بررسی اثر تغییرات اقلیمی و کاربری ارضی بر سیلاب در شمال ایران (حوضه مادرسو)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار اقلیم شناسی دانشگاه اصفهان –دانشکده علوم جغرافیایی وبرنامه ریزی-گروه اقلیم شناسی.

2 کارشناسی ارشد اقلیم شناسی دانشکده علوم جغرافیایی وبرنامه ریزی-گروه اقلیم شناسی.

چکیده

 چکیده:
 مخاطرات­ هیدرولوژیکی در نتیجه تغییر فراوانی­ و شدت بارش،افزایش دما و تغییرات کاربری اراضی رخ می دهند. استان گلستان در ساحل جنوبی دریای خزر در سالهای اخیر با مخاطره سیلاب در حد شدید روبرو بوده است(سیلاب نکا).جهت بررسی علل رخداد سیلاب ها در این استان حوضه آبی مادرسو با مساحت 4485 کیلومتر مربع انتخاب گردید.در این مورد فرضیات همچون تغییرات اقلیمی(به ویژه تغییر بارش ها)و عناصر اقلیمی دیگری مانند دما و تغییرات کاربری اراضی به عنوان عوامل موثر در بزرگی این سیلاب ها مورد بررسی قرار گرفته اند. داده های استفاده شده شامل داده های ­دما و بارش در دوره زمانی (1387-1350)،  داده های دبی(1387-1350)،فراوانی لکه های خورشیدی(1387-1350)و تصاویر چند زمانه لندست 5 (1386-1366) می باشند. تکنیک های استفاده شده در این مقاله مشتمل بر آزمون روند داده های اقلیمی و هیدرلوژی در آزمون من-کندال، ریزمقیاس گردانی داده های لکه های خورشیدی با عناصر هیدرواقلیمی با روش رگرسیون و بررسی تغییرات کاربری اراضی به کمک تصاویر چند زمانه لندست با روش فازی می باشد. بر این اساس داده های مجموع و فراوانی بارش ،دما و دبی دارای روند معنی داربوده که با فراوانی لکه های خورشیدی در چرخه های 5/11 ساله  قابل توجیه می باشند.علاوه برآن بررسی تصاویر ماهواره ای حاکی از تغییرات کاربری گسترده اراضی می باشد. حدود 60000 هکتار از اراضی حوضه طی دوره 20 ساله (1386-1367)از جنگل به سایر کاربری‌های تغییر کرده که با توجه به نقش پوشش گیاهی در ایجاد رواناب،این تغییر کاربری منجر به افزایش رواناب و رخداد سیلاب‌های بزرگ در حوضه شده است.در نتیجه مشخص گردید که سیلاب های رخ داده در حوضه آبی مورد بررسی بیشتر ناشی از تغییرات کاربری ارضی وبه ویژه تخریب جنگل ها می باشد.بنابراین با اعمال مدیریت آمایش مبتنی بر توان‌های محیطی حوضه آبخیز ،تقویت جنگلداری و جلوگیری از تخریب آنها جلوگیری نمود و از خسارات ناشی سیلاب در سطح حوضه کاست.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Resources in the Impacts Climate Change on Floods in North of Iran

نویسندگان [English]

  • dariush Rahimi 1
  • yones rahemi 2
1 associate isfahan univercity
2 m.a Department of Climatology University of Esfahan
چکیده [English]

Abstract: Explaining the flood, drought and agriculture products reduction rate phenomena are the aspects that are to be studied are recorded with respect to the climate changes. For the purpose studying the great floods and explaining the reason there of the Madarsu basin in the east of Caspian Sea is so located. This research is usages temperature, precipitation, and discharge in basin, sunspots frequency and multi-times Landsat5 images. The method involves Man-Kendal test finding for data trending, the regression model for downscaling  sunspots data and temperature, precipitation and discharge data and fuzzy and least-square method to devolve the drawings of the  zone arable land use. The trending available by change, annual precipitation, rain day and over flow rate frequency. Downscaling of these elements with sunspots indicate a reasonable correlation between these changes with the sun spots. In fact the sunspots in their 11.5 years   have explained these changes and have posed the climate changes phenomenon in the Madarsu basin with challenge. The arable land use change analyses indicate great woodland and pasture land coverage destruction of about 600km2.This change in land use is caused by the great flooding in Madarsu basin. The result show that Dominate the economy, natural resources, has changed land use in Madarsu basin. So with passive defense planning and operations based on Land use planning and watershed management to reduce flood damage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • climate change
  • Flood
  • Madarsu Basin
  • Sunspots
  • Land Use

