ارزیابی شاخص‌‌های فرسایندگی باران با استفاده از تکنیک‌‌‌‌های زمینآمار در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (نمونۀ موردی: استان گلستان)

آرخی, صالح; محمدقاسمی, مسعود

doi:10.22111/gaij.2022.6983

تعداد نشریات	31
تعداد شماره‌ها	825
تعداد مقالات	7,925
تعداد مشاهده مقاله	14,583,878
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	9,440,725

	ارزیابی شاخص‌‌های فرسایندگی باران با استفاده از تکنیک‌‌‌‌های زمینآمار در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (نمونۀ موردی: استان گلستان)
جغرافیا و آمایش شهری منطقه‌ای
دوره 12، شماره 42، فروردین 1401، صفحه 101-128 اصل مقاله (2.13 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22111/gaij.2022.6983
نویسندگان
صالح آرخی^* ¹؛ مسعود محمدقاسمی²
¹استادیار گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه گلستان ، ایران
²دانشجوی کارشناسی ارشد مخاطرات محیطی، دانشگاه گلستان ، ایران.
چکیده
امروزه فرسایش خاک به‌عنوان یکی از مباحث مهم مدیریت حوضه‌های آبخیز در سطح ملی و جهانی مطرح است. برآورد خطر کاهش خاک و توزیع مکانی آن یکی از عوامل کلیدی برای ارزیابی موفق فرسایش خاک است. شاخص فرسایندگی باران مهم‌‌ترین عامل تأثیرگذار بر فرسایش خاک بوده و تابعی از خصوصیات فیزیکی باران است. هدف پژوهش حاضر، ارزیابی شاخص‌‌های فرسایندگی باران با استفاده از تکنیک‌‌‌‌های زمین‌آمار است. در تحقیق حاضر، فرسایندگی باران در استان گلستان از طریق مدل‌‌های فورنیه، فورنیه اصلاح‌شده، IAS و Ciccacci و براساس دورۀ ﺁماری 20 ساله (1378 تا 1398) ایستگاﻩﻫﺎﻱ سازمان هواشناسی مدﻝﺳﺎﺯﻯ و برﺁورد شده است. پس از محاسبۀ فاکتور فرسایندگی باران برای ایستگاه‌‌های مورد نظر، با استفاده از روش‌‌های دورن‌‌یابی عکس فاصله (IDW)، درون‌‌یابی چندجمله‌‌ای جهانی (GPI)، تابع پایۀ شعاعی (RBF) و درون‌‌یابی کریجینگ (Kriging)، نقشۀ شاخص‌‌های فرسایندگی باران استان ترسیم شد و درجهت انتخاب بهترین روش درون‌‌یابی از شاخص‌‌های آماری ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و میانگین خطای اریب (MBE) استفاده شد. نتایج نشان داد روش فورنیه اصلاح‌شده بهترین شاخص (برمبنای RMSE، MAE و MBE کمتر در هر چهار روش درون‌‌یابی) و روش تابع پایۀ شعاعی به‌عنوان بهترین روش در میان روش‌‌های مورد استفاده می‌‌تواند برای برآورد فرسایندگی باران مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نتایج نشان داد که میزان قدرت فرسایندگی باران در نواحی مرکزی استان به‌خصوص حوضۀ آبخیز گرگانرود و همچنین شمال و ﺷﻤﺎﻝﺷﺮﻕ استان با میانگین حداقل و حداکثر بارش سالانه (1/216 و 9/776) و چند نقطه در جنوب غرب حوضه با میانگین حداقل و حداکثر بارش سالانه (2/205 و 751) بیشترین مقدار ضریب فرسایندگی باران را دارا هستند که چنین تغییراتی ﻣﻰﺗﻮﺍﻧﺪ متأثر از الگوی توزیع بارندگی، شدت ﺁن و خصوصیات توپوگرافی باشد. بررسی قدرت فرسایندگی باران استان گلستان نشان می‌‌دهد که الگوی توزیع فرسایندگی باران به‌طور چشم‌‌گیری متأثر از میزان متوسط بارش منطقه است. به‌طوری‌که مقادیر فرسایندگی و متوسط بارش در این استان بر هم منطبق بوده و الگوی رفتاری تقریباً یکسانی را از خود نشان می‌‌دهند.
کلیدواژه‌ها
فرسایش؛ شاخصهای فرسایندگی باران؛ زمین‌آمار؛ استان گلستان

