اثر تغییر کاربری و پوشش اراضی بر رواناب با استفاده از چارچوب مدل LUIM در حوزه آبخیز مندرجان چادگان

STUDENT

DEGREE

YEAR

Today, population growth and increasing demand for food, especially in countries located in arid and semi-arid areas in the world Leading to the use of uoiled natural areas such as forests, pastures and widespread land-use changes that Undoubtedly, this widespread land- use change could cause increased flooding in recent decades. Change in characteristics of runoff through changing patterns of land use and management programs past and present to understand the impact of changing land use or land cover on the hydrological processes is essential. The results of this research can determine the effects of land use change on the response of the hydrological basin qualitative and quantitative content and its impact on the hydrological behavior was the area in different periods. The aim of this study is the effects of land use change on runoff in different return periods using Bayesian network modeling, so that by understanding land-use changes and the results of LUIM model and Bayesian Belief networks on fluctuations in runoff quantity and quality to an optimal management we can implement and present them in order to prevent the unprincipled use and reduce runoff. In this study, the first land use maps, curve number, runoff and runoff coefficient in the years 1363, 1371, 1380, 1390, 1395 and the area of each of the units were extracted. Then LUIM model was used to express the probability of runoff under different scenarios in five periods. mentions the uncertainty generated maps for the possibility of states. By considering the consequence and probability LUIM incorporates the relationship between landscape characteristics and management practices to zoning potential for runoff and the risk. The results showed that in the period to overgrazing and over-range capacity, operation over resources and development of agricultural activities and increasing demand for food provides animal husbandry and management practices wrong in the operation area to the demolition of part rangelands and overcome a lot of bad food and invasive plants have been in many places last year. The average weight for land use changes in 1363, 1371, 1380, 1390, 1395, are respectively 80, 81, 84, 83, 82 and the runoff coefficient of the two-year period during the period 4 are respectively 06/0, 09/0, 18/0, 16/0. Furthermore, the average amount of runoff in 1363 to 1371 has been at a rate of 25/0 mm per year and in 1371 to 1380 has been at a rate of 4.1 mm per year. We witness almost relatively low runoff changes from 1380 to 1395.Due to the development of management plans that has been accomplished, as can be seen it is a critical point increase in runoff in 1380 and in this year we can see land-use changes and the increase at a rate of 4 percent of drylands and fallow and also rangeland with medium to pastures with poor coverage, Its reduction by 7% compared to 1363, and for this apparent increase in undeveloped land-use changes in the amount of 19% in 1390. And these results with the results obtained from the model LUIM that all above parameters are taken into account, and it corresponds to the experts’ conclusions about the above parameters integrated into the runoff. So that considering most of the areas in 1363 with the possibility of 40 percent runoff with scenario and middle scenario and the possibility of a runoff with 60 percent in 1380 and the possibility of a runoff with regard to the area of each of the users are also characterized in this model. It can be realized that the its result is related to which land use changes. And the results indicate change in drylands and fallow pastures and rangelands with medium to poor pastures. Followed by the possibility of runoff in pasture production in 1363 with an area of 42% to 16% under the average scenario is reached in 1380 based on the great scenario and that most of its area is under a lot of Keywords: runoff, return period runoff coefficient, curve number, Bayesian belief network, LUIM model