مقدمه

 

رخداد بحران های محیطی به ویژه هیدرولوژیکی آن از مهمترین شواهد شناخته شده و مورد بحث در خصوص مفاهیم تغییر اقلیم می باشد.اگر همانگونه که در مباحث مرتبط با گرمایش جهانی و تغییر اقلیم مطرح است دخالت انسان در محیط طبیعی به منظور بهره برداری خارج ار توان اکولوژی منجر به افزایش دوبرابری گازهای گلخانه­ای،تغییر شدید کاربری اراضی و تخریب جنگل ها ،افزایش جهانی دما ،افزایش خشکسالی ،سیلاب های بزرگ و. شدهاست(عساکره 1386: 125)، (فیضی، 1389)، (بازدار، 1389) (ClimateChange, 2007: 27 Report).ازجمله مواردی که این تغییرات در سطح آن‌ها بروز می‌نماید چرخه آب است که با توجه به پیچیده بودن کارکرد سیستمی چرخه آب پی بردن به رابطه­ی دگرگونی­های اقلیمی و سیکل هیدرولوژی کار آسانی نیست (ایکس یو[1]،2004). این پیچیدگی‌ها به دلیل حاکمیت محرک و پاسخ بر مکانیسم نوسانات دما بر بیلان آب، تبخیر و تعرق و نوع بارش‌ها اشاره نمود (الیور[2]، 2005: 169).

لسپیناس[3]و همکاران او (2010)، روبرت کوتس (2010) و ایکس یو (2004) با کمک آزمون من-کندال ضمن تعیین روند تغییرات بارش سالانه، بارش‌های سنگین و دما در حوضه های آبی کشورهای فرانسه، آمریکا و چین تأثیر آن‌ها را  بر روی مقادیر دبی معین نموده‌اند. لی و همکاران (2009)، تازب و همکاران (2009) میدلکوپ و دیگران (2001) اوستین و همکاران (2009) با استفاده از مدل‌های ارائه شده (GCM)مورد تایید IPPC تغییرات بارش، دما، تبخیر و تعرق و دبی را برای قرن 21 طی دوره های 30 ساله در کشورهای تایوان، مصر، ژاپن و استرالیا بررسی نمودند که بیشتر آن‌ها افزایش دما، رخداد خشکسالی‌های شدید، رخداد بارش‌های سنگین، افزایش تبخیر و تعرق و سیلاب‌های بزرگ در این مناطق را تایید می‌نماید.میهل و همکاران(2013)به بررسی نقش تغییر کاربری اراضی از جنگل به کشاورزی در کشور ترکیه پرداختند و نتیجه گرفتند که بیلان آبی در بخش رواناب افزایش می یابد. در داخل کشور مدرسی و همکاران (1389) به کمک آزمون من –کندال مشخص کردند دما تابستان و بارش پاییزه در حوضه قره‌سو(گرگان رود)روند افزایشی دارند. منتظری و فهمی (1382) تأثیر نوسانات اقلیم بر منابع آب کشور در افق 2100 را بررسی نموده‌اند. بر این اساس دما بین 2 تا 6 درجه سانتی‌گراد و تبخیر بین 6 تا 12 درصد در اکثر حوضه­های رودخانه­ای در تمام سال افزایش نشان می‌دهد. کمال و مساح­بوانی (1389) تأثیر  نوسانات اقلیمی بر رواناب زیر حوضه قره­سو در بخش شمال غربی حوضه کرخه را با دخالت عدم قطعیت دو مدل هیدرولوژی SIMHYD و IHACRES ارزیابی نموده و نشان داده‌اند که دمای ماهانه بین 5/0 تا 2 درجه سانتی­گراد افزایش، بارش سالانه 10 تا 20 میلی متر کاهش، حجم رواناب در فصل پاییزه کاهش و در سایر فصول افزایش نشان می‌دهد.آذری و همکاران(1392)،بابائیان و همکاران(1392)،پورهاشم و همکاران(1392)و دوستی و همکاران (1392)با استفاده از مدل های ریز اقلیم نمایی داده های منطقه ای GCM ها به برآورد عناصر اقلیمی بارش و دما و رواناب پرداختند  و نتایج مطالعات حاکی از کاهش بارش و رواناب و افزایش سیلاب ها هستند.

