استخراج پتانسیل سیل خیزی حوضه سیمینه رود با کمک تصاویر ماهواره ای، شاخص رطوبت توپوگرافی و ویژگیهای مورفولوژیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، تبریز، ایران.

چکیده

شناسایی مناطق سیل­گیر از راهکارهای اساسی در برنامه­ریزی کاهش اثرات تخریبی سیل است. در نوشتار پیش رو از شاخص­های توپوگرافی و مورفولوژیکی به­منظور بررسی سیل­زایی استفاده شده است. به­دلیل اثرگذاری ویژگی­های هیدروژئومورفیک در سیل‌زایی، این ویژگی­ها با نرم­افزارهای آرک‌جی‌.آی.‌اس. و سیستم مدل‌ساز حوضة ‌آبریز با کمک لایه­های مدل رقومی ارتفاع و توپوگرافی استخراج شدند. به­دلیل نبود اطّلاعات میدانی دقیق و به­روز از رطوبت سطحی خاک، لایة پوشش گیاهی و آمار ثبتی بارش، از امکانات سنجش از دور اقدام به استخراج رطوبت خاک و بارش شده است. برای کنترل و مقایسة اطّلاعات به­دست­آمده از تصاویر ماهواره‌ای، بارش مورّخ 12 آذر 1395 به‌عنوان نمونة بارش سیلابی انتخاب شد. با توجّه به اهمّیت شاخص رطوبت توپوگرافی برای توصیف شرایط رطوبتی خاک و تخمین ویژگی­های فیزیکی و هیدرولوژی از این شاخص استفاده شده و نقشة خروجی به­صورت طبقه­بندی در منطقه بررسی شد. برای نمایش نواحی مستعدّ سیلاب از مدل ترکیبی که در آن از لایه‌های رطوبت خاک سطحی (از مدل ذوزنقه­ای فیزیکی از تصاویر لندست 8 استخراج شد)، پوشش گیاهی، بارش و شاخص رطوبت توپوگرافی استفاده شده است. پس از همسان­سازی نقشه‌ها و وزن‌دهی، روی­هم­گذاری لایه­ها در محیط سیستم اطّلاعات جغرافیایی انجام و نقشة پتانسیل سیل­زایی حوضه استخراج شد و حوضه به­ترتیب شدّت سیل­زایی به پنج محدودة مستعدّ سیلاب، سیلاب متوسّط، تاحدودی سیلابی، سیلاب بسیارکم و فاقد سیلاب طبقه­بندی شد. براساس نقشة استخراجی و تجزیه و تحلیل نتایج، از کل 3279 کیلومتر مربع منطقه، حدود 6/81 کیلومتر مربع (5/2%) مستعد سیلاب بوده و 9/1% از منطقه با میزان خطر متوسّط برای سیلاب شناسایی شد. محدوده‌های مستعدّ سیلاب بیشتر در نواحی دشتی مرکزی و شمال حوضه در زمین‌های مسطّح حاشیه‌ای رود سیمینه قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


