تعيين آستانه موثرترين عوامل بر افزايش طول خندق ها با استفاده از الگوريتم هاي داده كاوي و درخت تصميم CART (بررسي موردي: حوزه آبخيز قاضيان، استان فارس)

Determining the threshold of the most effective factors on increasing the length of gullies using data-mining algorithms and CART Decision Tree (Case study: Ghazian Watershed in Fars Province

يكي از روابط مهم در فرسايش خندقي، بررسي آستانه هاي ايجاد و گسترش اين فرسايش است. اين روابط كمك مي كند تا بتوان با شناخت دقيق، راهكار مناسبي را پيش بيني نمود و از تخريب اراضي به نحو مطلوب جلوگيري به عمل آورد. طي دهه اخير، ظهور دانش هاي نوين در تعيين رابطه بين متغيرها موجب توسعه روش هاي پيش بيني در علوم مختلف شده است و در نتيجه، بررسي قابليت استفاده از آن ها در مباحث فرسايش و حفاظت خاك، ضروري است. همچنين با توجه به اين كه لازم است به منظور كنترل فرسايش خندقي، مكانيسم رشد و گسترش ابعاد خندق ها، به ويژه رشد طولي آن ها، به دقت بررسي و شناخته شود، به اين منظور، پژوهش حاضر اقدام به تعيين آستانه موثرترين عوامل بر افزايش طول خندق ها با استفاده از الگوريتم هاي داده كاوي K-Means و درخت تصميم CART در حوزه آبخيز قاضيان واقع در شمال استان فارس نموده است. نتايج اين پژوهش كه شامل اندازه گيري متغيرهاي مختلف خندق ها در عمليات ميداني و آزمايشگاهي و استفاده از تكنيك هاي داده كاوي است نشان داد افزايش طول خندق ها در اين منطقه، تابع عوامل مساحت آبخيز گسترش، هدايت الكتريكي عصاره اشباع، شيب پيشاني، درصد پوشش گياهي و نسبت جذبي سديم مي باشد. توصيه مي شود در كاهش گسترش طولي خندق ها و توليد رسوب، به كنترل فرسايش در پيشاني آن ها توجه بيشتري شود. همچنين اصلاح خاك هاي اين منطقه به كمك اصلاح كننده ها و احياي پوشش گياهي سازگار و افزايش ماده آلي خاك، در اولويت اقدامات موثر در كنترل گسترش طولي خندق ها قرار گيرد.

One of the important relations in the erosion of gullies is to study the threshold of erosion creation and expansion. In recent decade, creation of new knowledge in determination of relation between variables was led to develop prediction methods in different science and therefore, investigating the ability to use these methods in erosion and soil conservation is essential. Also, in order to control the erosion of the gully, the mechanism of gullies growth and its dimension expansion, especially increasing in gullies length, has to be carefully determine; for this purpose, the present study aimed to determine the threshold of the most effective factors on increasing the length of the gully, using the K-Means data mining algorithms and the CART decision tree in the Ghazian watershed in the north of Fars province. The results of this study, which include measuring various variables of gullies under field condition and in laboratory, and using data mining techniques, showed that increasing the length of gully in this area depended on the factors of the area above headcut, saturated extract electrical conductivity, forehead slope, canopy cover percentage, and sodium adsorption ratio. It is recommended control of erosion in the foreheads is highly important in reducing the increase in gullies length and sediment production. Also, improving the soils of this area with soil amendments and the restoration of compatible vegetation and the increase in soil organic matter should be considered as the priority of effective actions to control the increasing length of gullies.