 رخداد سیلاب با شدت بالا از جمله بحران های طبیعی سال‌های اخیر در بیشتر حوضه های آبی کشور می‌باشد که با خسارات تخریب شدید منابع طبیعی، مالی و جانی توأم هستند. تلاش های صورت گرفته در خصوص شناخت ساختار این سیلاب ها غالبا مبتنی بر افزایش رواناب هستند که دلایلی از جمله تغییر شدت بارش،تغییرات اقلیمی و کاربری ارضی را مطرح می نمایند.در این مطالعه تلاش می گردد تا رفتار سیلاب ها مبتنی بر دو فرضیه نقش تغییر اقلیم و تغییرات کاربری ارضی مورد بررسی قرار گیرند .

موقعیت محدوده مورد مطالعه:

 حوضه آب مادر سو با مساحت 4485 کیلومتر مربع از زیر حوضه های مهم و موثر در آب‌دهی سد گلستان بوده که در بخش شرقی دریای خزر واقع است شکل شماره (1). این حوضه آبی در سال‌های اخیر با سیلاب‌های ویرانگری روبرو بوده که سیلاب مرداد 1380 با 300 نفر کشته و دبی سیلابی 3017 متر مکعب، سیلاب‌های 1381 و 1384 از نمونه های با ویژگی‌های کاتاستروفی هستند. این سیلاب‌ها علاوه بر خسارات یاد شده منجر به تغییرات شدیدی در چشم انداز محیطی از جمله فرسایش شدید خاک، لغزش‌های توده ای و پوشش گیاهی گردیده است (حسین زاده، جهادی طرقی، 1385).

 

 

 

 

 

 


شکل 1. موقعیت حوضه آبی مادر سو و شبکه آبراهه حوضه آبی مادر سو مأخذ: شرکت آب منطقه­ای استان گلستان

 

مواد و روش

مواد

 با توجه به هدف مطالعه،شناخت ماهیت رخداد سیلاب‌های بزرگ حوضه مادر سو، پایگاه داده‌ها در برگیرنده متغیره های هواشناسی، آب سنجی (مجموع بارش، فراوانی تعداد روزهای بارشی، بارش­های 5 و 10 میلی متر و فراوانی تعداد آن‌ها، بارش حداکثر 24 ساعت، متوسط دما، حداقل و حداکثر دما، تبخیر و دبی) ثبت شده توسط شرکت آب منطقه ای استان گلستان، فراوانی لکه های خورشیدی موجود در سایت سازمان هواشناسی استرالیا با بازه های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه و تصاویر ماهواره ای لندست در دو دوره زمانی 1987 و 2005 مربوط به ماه جولای استخراج شده از سایت ناسا هستند (جدول1)

 

جدول 1.مشخصاتکلیایستگاه­های موجود و بازه زمانی در حوضه مادر سو

نام ایستگاه

مختصات جغرافیایی

متریک

نوع ایستگاه

طول دوره آماری

X

Y

H

باران سنج معمولی

باران سنج ثبات

تبخیر سنجی

هیدرو متری

تنگراه

390288

4139471

330

٭

-

-

-

87-1350

رباط قره­بیل

43994

4134295

1450

-

٭

٭

-

87-1353

چشمه­خان

421774

4128174

1250

-

-

٭

-

87-1353

تنگراه

393541

4139557

330

-

-

-

٭

87-1344

 

 

 

 

 

 

 

مأخذ:شرکت آب منطقه ای استان گلستان

 

روش: روش تحقیق استفاده شده از نوع تحلیلی و اسنادی با استفاده از تکنیک‌های آشکار سازی روند داده‌ها ،ریزمقیاس گردانی داده های لکه های خورشیدی با مقادیر دما و بارش و طبقه بندی فازی و شبکه های عصبی جهت بررسی تغییرات پوشش سطح زمین می‌باشد.

آشکار سازی روند داده‌ها: آشکار سازی تغییر و نوسان در عناصر اقلیمی با استفاده از شیوه های مختلفی امکان پذیر است. روند یابی یکی از عام‌ترین این روش‌ها محسوب می‌شود. در واقع روند را حالتی کمابیش پایدار از افزایش، کاهش یا ثبات از عناصر اقلیمی که چگونگی آن‌ها در سیستم اقلیم وابسته به دوره آماری است می‌دانند (عساکره،29:1382). در این پژوهش با روش‌ آماری نا پارامتری( من –کندال) در سطح معنی داری 95% وجود روند(افزایشی و کاهشی) و عدم وجود روند در مورد هر عنصر اقلیمی و هر ایستگاه معین می‌گردد.