برخوردار، مهرداد؛ چاوشیان، سیدعلی (1379). روش­های مختلف پهنه­بندی سیلاب با استفاده از فن­آوری نوین GIS. کارگاه روش­های غیر سازه­ای مدیریت سیلاب، تهران.
خسرویان، مریم؛ انتظاری، علی­رضا؛ رحمانی، ابوالفضل؛ باعقیده، محمد (1396). پایش تغییرات سطح آب دریاچة پریشان با استفاده از شاخص­های سنجش از دور. هیدروژئوموفولوژی، 4 (13)، 99-120.
راد، مژگان. (1396). ارزیابی کارایی شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) به­منظور پهنه­بندی خطر سیلاب در حوضة آبخیز خرم­آباد. پایان­نامة کارشناسی­ارشد. گروه مهندسی آبخیزداری. دانشگاه تربیت مدرس.
کاظمی، آفاق؛ رضایی­مقدم، محمد حسین؛ نیکجو، محمدرضا؛ حجازی؛ میراسدا... (1395). پهنه­بندی و مدیریت مخاطرات سیلاب در رودخانة سیمینه­رود با استفاده از مدل هیدرولیک HEC-RAS. مدیریت مخاطرات طبیعی، 3 (4)، 379-393.
مهدوی، محمد (1376). بررسی آثار اقتصادی ـ اجتماعی و زیست­محیطی خسارات سیل. کارگاه آموزشی تخصّصی مهار سیلاب رودخانه­ها، انجمن هیدرولیک ایران.
میررحیمی، سید محمود؛ فیضی­زاده، بختیار (1387). بررسی دقّت داده­های رادار زمینی و TRMM در برآورد بارش. همایش ژئوماتیک، تهران: سازمان نقشه­برداری کشور.
ولیزاده کامران، خلیل (1386). کاربرد GIS در پهنه­بندی خطر سیلاب (مطالعة موردی: حوضة رود لیقوان). فضای جغرافیایی، 7 (20)، 153-170.
یوسف­زاده، اردشیر؛ زینالی، بتول؛ ولیزاده کامران، خلیل؛ اصغری سراسکانرود، صیاد (1398). برآورد رطوبت خاک با استفاده از مدل جدید ذوزنقه­ای مرئی برای حوضة سیمینه با استفاده از تصاویر ماهوارة لندست 8. هیدروژئومورفولوژی، 5 (18)، 181-205.
Refrences
Atkinson, P. M. (1997). Sub-pixel target mapping from soft-classified, remotely sensed imagery Photogram. Engineering Remote Sensing, 71 (7), 839-846.
Bangir, T., Maathuis, H. P. B., Dube, T. & Winora gara, T. (2015). Investigating flash floods potential areas using ASCAT and TRMM satellites in the Western Cape Province, South Africa. Geocarto International, 7 (30), 737-754.
Bangira, T. (2013). Mapping of Flash Flood Potential Area in the West Cape using Remote Sensing and Situ Data. MS Thesis, Univercity of Twente, Netherland.
Barkhordar, M. & Chavooshiyan, S. (2000). Different methods of flood zoning using new technology of GIS. Workshop on Non-Structural Flood Management Methods. Thehran. (In Persian)
Beven, K. J., Kirkby, M. & Seibert, J. (1979). A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrological Science Bulletin, 24, 43-69.
Grabs, T., Seibert, J., Bishop, K. & Laudon, H. (2009). Modelling spatial patterns of saturated areas: A comparison of the topographic wetness index and a dynamic distributed model. Journal of Hydrology, 373, 15-23.
Horton, R. E. (1945). Erosional development of streams and their drainage basins- hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of America Bulletin, 56 (3), 275-370.
Islam, M. D. & Sado, K. (2000). Development of Flood Hazard Maps of Bangladesh Using NOAA-AVHRR Image Whit GIS. Hydrology Sciences Journal, 45 (3), 24-36
Islam, M. D., Das, S. & Uyeda, H. (2010). Calibration of TRMM Derived Rainfall over Nepal during 1998-2007. Atmospheric Science Journal, 4, 12-23.
Kazemi, A. & Rezaei Moghaddam, M. (2017). Zoning and Management of the hazards of Floodwater in the Siminehrood River Using the HEC–RAS Hydraulic Model. Environmental Hazards Managemant magazine. 3 (4), 379-393. (In Persian)
Khosravian, M., Entezaari, A., Rahmani, A. & Baaghide, M. (2018). Monitoring the Disturbance of Lake District Water Level Changes Using Remote Sensing Indices. Hydrogeomorphology, 4 (13), 99-120. (In Persian)
Lawal, O. & Umeuduj, J. (2017). Exploration of hydro-geomorphological indices for coastal floodplain characterization in Rivers State, Nigeria. Ghana Journal of Geography, 9 (1), 67-87.
Mahdavi, M. (1998). Investigation of socio-economic and environmental impacts of flood damage. Specialized workshop on river flood control. Iranian Hydraulic Society. (In Persian)
Marchi, L., Borga, M., Preciso, E. & Gaume, E. (2010). Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management. Journal of Hydrology, 394 (1-2), 118-133.
Mir Rahimi, S. M. & Feizizadeh, B. (2009). Accuracy of ground radar data and TRMM in Estimation of precipitation. Geomatics Conference. National Cartographic Center. Tehran. (In Persian)
Proverbs, D. G., Soetanto, R. (2004). Flood damaged property: A guide to repair. UK: Blackwell Publishing, Oxford.
Rad, M. (2018). Performance evaluation of TWI index in order to map the flood risk in the Khorramabad watershed. Master's dissertation. Department of Watershed Engineering. Modarres Univercity. (In Persian)
Sadeghi, M., Jones, S. B. & Philpot, W. D. (2015). A linear physically-based model for remote sensing of soil moisture using short wave infrared bands. Remote Sens, Environ, 164, 66-76.
Schillaci, C., Braun, A. & Kropacek, J. (2015). Terrain analysis and landform recognition; Chapter 2.4.2, in Geomorphological Techniques. British Society for Geomorphology, 18.
Tarboton, D. G. (1997). A New Method for the Determination of Flow Directions and Contributing Areas in Grid Digital Elevation Models. Water Resources Research, 33 (2), 309-319.
Tehrany, M., Pradhan, S. & Jebur, B. M. N. (2014). Flood Susceptibility Mapping Using a Novel Ensemble Weights-of Evidence and Support Vector Machine Models in GIS. Journal of Hydrology, 512, 332-343.
Us Army Corps of Engineers (2002). HEC-RAS River Analysis System. Hydrologic Engineering Center, CPD-68.
Valizadeh Kamran, Kh. (2008). The Application of GIS Technique in the Zoning of Flood Hazard: The Case study of Ligvan River Basin. Geographic Space, 7 (20), 153-170. (In Persian)
Yousefzadeh, A., Zeynali, B., Valizadeh Kamran, Kh. & Asghari Sar Eskanrood, S. (2019). The Estimation of Soil Moisture Using the New Visible Trapezoidal Model for Simineh Basin Using Images of Landsat 8 Satellite. Hydrogeomorphology, 5 (18), 181-206. (In Persian)