الگوي مكاني توليد رسوب با استفاده از مدل ساختاري اتصال رسوب در حوضه آبخيز طالقان، ايران

زمينه و هدف: امروزه با توجه به اهميت رسوبات در حوضه ها، مديريت جامع حوضه هاي آبخيز كشور نيازمند چارچوبي مشخص در برنامه ريزي هاي مربوط به پايش و كنترل رسوبات مي باشد. يكي از موثرترين روش ها، استفاده از شاخص اتصال رسوبي (IC) است. فرايند اتصال يك مفهوم نوظهور براي درك بهتر از فرآيندهاي رخ داده در سطح حوضه آبخيز است كه بر جريان آب و حركت رسوب در مقياس هاي مكاني - زماني مختلف تاثير مي گذارند. اين شاخص درجه اتصال جريان رسوب در سرتاسر آبخيز مخصوصاً بين منبع رسوب و منطقه پايين دست را تبيين كرده و به نوعي بيانگر نسبت تحويل رسوب مي باشد. بنابراين پژوهش حاضر با هدف بررسي اتصال رسوب در آبخيز طالقان استان البرز در قالب استخراج نقشه شاخص اتصال رسوب و نيز صحت سنجي نتايج با بازديدهاي ميداني صورت گرفته است.روش پژوهش: در اين پژوهش به منظور بررسي الگوي مكاني توليد رسوب در حوضه، از روش ارائه شده توسط بورسلي و همكاران و تعريف شاخص اتصال (IC) نقشه اتصال رسوبي حوضه استخراج گرديد. بدين منظور ابتدا داده هاي توپوگرافي از مدل رقومي ارتفاعي 30 متر و داده هاي پوشش گياهي در دو دقت مكاني 10 و 30 متري به ترتيب با تصاوير Sentinel-2A و Landsat 8 تهيه و با استفاده از لايه هاي اطلاعاتي از جمله ميانگين تندي شيب، ميانگين عامل وزني و سطح مشاركتي مقادير جزء فراشيب مسير شروع جريان در انتقال رسوب محاسبه گرديد. سپس با استفاده از لايه هاي طول مسير به سمت پايين دست، عامل وزني هر سلول و درنهايت تندي شيب هر سلول، جزء فروشيب در شبكه اتصال رسوبي محاسبه و با مرجع قرار دادن خروجي آبخيز در محيط نرم افزار ArcGIS 10-2-2 شاخص اتصال براي تمام پيكسل ها محاسبه و نقشه اتصال رسوبي ترسيم گرديد. محدوده IC از (∞- تا ∞+) است و هنگامي كه IC به سمت ∞+ سير مي كند، اتصال افزايش مي يابد و در نهايت بمنظور ارزيابي نتايج مدل، شاخص اتصال ميداني (FIC) در 30 نقطه از سطح حوضه اجرا و همبستگي بين شاخص IC و FIC در اين نقاط مورد ارزيابي قرار گرفت.يافته ها: بر اساس يافته هاي اين پژوهش و برازش شاخص اتصال رسوبي (IC) با شاخص اتصال رسوب ميداني (FIC) در 30 نقطه، رابطه بين اين دو شاخص از نوع خطي مي باشد. ضريب تعيين در دقت مكاني 10 متر با مقدار عددي 0.86 بيشتر از ضريب تعيين خروجي مدل با دقت مكاني 30 متر با مقدار عددي 0.62 به دست آمد كه نشان از دقت بالاتر نتايج حاصل از شاخص اتصال رسوب با قدرت تفكيك مكاني 10 متر نسبت به 30 متر است. هر چند پراكنش نقاط در مواردي دچار بينظمي شده اما روند كلي نتايج نشان ميدهد كه با افزايش ميزان اتصال رسوب (IC)، ميزان اتصال رسوب محاسباتي ميداني (FIC) نيز به صورت خطي افزايش پيدا كرده است. در محاسبه شاخص اتصال عواملي از قبيل شكل، شيب و زبري حوضه كه به سهولت قابل دسترس مي باشند به دليل نياز داده اي كم و كارايي بالا مي توانند زمينه ساز بهبود برآورد مدل هاي رسوبدهي شوند.نتايج: در اين پژوهش نتايج نشان داد كه شاخص اتصال رسوب با دقت مكاني 10 متر دقت بالاتري نسبت با شاخص اتصال با دقت مكاني 30 متر دارد. همچنين نتايج نشان داد كه شيب و عامل پوشش گياهي از پارامترهاي بسيار مهم در رسوبدهي آبخيز طالقان هستند. شايان ذكر است كه جهت بررسي اثر مساحت و طول آبراهه اصلي، ميتوان نتايج شاخص اتصال رسوب را در سطح زيرحوضه و حتي دامنه مورد ارزيابي دقيقتر قرار داد. لحاظ كردن نقشه جهت جريان و جريان تجمعي در فرضيات اين مدل با توجه به اهميت اين موارد در رسوبدهي هر زيرحوضه، از مزاياي اين مدل به حساب ميآيد. يكي ديگر از مزاياي بسيار مهم اين مدل نياز دادهاي كم آن ميباشد كه ميتواند مشكل پيچيده بودن و نيازهاي دادهاي فراوان مدلهاي فرسايش و رسوب موجود را تا حد زيادي كاهش دهد.