آزمون من-کندال: این آزمون ابتدا توسط من (1945) ارائه و سپس توسط کندال (1975) بسط و تعریف یافت. آماره این آزمون به شرح زیر است:

(1)

که: S مربوط به علامت­های تفاوت مقادیر با یکدیگر (رابطه 2 ) و Var(s)پراش S (رابطه 4) است:

     (2)

 

(3)    

که: n تعداد مشاهدات سری، Xj و Xk به ترتیب داده­های jام و kام سری (مرتب شده به ترتیب وقوع)، sgn( . ) تابع علامت (رابطه 3) وβعاملی مربوط به تصحیح پراش در صورتی که داده­های تکراری در اطلاعات وجود داشته باشد (رابطه 5) می‏باشد.

(4)   

در اینجا  و  مقادیر متوالی داده­ها هستند ،  طول سری داده­ها ،  دامنه­ی داده­ها با ارزش یکسان و ∑ مجموع داده­های بالادست. بزرگی روند طبق زیر محاسبه می­شود.

(5)  

هر کجا که  باشد. اگر مثبت بود حاکی از داشتن روند افزایشی و اگر منفی باشد نشان دهنده روند نزولی مقادیر می­باشد. اما چنانچهبزرگ‌تر از 96/1+ و یا کوچک‌تر از 96/1- باشد خواهیم گفت داده­ها دارای روند معناداری می­باشند (یکس یو، 2004).

ریز گردانی داده‌ها: جهت ریز گردانی داده‌ها از تکنیک آماری همبستگی استفاده شده است. به منظور محاسبه ضریب همبستگی بین پدیده‌ها از معادله پیر سون استفاده می‌گردد.

 (6).

 

 

در این رابطه : میزان همبستگی  ، و :مقدار داده .

 

تغییرات پوشش گیاهی منطقه:

در این تحقیق از روش نظارت شده جهت بررسی تغییرات کاربری ارضی حوضه استفاده گردیده است.این شناخت از ترکیبی از کار میدانی، تفسیر عکس­های هوایی، تجزیه و تحلیل نقشه­ها و تجربه شخصی قابل حصول است.

برای تهیه نقشه­های پوشش گیاهی حوضه آبی مادر سو از داده‌ها و تصاویر ماهواره (تصاویر چند زمانه سنجنده لندست 5) که مربوط به سال‌های 1987(1366) و 2005(1384) در جولای بهره گرفته شد سپس به کمک نرم افزارهای IDRISI، GISو GOOGLEARTH و روش‌ها LCM، FUZZYARTMAPنقشه های پوشش گیاهی و سایر کاربری‌ها تهیه گردیده است.

نتایج یافته­ها:

دما:

بررسی اسناد متعدد در خصوص آشکار سازی نوسان اقلیمی و گرمایش جهانی بیانگر جایگاه مهم روند دما در اثبات یا رد گرمایش جهانی می‌باشد. معنی داری و بی معنی بودن روند در سطوح اطمینان 95% یا 90% از نکات بنیادی در مبحث آشکار سازی نوسانات اقلیمی می‌باشد. در این تحقیق سطح 95% اطمینان آزمون من کندال جهت معنی داری روند دما انتخاب گردید. نتایج معنی داری آن در سطح اطمینان 95 درصد در جدول شماره 2 نشان داده شده است. طبق این جدول متوسط دمای ماهانه در ایستگاه قره بیل ماه های بهمن و اسفند دارای روند افزایش معنی دار و ماه های تیر و مرداد دارای روند کاهشی و معنی دار هستند. تحلیل فصلی معنی داری دما نیز گویای روند افزایشی دما در فصل زمستان و روند کاهشی دما فصل تابستان

 

جدول 2 معنی دار بودن روند تغییرات بارش در سطح 95% ایستگاه های حوضه مادر سو به تفکیک بازه های زمانی

پارامتر

نوع روند

مقدار(Z)

