پیش‌بینی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر جریان ماهانه با استفاده از مدل هیدرولوژیکی و داده‌های سنجش از دور در حوزه آبخیز کوزه‌تپراقی اردبیل مقالة

هدف از این مطالعه مدل‌سازی رواناب ماهانه با استفاده از مدل Temez با در نظر گرفتن تاثیرات سناریوهای مختلف تغییر کاربری اراضی بر سیلاب در حوزه آبخیر کوزه‌تپراقی استان اردبیل است. در این مطالعه از تصویر ماهواره‌ای لندست 8 سنجنده OLI/TIRS، مدل رقومی ارتفاعی (DEM)، داده‌های بارش، دما و دبی روزانه دوره 10 ساله (1381-1391) استفاده شد. طبقه‌بندی کاربری اراضی با استفاده از روش نظارت‌شده ماشین بردار پشتیبان انجام شد و ضریب کاپای 95/0 و صحت کلی 5/97 درصد بدست آمد. علاوه براین، باتوجه به وضعیت موجود کاربری‌های اراضی، مجاورت کاربری‌های اراضی و درصد شیب کاربری‌های اراضی در حوزه مورد مطالعه 10 سناریوی تغییرکاربری اراضی در حوزه مورد مطالعه تعریف و تدوین شد. هم‌چنین، نتایج حاصل از مدل‌سازی با استفاده از داده‌های دبی مشاهداتی ایستگاه هیدرومتری کوزه‌تپراقی واسنجی و اعتبارسنجی شد. مقدار ضریب تبیین برای مراحل واسنجی و اعتبارسنجی به‌ترتیب برابر با 77/0 و 65/0 بود. نتایج نشان‌دهنده این بود که اگر تغییرات کاربری‌های اراضی در حوزه مورد مطالعه در آینده براساس شرایط تدوین‌شده در سناریوهای احیاء کاربری اراضی3 (احداث باغ در اراضی کشاورزی آبی)، 4 (احداث باغ در اراضی کشاورزی آبی و احیا مراتع شخم‌خورده) و5 (احداث باغ در مراتع شخم‌خورده و کم‌بازده) باشد، حجم رواناب به‌میزان 4/3، 3/3 و 1/4 درصد کاهش خواهد یافت. هم‌چنین، اگر تغییرات کاربری اراضی براساس شرایط تدوین‌شده در سناریوهای تخریب کاربری اراضی در سناریوی 9 (تبدیل مراتع پرشیب به زراعت دیم) و 10 (تبدیل مراتع کم شیب به اراضی بدون پوشش) باشد، میزان رواناب ماهانه به‌میزان 24/15 و 5/4 درصد افزایش خواهد یافت.

This study has been carried out for the modeling of monthly runoff using Temez model and then the effects of the different land use change scenarios on runoff components have been assessed. The OLI-Landsat 8 satellite imageries were used using a support vector machine (SVM) classification method. The 10 management scenarios have been developed based on field characteristics, changes trend in the land use pattern, and the suitability criteria. The Temez monthly hydrological model was employed. A 10-year (2002 to 2012) daily precipitation, temperature and runoff data were aggregated to monthly time scales. The calibration and validation steps were performed based on observed data. For calibration of the model, the first 6 years data and for model validation 4 years data were used. The accuracy of the land use map was quite high. A Kappa coefficient of 0.95 and an overall accuracy of 0.975 was obtained. The accuracy of the modeled runoff was presented using R2 coefficient, which was 0.77 and 0.65, for calibration and validation stages, respectively. The results showed that land use reclamation scenarios of 3, 4 and 5 had a decreasing effect on the runoff by 3.4, 3.3, and 4.1 percent, respectively. Also, the land use scenarios of degradation condition, 9 and 10 scenarios, caused an increasing effect on the monthly runoff to 15.24 and 4.5 percent, respectively. The monthly hydrological Temez model showed relatively good performance in estimating monthly runoff values based on the data used.

جهت پیش بینی سیلاب باید مدل بارش -رواناب توسعه داده شود تا جریان را برای دوره ی طولانی پیش بینی کنیم (چانگ و چن ١٢، ٢٠١٨؛ 1- Basarudin 2- Gumindoga 3- Arceo 4- Kohnova 5- Shang 6- Hyandye 7- Kratzert 8- Mishra et al. 1- Apostolidis-afentoulis & Lioufi 2- Pahwa & Sinwar جدول (١): سناریوهای مدیریتی پیش بینیشده یک دوره ی ٢٠ ساله در آینده در آبریز کوزه تپراقی Table (1): Predicted management scenarios for a 20-year period in Koozehtopraghi watershed سناریوی مدیریتی عنوان فعالیت قواعد تدوین و توضیحات وضعیت موجود کاربری اراضی موجود سناریوی مبنا (وضعیت موجود) سناریوی ١ (احیاء) احیاء و تقویت مراتع کم شیب در اراضی دیم اراضی دیم در شیب ١٢-٢٠ درصد شیب بیش تر از ٢٥ درصد دیم زارها، بافر ٥٠٠ متری از سناریوی ٢ (احیاء) احیا مراتع شخم خورده مراتع شیب کم تر از ٢٠ درصد اراضی زراعی آبی، بافر٥٠٠ سناریوی ٣ (احیاء) احداث باغ در اراضی کشاورزی آبی متری از اراضی درختی سناریوی ٤ (احیاء) ترکیب سناریوهای ٢ و ٣ قواعد سناریوی ٢ و ٣ احداث باغ (گردو، بادام و گل محمدی) در شیب ١٢- ٢٠ درصد، در مراتع شخم خورده و دیم زار کم سناریوی ٥ (احیاء) مراتع شخم خورده و کم بازده بازده شیب ١٢-٢٠ درصد اراضی مرتع ، بافر ١٠٠ مترمجاور سناریوی ٦ (تخریب ) تبدیل مراتع کم شیب به زراعت دیم اراضی دیم شیب ٢٠-٣٥ درصد اراضی مرتع ، بافر ١٠٠ مترمجاور سناریوی ٧ (تخریب ) تبدیل مراتع پرشیب به زراعت دیم اراضی دیم شیب ١٢-٢٠ درصد اراضی مرتع ، بافر ١٥٠ مترمجاور سناریوی ٨ (تخریب ) تبدیل مراتع کم شیب به زراعت دیم کشاورزی دیم شیب ٢٠-٣٥ درصد اراضی مرتع ، بافر ١٥٠ مترمجاور سناریوی ٩ (تخریب ) تبدیل مراتع پرشیب به زراعت دیم کشاورزی دیم سناریوی ١٠ تبدیل مراتع کم شیب به اراضی بدون کاربری اراضی مرتع در شیب ١٢-٢٠ درصد، بافر ١٠٠ (تخریب ) پوشش متری از اراضی کشاورزی دیم ٢-٢- مدل سازی رواناب جهت شبیه سازی رواناب با مدل هیدرولوژیکی ماهانه Temez از داده های بارش روزانه سه ایستگاه کوزه تپراقی، ساهپوش و شمس آباد، داده های دبی روزانه ایستگاه هیدرومتری کوزه تپراقی و داده های دمای روزانه ی ایستگاه ملااحمد مربوط به سال های ١٣٨١ تا ١٣٩١ استفاده شد.