2018). Effect of land

cover/land-use changes on water availability in around Ruti dam in Nyazvidzi catchment,

Zimbabwe, Water, 44(1), 136-145.

Hyandye, C.B., Worqul, A., Martz, L.W., & Muzuka, A.N.N. (2018). The impact of future climate and land use/cover change on water resources in the Ndembera watershed and their

mitigation and adaptation strategies, Environmental System Research, 7(7), 1-24.

Jain, S.K. (1993). Calibration of conceptual models for rainfall-runoff simulation, Hydrological

Sciences Journal, 38(5), 431-441.

Joo, J., Kjeldsen, T., Kim, H.J., & Lee, H. (2013). A comparison of two event-based flood models (ReFH-rainfall-runoff model and HEC-HMS) at two Korean catchments, Bulki and

Jeungpyeong, Civil Enineering, KSCE, 18(1), 1-15.

Kohnova, S., Roncak, P., Hlavcova, K., & Szolgay, J. (2019). Future impacts of land use and

climate change on extreme runoff values in selected catchments of Slovakia, Meteorology

Hydrology and Water Management, 7(1), 48-55.

Kratzert, F., Klotz, D., Brenner, C., Schulz, K., & Herrnegger, M. (2018). Rainfall-runoff

modelling using long short-term memory (LSTM) networks, Hydrology and Earth System

Science, 22, 6005-6022.

Largeron, C., Cloke, H.L., Veyhoef, A., Torre, A.M., & Mueller, A. (2018). Impact of the representation of the infiltration on the river flow during intense rainfall events in JULEs,

Technical Memorandum, 821, 1-24.

Legates, D.R., & McCabe, G.J. (1999). Evaluating the use of goodness-of-fit measures in

hydrologic and hydroclimatic model validation. Water Resources Research, 35, 233-241.

Mishra, S., Saravanan, C., Dwivedi, V.K., & Shukla, J.P. (2018). Development of hydrolprocess framework for rainfall-runoff modeling in the river, Brahmaputra basin: Indian Journal of

Geo-Marine Sciences (IJMS), 47(12), 2369-2381.

Mutreja, K.N. (1990). Applied Hydrology. New Delhi: Tata McGraw-Hill.

Morton, F.I. (1983). Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to

the science and practice of hydrology. Journal of Hydrology, 66 (1-4), 1-76 .

Page 20: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

38

19-39 ، صص1399پاييز ، ششم، سال 24 ي، شمارهيدروژئومورفولوژيه

Hydrogeomorphology, Vol. 6, No. 24, Fall 2020, pp (19-39)

Mostafazadeh, R., Sadoddin, A., Bahremand, A., & Sheikh, V.B, ZareGarizi, A. (2017). Scenario analysis of flood control structures using a multi-criteria decision making

technique in Northeast Iran. Natural Hazards. 87: 1827–1846.

Onate-Valdivieso, F., Bosque-Sendra, J., Sastre-Merline, A., & Ponce, V.M. (2016).

Calibration, validation and evaluation of a lumped hydrologic model in a montain area in

Southern Ecuador, Agrociencia, 50(8), 945-963.

Oudin, L., Hervieu, F., Michel, C., Perrin, C., Andréassian, V., Anctil, F., & Loumagne, C.

(2005). Which potential evapotranspiration input for a rainfall-runoff model? Part 2 -

Towards a simple and efficient PE model for rainfall-runoff modelling. Journal of

Hydrology 303(1-4), 290-306 .

Pahwa, S., & Sinwar, D. (2015). Comparison of various kernels of Support Vector Machine, IJRASET, 3, 532-536.

Ping Xie, D.Y., Dong, X., Liu, J., Li, Y., Peng, T., Ma, H., Wang, K., & Xu, Sh. (2018).

Improvement of the SWAT model for event-based flood simulation on a sub-daily

timescale, Hydrology and Earth System Sciences, 22, 5001-5019.

Puno, R.C.C., Puno, G.R., & Talisay, B.A.M. (2019). Hydrologic response of watershed assessment to land cover and climate change using soil and water assessment tool models,

Environmental Science and Management, 5(1), 71-82.

Rodgers, J.L., & Nicewander, W.A. (1988). Thirteen ways to look at the correlation coefficient.

The American Statistician, 42(1), 59-66.

Sadoddin, A., Sheikh, V.B., Mostafazadeh, R., & Halili, M.GH. (2010). Analysis of Vegetation-based management scenarios using MCDM in the Ramian Watershed, Iran, International

Journal of Plan Production (IJPP), 51-62

Samie, M., Ghazavi, R., Vali, A., & Pakparvar, M. (2019). Evaluation of the effect of land use

change supervised classification satellite data, Global NEST Journal, 21(2), 245-252.

Santillan, J.R., Amora, A.M., Makinano-Santillan, M., Gingo, A.L., & Marqueso, J.T. (2019). Analyzing the impacts of land cover change to the hydrologic and hydraulic behaviors of the

Philippines third largest river, Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information

Sciences, 3(1), 41-248.

Shang, X., Jiang, X., Jia, R., & Wei, Ch. (2019). Land use and climate change effects on surface

runoff variations in the upper Heihe river basin, Water, 11(344), 1-20.

Supriya, P., & Krishnaveni, M. (2016). Comparing the performance of rainfall-runoff models

for Chinnar and Anaivavi Oday sub-basins, Journal of Applied Hydrology, 10(4), 44-59.

Page 21: زيياپ ، مشش لاس ،24 ي هرامش ، ي ژولوفروموئژورديه 39 صص ،1399 · هناهام باناور ينيبشي پ Temez هناهام يکيژولورديه

... مدلبيني تأثير تغييرات کاربري اراضي بر خصوصيات جريان ماهانه با استفاده از پيش

و همکاران حسن خاوران 39

Suryoputro, N., Widandi Soetopo, S., & Suhartano, E. (2017). Calibration of infiltration

parameters on hydrological tank model using runoff coefficient of Rational Method, Green

Construction and Engineering Education for Sustainable Future, (GCEE) 1887, 1-9.

Subramanya, K. (1991). Engineering Hydrology. New Delhi: Tata McGraw-Hill.

Tayyab, M., Zhou, J., Zeng, X., Chen, L., Ye, L. (2014). Optimal application of conceptual rainfall-runoff hydrological models in the Jinshajing river basin, China, Remote Sensing and

GIS for Hydrology and Water Resources, 368, 277-232.

Temez, J.R. (1977 (. Modelo matematico de transformacion. Precipitacion. Aportacion.

Asociacion de Investigacion Industrial Electrica ASINEL, Madrid. 39 p.

Vieira, J., & Conceiçao Cunha, M.D. (2017). Closure to “Systemic Approach for the Capacity

Expansion of Multisource Water-Supply Systems under Uncertainty” by João Vieira and

Maria Cunha, Water Resources Planning and Management, 143(9), 1-38.

Winter, B., Schneeberger, K., Dung, N.V., Huttenlan, M., Achleither, S., Stotter, J., Merz, B., &

Vorogushyn, S. (2019). A continuous modelling approach for design flood estimation sub-

daily time-scale. Hydrological Science Journal, 64(5), 539-554.

Yadav, A., Twwari, H.L., & Galkate, R.V. (2019). Rainfall-runoff modeling using Mike11 Nam

for Sher river basin model, Recent Technology and Engineering (IJRIE), 8(1), 844-852.