 مقیاس زمانی

ایستگاه

مثبت

منفی

ماهانه

سالانه

فصلی

مجموع بارش

-

28/2

مهر

-

-

تنگراه

-

37/2

-

-

پاییز

-

12/2-

اردیبهشت

-

-

چشمه­خان

-

18/2

-

-

تابستان

-

06/2

مهر

-

-

رباط قره­بیل

روزهای بارشی

-

58/3

مهر

-

-

تنگراه

-

54/2

آذر

-

-

-

94/1

بهمن

-

-

-

38/2

فروردین

-

-

-

5/2

خرداد

-

-

-

83/2

تیر

-

-

-

01/3

مرداد

-

-

-

9/3

-

-

پاییز

-

22/2

-

-

بهار

-

50/3

-

-

تابستان

-

86/3

-

سالانه

-

-

11/2

-

-

تابستان

چشمه­خان

-

11/3

آبان

-

-

رباط قره­بیل

-

02/2

تیر

-

-

-

9/1

شهریور

-

-

-

1/3

-

-

پاییز

-

55/2

-

-

تابستان

-

94/2

-

سالانه

-

فراوانی بارش 10mm

-

23/2-

اردیبهشت

-

-

چشمه­خان

 

94/1-

شهریور

-

-

رباط قره­بیل

فراوانی بارش 5mm

-

18/2-

-

سالانه

-

تنگراه

-

97/1-

اردیبهشت

-

-

چشمه­خان

-

24/2-

-

-

زمستان

-

99/1-

-

سالانه

-

 

است.بر اساس جدول شماره 2 مقادیر متوسط حداقل دما در بازه های ماهانه در فصول گرم سال روند کاهشی و متوسط دما در ماه های سرد سال روند افزایشی معنی دار در سطح 95% را نشان می‌دهند.

 

 

 

جدول 3. معنی دار بودن روند تغییرات بارش در سطح 95% ایستگاه های حوضه مادر سو به تفکیک بازه های زمانی


 


پارامتر

نوع روند

مقدار(Z)

 مقیاس زمانی

ایستگاه

مثبت

منفی

ماهانه

سالانه

فصلی

متوسط حداقل دما

-

2.08-

فروردین

-

-

رباط قره­بیل

-

2.08-

اردیبهشت

-

-

-

2.09-

تیر

-

-

-

2.34-

مرداد

-

-

-

2.55-

شهریور

-

-

-

2.25-

-

-

بهار

-

2.82-

-

-

تابستان

-

2.19-

-

سالانه

-

-

2.19-

مهر

-

-

چشمه­خان

-

2.79

مرداد

-

-

-

3.08

-

سالانه

-

متوسط حداکثر دما

-

2.67

اسفند

-

-

رباط قره­بیل

متوسط دما

-

3.08

بهمن

-

-

-

3.02

اسفند

-

-

-

3.05-

مرداد

-

-

-

3.32

-

-

زمستان

-

2.43-

-

-

تابستان

-

2.05-

دی

-

-

چشمه­خان

بارش:

به منظور آشکار سازی تغییرات بارش در سطح حوضه مشخصه های مجموع بارش سالانه، ماهانه، فصلی، فراوانی روزهای بارشی، روزهای با بارش بیش از 10 و 5 میلی متر، بارش حداکثر روزانه و نسبت بارش حداکثر روزانه به سالانه مورد آزمون قرار گرفته است. جدول شماره (3) متغیره های دارای روند معنی داری در سطح 95% را نشان می‌دهد. لازم به ذکر است که این جدول تنها مشخصه های بارشی واجد روند معنی داری ارائه گردید. طبق جدول ارائه شده گزینه های مجموع بارش ماهانه و فصلی در تابستان و پاییز و فراوانی روزهای توأم با بارش دارای روند مثبت معنی دار در سطح 95% می‌باشد. معنی داری این مشخصه‌ها به ویژه در بازه های فصلی تابستان و پاییز با روند کاهشی و معنی دار فراوانی روزهای بارشی 10 و 5 میلی متر هم راستا است. در واقع با افزایش فراوانی روزهای بارشی از شدت بارش‌ها کاسته شده و فقدان روند معنی دار بودن تغییرات در خصوص

بارش‌های حداکثر روزانه و نسبت آن‌ها با بارش سالیانه نیز تأیید کننده همین مطلب می‌باشد.

دبی: مقدار حداکثر دبی ایستگاه تنگراه در بازه های روزانه، ماهانه و سالانه به عنوان مهم‌ترین پارامتر هیدرولوژیک و برآیند نوسانات عناصر اقلیمی حوضه مورد آزمون روند قرار گرفت است. طبق نتایج حاصله از آزمون من-کندال مقادیر دبی حداکثر روزانه در ماه های مرداد و آبان، ماه‌های آبان (در مجموع فصل پاییز) و مرداد دارای روند افزایشی و فصل بهار روند کاهشی و معنی دار و مقادیر دبی حداکثر سالانه فاقد روند معنی دار مثبت می‌باشد (جدول 5 و 4).