مراجع
احمدی، حسن؛ جوادی، محمدرضا؛ صلواتی، عقیق. (1393). پهنه‌بندی فرسایندگی باران به روش فورنیه با استفاده از برخی روش‌‌های درون‌‌یابی (مطالعۀ موردی: استان قزوین). فصلنامۀ علمی-پژوهشی اکوسیستم‌‌های طبیعی ایران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور ، دوره 5 ، شماره 2، صص 1-14.http://neijournal.iaunour.ac.ir/article_520558_1f7488d491ac81f272d2dc1786208ac3.pdf اخوان، رضا؛ زبیری، محمود؛ زاهدی امیری، قوام‌‌الدین؛ نمیرانیان، منوچهر؛ ماندالاز، دنیل. (1385). بررسی ساختار مکانی و برآورد موجودی حجمی جنگل‌‌های خزری با استفاده از روش موجودی حجمی جنگل‌‌های خزری با استفاده از روش زمین‌آماری. مجلة منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، دورۀ پنجاه‌ونهم، شمارۀ 1، صص 89-101.https://www.sid.ir/FileServer/JF/56513850107.pdf ثقفیان، بهرام؛ رزمخواه، هما؛ قرمز‌‌چشمه، باقر. (1390). بررسی تغییرات منطقه‌‌ای بارش سالانه با کاربرد روش‌های زمین‌آمار (مطالعۀ موردی: استان فارس). مجلۀ مهندسی منابع آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، سال چهارم، شماره 9، صص 28-38.http://wej.miau.ac.ir/article_1629_3424ad1c420f51cf1e7f7e77245bc632.pdf حسنی‌‌پاک، علی‌اصغر. (1377). زمین‌آمار (ئواستاتیستیک). تهران: انتشارات دانشگاه تهران. 314 ص.https://www.adinehbook.com/gp/product/9640340219 حسنی‌پاک، علی‌اصغر. (1386). زمین‌آمار. تهران: دانشگاه تهران، 380 صفحه.https://eshraghipub.com. Detail رضائی، پیمان؛ فریدی، پروانه؛ قربانی، منصور؛ کاظمی، محمد. (1393). برآورد فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و شناسائی مؤثرترین عامل آن در حوزۀ آبخیز گابریک- جنوب خاوری استان هرمزگان، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، انجمن ایرانی ژئومورفولوژی ، سال سوم، شمارۀ 1، صص 97-113. http://ensani.ir/file/download/article/20160105163012-10010-82.pdf سالاروند، جواد؛ قاسمی‌‌آقباش، فرهاد،؛ اسدالهی، زهرا .(1397). تهیۀ نقشۀ فرسایندگی باران استان لرستان با استفاده از روش زمین‌آماری کریجینگ، پژوهش‌های اقلیم شناسی، سازمان هواشناسی کشور- پژوهشکده اقلیم شناسی، شمارۀ 36، صص 57-72.http://clima.irimo.ir/article_92044_973ed7d5e274d48d2e208b0bc383984c.pdf صادقی، سید حمیدرضا؛ ذبیحی، محسن. (1397). تحلیل هم‌روندی تغییرات شاخص‌های‏ فرسایندگی فورنیه اصلاح‌شده و بارش استانداردشده در استان خراسان ‏شمالی، مهندسی و مدیریت آبخیز، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری با همکاری انجمن آبخیزداری ایران، دورۀ دهم، شمارۀ 4، صص 506-515.https://jwem.areeo.ac.ir/article_117879_7a536db68b1ed44da728848095e53773.pdf علیزاده، امین. (1368). فرسایش و حفاظت خاک(ترجمه). ، انتشارات آستان قدی رضوی (اداره امور فرهنگی)، 258 ص.http://www.lib.ir › book عیوضی، معصومه؛ مساعدی، ابوالفضل. (1391). بررسی الگوی گسترش مکانی بارش در سطح استان گلستان با استفاده از مدل‌‌های قطعی و زمین‌آماری. مجلۀ آب و خاک. دانشگاه فردوسی مشهد، دورۀ بیست‌وششم، شمارۀ 1، صص 64-53. https://jsw.um.ac.ir/article_35801_01f3c461a2466154e089b9024b396a48.pdf غلامی، حمید؛ فتحی‌‌زاد، حسن؛ صفری، عطا؛ بی‌‌نیاز، مهدی. (1394). برآورد فاکتور فرسایندگی باران با استفاده از الگوریتم‌های زمین‌‌آمار (مطالعۀ‌ موردی: استان ایلام)، فصلنامۀ علمی-پژوهشی پژوهش‌های فرسایش محیطی، دانشگاه هرمزگان، دورۀ پنجم، شمارۀ 4، صص ۱-۱۶.http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-256-fa.pdf عادلی، بهزاد؛ غلامی، حمید؛ نفرزادگان، علیرضا. (1395). بررسی خصوصیات الگوی توزیع مکانی فرسایندگی باران در استان هرمزگان. پژوهش‌‌های ژئومورفولوژی کمّی، انجمن ایرانی ژئومورفولوژی، دورۀ پنجم، شمارۀ 2، صص 94-109.https://www.sid.ir/FileServer/JF/4032413950207.pdf گرامی، زهرا؛ عربخدری، محمود؛ اسدی، حسین؛ بیات؛ رضا. (1396). تغییرات رسوبدهی معلق تحت‌تأثیر چرخۀ فرسایندگی باران در حوضۀ آبخیز سرخاب. مجلۀ علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، انجمن آبخیزداری ایران، دورۀ یازدهم، شمارۀ 38، صص ۶۱-۷۲.http://jwmsei.ir/article-1-640-fa.pdf ختاری، داود؛ ولیزاده، کامران؛ خلیل، مرادی؛ مطلق، احسان. (1398). بررسی نقش تغییر روش‌‌های درون‌‌یابی برای تولید عامل R در برآورد فرسایش خاک حوضه‌‌های آبریز به روش RUSLE (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز بالارود)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، انجمن ایرانی ژئومورفولوژی، دورۀ هشتم، شمارۀ 3، صص 222-241.https://www.sid.ir/FileServer/JF/4032413980313.pdf میر‌‌موسوی، سید حسین؛ مزیدی، احمد؛ خسروی، یونس. (1389). تعیین بهترین روش زمین‌‌آمار درجهت تخمین توزیع بارندگی با استفاده از GIS (مطالعۀ موردی: استان اصفهان) ، فضای جغرافیایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهـر، دورۀ سی‌ام، شمارۀ 10، صص 105-120.https://www.sid.ir/FileServer/JF/40013893006.pdf نظرنژاد، حبیب؛ شاه حسین، تارا؛ اسدزاده، فرخ. (1397). تغییرات مکانی و زمانی فرسایندگی باران در استان آذربایجان غربی. جغرافیا و پایداری محیط، دانشگاه رازی، دورۀ هشتم، شمارۀ 2، صص 89-99.https://ges.razi.ac.ir/article_921_99e85dc89a692eac5e9b58b31a9274bf.pdf نیک‌کامی، داود؛ مهدیان، محمدحسین. (1393). تهیۀ نقشۀ شاخص مناسب فرسایندگی باران کشور. مهندسی و مدیریت آبخیز، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری با همکاری انجمن آبخیزداری ایران، دورۀ ششم، شمارۀ 4، صص 364-376.https://jwem.areeo.ac.ir/article_100819_07a772897256f7078a6e2eceb29b5951.pdf وفاخواه، مهدی؛ محسنی‌‌ساروی، محسن؛ مهدوی، محمد؛ علوی‌‌پناه، سید کاظم. (1387). کاربرد زمین‌آمار در برآورد عمق و چگالی برف در حوضۀ آبخیز اورازان. نشریۀ علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، انجمن آبخیزداری ایران، دورۀ دوم، شمارۀ 4، صص 49-55.https://www.sid.ir/FileServer/JF/48813870405.pdf Apaydian, H., Sonmez, K., Yildirim, E. (2004). “Spatial interpolation techniques for climate data in the GAP region in Turky”. Journal of Climate Research, 28(1): 31-40.https://www.researchgate.net/profile/HalitApaydin/publication/250221607_Spatial_Interpolation_Techniques_for_Climate_Data_in_the_Gap_Region_in_Turkey/inline/jsViewer/5a211b59aca272ab5a62334f?inViewer=1&pdfJsDownload=1&origin=publication_detail&previewAsPdf=false Arnoldus, H.M.J. (1980). An approximation of the rainfall factor in the Universal Soil Loss Equation. In: De Boodt, M., Gabriels, D. Eds., Assessment of Erosion. Chichester, New York. pp. 127-132. https://www.scirp.org/(S(czeh2tfqyw2orz553k1w0r45))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1687726. Da Silva, A.M. (2004). Rainfall erosivity map for Brazil. Catena, 57(3), 251-259. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/299519/mod_resource/content/0/Artigo%201%20-%20Silva%202004.pdf Fournier, F. (1956). The effect of climatic factors on soil erosion estimates of solids transported in suspension in runoff. Association Hydrologic Int. Public, 38:6. Fournier, F. (1960). Climate and erosion.paris university of paris. Hadley, R.F., Lal, R., Onstad, C.A., Walling, D.E., Yair A. (1985). Recent developments in erosion and sediment yield studies. UNESCO, Paris, 127 pp. Hasani Pak, A. 2013. Geostatistics. Tehran University Press, 314 (In Persian).https://eshraghipub.com/product/detail/55753/. Kouli, M., Soupios, P., Vallianatos, F. (2009). Soil erosion prediction using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) in a GIS framework, Chain, Northwestern Crete, Greece. Environment Geology. 57: 483–497.https://www.semanticscholar.org/paper/Soil-erosion-prediction-using-the-Revised-Universal-Kouli-Soupios/9b92e98c7dd4ac8aadecdf398e20815541d0e871. Lal, R., Elliot , W. (1994). Erodibility and erosivity. In Lal, R. (ed.), Soil erosion research methods. Soil and Water Conservation Society. Ankeny. 181-208.https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9780203739358-8/erodibility-erosivity-lal-elliot Meusburger, K., Steel, A., Panagos, P., Montanarella, L., Alewell, C. (2012). Spatial and temporal variability of rainfall erosivity factor for Switzerland. Hydrology and Earth System Sciences, 16, 167–177.https://doi.org/10.5194/hess-16-167-2012, 2012. Morgan, R.P.C. (1995). Soil erosion and conservation Addison-Wesley.london, 198p.https://www.scirp.org/(S(i43dyn45teexjx455qlt3d2q))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=117218 Onori, F., Bonis, P.D., Grauso, S. (2006). Soil erosion prediction at the basin scale using the revised universal soil loss equation (RUSLE) in a catchment of Sicily (southern Italy). Environ Geol. 50: 1129-1140.https://doi.org/10.1007/s00254-006-0286-1 Oliveira, P.T.S., Wendland, E., Nearing, M.A. (2013). Rainfall erosivity in Brazil: a review, Catena, 100:139–147.https://doi.org/10.1016/j.catena.2012.08.006 Safarrad‚ T.‚ Hashemi, S.H.‚ Amini, J. (2009). Exploitation of Geostatistical Techniques on Rainfall Erosivity Modeling Using Fournier Method (case study: Bash gheshlagh Catchment area) ‚ Natinal Conference on GIS).http://neijournal.iaunour.ac.ir/article_520558_1f7488d491ac81f272d2dc1786208ac3.pdf?lang=en Tssung, C.K. (2004). Introduction to geographic information system, 2nd edition, Mc Graw Hill. 384 pages.https://www.amazon.com/Introduction-Geographic-Information-Systems-Kang-Tsung/dp/0072528117 Wang, G., Gertner, G., Singh, V., Shinkareva, S., Parysow, P., Anderson, A. (2002). Spatial and temporal prediction and uncertainty of soil loss using the revised universal soil loss equation: a case study of the rainfall-runoff erosivity R factor. Ecological Modeling, 153:143–155.https://doi.org/10.1016/S0304-3800(01)00507-5
آمار تعداد مشاهده مقاله: 928 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 785

سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب

پیوندهای مفید

اخبار و اعلانات

آمار

ارزیابی شاخص‌‌های فرسایندگی باران با استفاده از تکنیک‌‌‌‌های زمینآمار در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (نمونۀ موردی: استان گلستان)