امروزه افزایش جمعیت و نیاز روز افزون به غذا خصوصا در کشورهای واقع در کمربند خشک و نیمه خشک جهان منجربه بهره گیری از اراضی دست نخورده طبیعی از قبیل جنگل ها، مراتع و تغییرات کاربری گسترده در این اراضی شده که بی شک این تغییر کاربری گسترده می تواند از دلایل ازدیاد سیل در طی ده های اخیر بوده باشد. تغییر در مشخصه های رواناب از طریق تغییر الگوی کاربری اراضی، و برنامه های مدیریتی گذشته و حال برای فهم تأثیرات تغییر کاربری و یا پوشش اراضی روی فرآیندهای هیدرولوژیکی سطح زمین ضروری است. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر تغییر کاربری بر روی رواناب در دوره بازگشت های مختلف با تعیین ضریب رواناب با توجه به تحلیل فراوانی و اثر دو نقش مدیریتی و استعداد با استفاده از مدل LUIM و طراحی شبکه های باور بیزن با در نظر گرفتن احتمالات است. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند مشخص کند که، اثرات کمی و کیفی تغییر کاربری ارضی بر پاسخ هیدرولوژیک حوزه آبخیز مندرجان و تأثیر آن بر رفتار هیدرولوژیک حوزه در دوره های مختلف چگونه بوده است در نتیجه یک مدیریت بهینه در جهت جلوگیری از تغییر غیراصولی کاربری ها و کاهش رواناب ارائه و به اجرا گذاشته شود. در تحقیق حاضر در ابتدا نقشه های کاربری اراضی، شماره منحنی، ارتفاع رواناب و ضریب رواناب در سال های 1363، 1371، 1380، 1390، 1395 تهیه و مساحت هر یک از واحدها استخراج شد سپس از مدل LUIM برای بیان احتمال وقوع رواناب و نقش هر یک از واحدهای اراضی در تولید رواناب تحت سناریوهای مختلف در پنج بازه زمانی استفاده شد و نیز عدم قطعیت نقشه های تولید شده را به صورت احتمال بیان می کند. LUIM روابط بین خصوصیات چشم انداز و شیوه های مدیریت را به منظور پهنه بندی پتانسیل احتمال وقوع رواناب و خطر ناشی از آن با در نظر گرفتن جزء پیامد و احتمال تلفیق می کند. نتایج نشان داد که در دوره های مورد نظر چرای بی رویه و بیش از ظرفیت مراتع، بهره برداری بیش از حد از منابع و توسعه فعالیت های کشاورزی و افزایش تقاضا برای فرآوردهای دامی و اعمال مدیریت غلط در بهره برداری منطقه موجب تخریب و انهدام بخش قابل توجهی از مراتع منطقه و غلبه گیاهان بدخوراک و مهاجم در بسیاری از نقاط پارسال شده است. به دنبال این تغییرات کاربری اراضی میانگین های وزنی شماره منحنی در سال 1363، 1371، 1380، 1390، 1395 به ترتیب 80، 81، 84، 83، 82 و ضریب رواناب در دوره بازگشت دو ساله نیز طی 4 دروه زمانی 1363، 1371، 1380، 1390 به ترتیب 06/0، 09/0، 20/0، 16/0 می باشد، همچنین میزان متوسط ارتفاع رواناب در سال 1363 تا 1371 به میزان 25/0 میلیمتر در سال و در 1371 تا 1380 به میزان 4/1 میلیمتر در سال بوده است و از سال 1380 تا 1395 به علت تکامل برنامه های مدیریتی تقریبا تغییرات نسبتا منفی نسبت به سال 1380 در تولید رواناب را شاهد هستیم، همانطور که مشاهده می شود سال 1380 نقطه بحرانی افزایش رواناب می باشد که در این سال افزایش تغیرات کاربری و افزایش اراضی دیم و آیش به میزان 4 درصد و تبدیل مراتع با پوشش متوسط به مراتع با پوشش ضعیف و کاهش آن به میزان 7 درصد نسبت به سال 1363 و به دنبال این تغییرات کاربری آشکار افزایش اراضی بایر را در سال 1390 به میزان 19 درصد دیده می شود و این نتایج با نتایح حاصل از مدل لوییم که همه پارامترهای فوق را در نظر گرفته و جمع بندی فوق را با توجه به نظر کارشناسان در مورد پارامترهای تولید رواناب تافیق می کند مطابقت دارد به طوری که بیشترین مساحت در سال 1363 با احتمال وقوع رواناب 40 درصد با سناریوی متوسط به سناریوی زیاد با احتمال وقوع رواناب 60 درصد در سال 1380 رسیده است، همچنین احتمال وقوع رواناب با در نظر گرفتن وسعت آنها در هر یک از کاربری ها نیز از خصوصیات این مدل است و می توان پی برد علت آن مربوط به کدام تغییر کاربری است که نتایج حاکی از تغییر کاربری مراتع به اراضی دیم و آیش و مراتع با پوشش متوسط به مراتع فقیر است که به دنبال آن پتانسیل احتمال وقوع رواناب در کاربری مرتع در سال 1363 با مساحت 42 درصد تحت سناریوی متوسط به 16 درصد تحت سناریوی متوسط در سال 1380 رسیده و بیشترین مساحت کاربری مرتع تحت کلاس زیاد باو سعت 28 درصد می باشد. تغییر کاربری آشکار دیگر در زمین های کشاورزی دیم و آیش است که نسبت به دوره های قبل در سال 1380 احتمال وقوع رواناب آن تحت سناریوی زیاد افزایش چشمگیری داشته است. با توجه به نتایج حاصل از احتمال و همچنین در نظر گرفتن پیآمد تولید رواناب در هر یک از واحدهای اراضی منطقه می توان خطر تولید رواناب را نیز ارزیابی کرد که به دلیل حجم زیاد مطالعه از برررسی آن جلوگیری به عمل آمد. کلمات کلیدی: ارتفاع رواناب، دوره بازگشت، ضریب رواناب، شماره منحنی، شبکه های باور بیزین، مدل LUIM