 

جدول 4. مقدار Z دبی ماهانه و سالانه تنگراه

ماه

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

سالانه

Z

6/0-

54/8*

1/1-

47/0-

7/0

54/0-

97/1-**

2-**

13/2-**

11/1-

61/0

23/0-

35/1

 

جدول 5. مقدارZ فصلی دبی تنگراه

فصل

پاییز

زمستان

بهار

تابستان

Z

5/7*

15/0-

89/1-**

09/0

 

 

 

لکه­های خورشیدی:

 لکه­های خورشیدی به عنوان یکی از عوامل بروز نوسانات اقلیمی مد نظر قرار گرفته‌اند. این لکه‌ها به دلیل فعالیت­های شدید مغناطیسی ناحیه‌ای بر روی سطح خورشید مانع انتقال گرما و کاهش درجه حرارت سطح خورشید می‌شوند(ویلیامز، 1985). بر این اساس وجود و رخداد لکه­های خورشیدی در دوران حضیض و اوج یکی از فاکتورهای مطرح در تبیین نوسانات اقلیمی می­باشد (ویرت، 2006). در این مطالعه جهت آشکار سازی ساختار نوسانات عناصر اقلیمی نقش لکه­های خورشیدی بر روی این عناصر به کمک روش ریز مقیاس گردانی (Downscaling)و تکنیک همبستگی در چرخه های شناخته شده 5/11 ساله­ مورد تحلیل قرار گرفتند (جدول  6).

 

 

 

جدول 6. نتایج ریز گردانی همبستگی لکه های خورشیدی و عناصر هیدرو اقلیمی حوضه مادر سو

عناصر هیدرو اقلیم

بارش سالانه تنگراه

بارش سالانه رباط قره­بیل

بارش سالانه چشمه­خان

دبی سالانه تنگراه

متوسط دمای سالانه رباط قره­بیل

لکه­های خورشیدی

19/0

03/0

08/0

28/0

28/0-

 

 

طبق جدول (6)میزان همبستگی بین تعداد لکه­های خورشیدی و بارش و دبی سالانه حوضه مثبت و با دمای سالانه­ای حوضه معکوس می­باشد. به بیانی دیگر آنچه به کمک آزمون من کندال در مورد متغیرهای هیدرو اقلیمی حوضه نشان داده شد (جداول شماره 1 الی 5) ناشی از رفتار طبیعی حوضه و واکنش آن به نوسانات چرخه ای لکه های خورشیدی است. با مشخص شدن مکانیسم نوسانات عناصر اقلیمی هنوز پاسخ به یک سئوال اساسی در خصوص سیلاب‌های مرگبار حوضه باقی است و آن اینکه این سیلاب‌ها نتیجه عملکرد کدام بخش موثر در چرخه آبی حوضه است؟ به منظور پاسخ گویی به این سؤال نقش کاربری اراضی و پوشش سطح حوضه به عنوان عاملی موثر در ایجاد روان آب بررسی گردید.

کاربری اراضی حوضه:کاربری اراضی به ویژه پوشش گیاهی حوضه های آبی نقش مهمی در تولید رواناب دارند. به نحوی که هر نوع تغییر این پارامتر در کنترل و ایجاد سیلاب موثر هستند. با توجه به نتایج حاصله از مدل‌های ارائه شده در بالا، تغییرات پوشش گیاهی به عنوان یک شاخص موثر در­­ رخداد سیلاب‌های بزرگ حوضه که برخی از آن‌ها تا 500 برابر دبی متوسط روزانه (سیلاب سال 1381) است در دوره زمانی 1384-1366 بررسی شد. نقشه های مستخرج از تصاویر ماهواره (چند زمانه سنجنده لندست 5) (نقشه های شماره 2 و 3) نشان می‌دهد که از 4485 کیلومتر مربع مساحت حوضه در سال 1987، 1398 کیلومتر مربع کاربری جنگل و مراتع درجه 1، 3087 کیلومتر مربع سایر کاربری اراضی و در سال 2005، 811 کیلومترمربع به کاربری جنگل و مرتع درجه 1 و 3674 کیلومترمربع به سایر کاربری‌ها تعلق داشته است. بدین ترتیب طی یک دوره 18 ساله رقمی معادل 587 کیلومتر مربع از مساحت مناطق جنگلی با توان ایجاد رواناب بسیار کم به اراضی با توان ایجاد رواناب زیاد تغییر کاربری پیدا کرده است (نقشه شماره 4).

 

 

 

 

 

 

 


 

شکل 2. نقشه پوشش گیاهی حوضه مادر سو در سال 1366

 

شکل 3. نقشه پوشش گیاهی حوضه مادر سو در سال 1384

 

شکل 4. نقشه تغییر کاربری اراضی حوضه مادر سو طی سال‌های 1384- 1366

 

 

 

نتایج

بررسی‌های صورت گرفته در مورد روند یابی تغییرات عناصر هیدروکلیماتولوژی موجود در حوضه مادر سو نشان دهنده معنی دار بودن نوسانات دما، مجموع بارش ، فراوانی روزهای بارش و دبی است که البته با ریز گردانی این عناصر با فراوانی لکه های خورشیدی با استفاده از مدل رگرسیون مشخص گردید که همبستگی مناسبی بین این تغییرات با لکه های خورشیدی وجود دارد. در­­ واقع لکه های خورشیدی در چرخه های 5/11 ساله خود این تغییرات را تبیین  نموده و همین نکته وجود نوسانات شدید و کاتاستروفی در این عناصر و نقش آن‌ها در ایجاد سیلاب‌های مخرب حوضه را با چالش روبرو می‌سازد. بنابراین جهت شناخت رخداد سیلاب‌های مخرب حوضه تغییرات کاربری اراضی در سطح حوضه بررسی گردید.نتایج حاصله از مقایسه تصاویر استخراجی و کاربری اراضی حوضه نشان دهنده تغییر کاربری اراضی جنگلی و مرتعی به کاربری‌های زراعی و بایر می‌باشد.این تغییرات طی دوره آماری منجر به تغییر کاربری 58700 هکتار با کاربری جنگل و مراتع درجه 1 به کاربری زراعی و بایر شده که نقش موثری در افزایش ضریب رواناب و فرسایش خاک دارند.لذا آنچه منجر به رخداد سیلاب‌های بزرگ در سطح این حوضه گردیده است افزایش ضریب رواناب در نتیجه تخریب پوشش گیاهی توسط انسان می‌باشد.بنابراین باید اذعان نمود که حاکمیت نظرات اقتصادی و توسعه ای  و بخشی نگر بدون توجه به توان های اکولوژی محیط جنگل در این حوضه و سایر حوضه های آبی کشور نقش بسیار بارزتری در رخداد سیلاب‏های بزرگ دارند تا تغییرات طبیعی اقلیم. بنابراین می‌توان با بازنگری در سیاست‌های اجرایی و اعمال مدیریت آمایش جهت شکل گیری ساختار اقتصادی مبتنی برتقویت توان‌های محیطی حوضه آبخیز، جنگل داری و توسعه عملیات آبخیزداری از حجم خسارات ناشی از سیلاب در سطح حوضه کاست و توسعه ای پایدار برای آن رقم زد.

 

 

منابع

آذری،محمود،حمیدرضا مرادی،بهرام ثقفیان و منیره فرامرزی(1392)،ارزیابی اثرات هیدرولوژیکی تغییر اقلیم در حوضه آبخیز گرگانرود،نشریه آب و خاک،جلد 27،شماره3.

بابائیان،ایمان،مهدی ضرغامی،منصوره کوهی،امید بابائیان،مریم کریمیان و راهله مدیریان(1392)بررسی رفتار منابع آب حوضه قره قوم تحت شرایط تغییر اقلیم،نشریه آب و خاک،جلد27 شماره5..

پورهاشم،مهسا،بهرام بختیاری و کوروش قادری(1392)مدل سازی جریان های کم با استفاده از شاخص های اقلیمی دما و بارش،پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز سال چهارم شماره7.

دوستی،مریم،محمود حبیب نژاد روشن،کاکا شادی و میرحسین یعقوب زاده(1392)بررسی شاخص های اقلیمی حوضه آبخیز تمراستان گلستان  در شرایط تغییر اقلیمبا کاربرد مدل Lars-wg ،مجله فیزیک زمین،دوره39،شماره4.

 کاویانی، محمدرضا، بهلول علیجانی، 1384، مبانی آب و هوا شناسی، انتشارات سمت، تهران.

کی. مک گوفی، ای. هندرسون- سلرز، 1380، نخستین گام در مدل سازی اقلیمی، ترجمه، ابوالفضل مسعودیان، حسنعلی غیور، انتشارات دانشگاه اصفهان.

 عساکره، حسین، 1386، تغییر اقلیم، انتشارات دانشگاه زنجان.

علیزاده، امین، 1385، اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد.

 فیضی، وحید، منوچهر فرج زاده، مریم ملا شاهی، 1389، مطالعه تغییر اقلیم در جنوب دریای خزر به روش من- کندال، دومین همایش بین­المللی تغییر اقلیم و گاه شناسی درختی در اکوسیستم­های خزری (ایران-ساری).

 بازدار، مجید، فیروز احسانی فر، علی گهرنژاد، 1389، معرفی و کاربرد مدل­های GCM در ارزیابی اثرات تغییر اقلیم، دومینهمایش بین­المللی تغییر اقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم­های خزری (ایران-ساری).

 مدرسی، فرشته، شهاب، عراقی نژاد، کیومرث، ابراهیمی، مجید، خلقی، 1389، بررسی منطقه­ای پدیده تغییر اقلیم با استفاده از آزمون­های آماری (مطالعه موردی: حوضه آبریز گرگانرود- قره­سو)، نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 3 .

منتظری، مریم، هدایت، فهمی، 1382، اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب کشور، سومین کنفرانس منطقه­ای و اولین کنفرانس ملی تغییر اقلیم (ایران-اصفهان).

کمال، علیرضا، علیرضا مساح­بوانی، 1389، تأثیر تغییر و نوسانات اقلیمی بر رواناب حوضه با دخالت عدم قطعیت دو مدل هیدرولوژی، نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 5.

 قربانی، داریوش، 1384, مدیریت منابع آب و تأثیر نوسان­های فرا سنج‌های اقلیمی در حوضه تجن، پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشگاه اصفهان.

Austin, Jenet. Lu Zhang, Roger N.Jones. Paul Durack. Warrick Dawes. Peter Hairsine (2009)."Climate Change Impact on Water and Salt Balances: an Assessment of the Impact of Climate Change on Catchment Salt and Water Balances in the Murray- Darling Basin, Australia" Climate Change.

 Coats, Robert (2010). Climate Change in the Tahoe Basin: Regional Trends, Impact and Drivers. Climate change, 102: 435-466.

Franck Lespinas. Wolfgang Ludwig. Serge Heussner (2010). "Impact of Recent Climate Change on the Hydrology of Coastal Mediterranean Rivers in Southern France" .Climate Change, 99:425-456.

Fan, F., Wang, Q., Wang, Y.(2007), "land use and land Cover Change in Guangzhou, Chaina, From 1998 to 2003, Based on land Sat TM/ETM+ Imagery", Sensors. Vol. 7, pp.1323-1342, 2007.

H.Middelkoop, K. Daamen, D. Gellens, W. Grabs, J. C. J. Kwadjik, H. Lang, B. W. A. H. Parmet, B. Schadler, J. Schulla and K.Wilke (2001).“Impact of Climate Change on Hydrological Regimes and Water Resources Management in the Rhine Basin Climatic Change 49: 105-128.

Johne, Oliver (2005): Encyclopedia of World Climatology. Published by Springer.

Ming-Hsu Li. Waiting Tien. Ching-Pin Tung (2009), Assesses the Impact of Climate Change on the Land Hydrology in Taiwan. Paddy Water Environ 7:283-292.

M. Taghi, V. Baghmisheh, and N. Pavesic,(2003) .A Fast Simplied  Fuzzy ARTMAP network,. Neural Processing Letters, vol. 17, pp. 273.316, 2003.

Melih ozturk,Nadim K. copty and Alikerem saysel,(2013),  Modeling the impact of land use change on the hydrology of a rural watershed, Journal of Hydrology,Volume497,PP97-109.

Shrestha, Madhave Narayan. (2002). Integrated ANN Modeling for Assessment of Runoff Due to land-use Change using Remote Sensing and GIS, (assay).

 Tazebe Beyene. Dennis P. Lettenmaier. Pavel Kabat(2009). Hydrologic Impacts of Climate Change on the Nile River Basin: Implications of the 2007 IPCC Scenarios, Climate Change.

Wu, Qiong, Li, Hong-qing, Wang, Ru-song., Paulussen, Juergen, He, Yong, Wang, Min, Wang, Bi-hui, Wang, zhen. (2006). Monitoring and Predicting Land Use Change in Beijing Using Remote Sensing and GIS, Landscape an

 

d Urban Planning, Article in press.

Z, X, XU. Y, N, Chen and J, Y, LI (2004): Impact of Climate Change on Water Resources in the Tarim River Basin. Water Resources Management 18,439-458.