تجزیه و تحلیل مورفومتریک، ارزیابی و اندازه گیری ریاضی شکل، سطح زمین و بعد شکل زمین آن است. تجزیه و تحلیل مورفومتریک حوضه رودخانه Dhund در منطقه جیپور راجستان هند برای ارزیابی پارامترهای مورفومتریک مختلف به دنبال جنبه‌های خطی، مساحتی و امدادی انجام شده است. حوضه زهکشی که مساحت کلی آن حدود 1828 کیلومتر مربع استبا حداکثر و حداقل ارتفاع به ترتیب 603 متر و 214 متر در قسمت شرقی بخش قرار دارد. پارامترهای مورفوتکتونیکی مانند Hypsometric Integral، Index Sinuosity و Factor Asymmetry نیز برای شناسایی ویژگیهای زمین ساختی حوضه زهکشی محاسبه شده‌اند. داده های اولیه و ثانویه مانند نقشه توپوگرافی SOI، Cartosat-1 DEM و سایر داده های مربوطه استفاده شد. از نرم افزار ArcGIS (Arc Map 10.2) برای ارجاع جغرافیایی نقشه های توپوگرافی، ترسیم حوضه و تهیه DEM، شیب و شبکه زهکشی استفاده شد. حوضه حوضه زهکشی مرتبه ششم با الگوی دندریتی شبکه زهکشی است. میانگین نسبتاً پایین تر نسبت انشعاب نشان می دهد که حوضه زهکشی توسط مواد یکنواخت تشکیل شده است. ناحیه حوضه زهکشی شکل کمی کشیده و کمتر در معرض سیل است.
کلید واژه ها
حوضه زهکشی ، رودخانه Dhund ، راجستان ، DEM
1. مقدمه
رودخانه‌ها و فرآیندهای مختلف رودخانه‌ای تغییرات مورفومتریک را در حوضه‌های زهکشی ایجاد می‌کنند، زیرا این سیستم‌های ژئومورفیک غالب سطح زمین هستند که نقش حیاتی در درک فرآیندهای زمین، خاک و خواص فیزیکی و ویژگیهای فرسایشی آن و غیره دارند. الگوهای زهکشی توسط رودخانه‌ها شکل می‌گیرد. و فرآیندهای رودخانه ای کنترل سنگ شناسی و ساختاری سنگ های زیرین را نشان می دهد. پروفیل رودخانه و الگوی زهکشی برای مطالعه و تجزیه و تحلیل ویژگی های مورفولوژیکی یک حوضه زهکشی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. الگوی زهکشی و توزیع آن به عوامل مختلفی مانند آب و هوا، تسکین، شیب، ساختار و پوشش گیاهی بستگی دارد و می تواند از یک نوع به نوع دیگر توپوگرافی متفاوت باشد [ 1 ].
تجزیه و تحلیل مورفومتریک که یکی از ویژگی های حوضه زهکشی است، با اندازه گیری و ارزیابی عددی و کمی شکل، سطح زمین و ابعاد لندفرم آن انجام می شود [ 2 ] [ 3 ]. این یک شاخص مهم از فرآیندهای هیدروژئولوژیکی و ساختار لندفرم است که همچنین به مشخص کردن تغییرات سیستم زهکشی که به دلیل فعالیت های انسانی یا اختلالات طبیعی رخ داده است کمک می کند [ 1 ] [ 3 ].
استفاده از تکنیک‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور در مطالعه و تجزیه و تحلیل پارامترهای مورفومتریک حوضه‌های زهکشی رایج‌تر می‌شود، زیرا این روش‌ها مؤثرترین، راحت‌ترین و دقیق‌ترین راه برای انجام تحلیل هستند [ 4 ] – [ 9 ]. ].
ویژگی های مورفومتریک حوضه زهکشی شامل پارامترهای کمی منظر است که از سطح ارتفاعی یا زمین و شبکه زهکشی آن در حوضه بدست می آید [ 10 ]. روش های کمی برای اولین بار توسط هورتون در تجزیه و تحلیل مورفومتریک حوضه های زهکشی از نقشه های توپوگرافی با استفاده از روش های دستی استفاده شد [ 11 ] – [ 17 ]. بسیاری از محققین در مطالعات مختلف، ویژگیهای مورفومتریک حوضه‌های زهکشی را به‌عنوان شاخص‌های تأثیر ساختاری بر فعالیت نئوتکتونیکی و توسعه زهکشی در نظر گرفته‌اند [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ].
پارامترهای مورفومتریک در سه بعد خطی (ترتیب جریان، تعداد جریان، طول بخار، طول متوسط جریان، نسبت طول جریان، نسبت انشعاب، میانگین نسبت انشعاب، طول حوضه)، جنبه مساحتی (مساحت حوضه، تراکم زهکشی، فرکانس جریان) طبقه‌بندی می‌شوند. ، بافت زهکشی، نسبت دراز، نسبت گردش خون و غیره) و جنبه امدادی (تسکین حوضه، تعداد ناهمواری، نسبت تسکین) که برای استخراج ویژگی های کلی یک حوضه ارزیابی می شوند [ 3 ].
پارامترهای مورفومتریک در جنبه‌های مساحتی، خطی و امدادی به ارزیابی عددی شکل یک منظر کمک می‌کنند و ویژگیهای حوضه، فرآیندها و خطر سیل مربوط به فرآیندهای هیدرولوژیکی و اقلیمی را توضیح می‌دهند [ 1 ].
مطالعه حاضر تلاشی برای تجزیه و تحلیل ویژگیهای حوضه حوضه رودخانه Dhund در ناحیه جیپور در شرق راجستان، هند با استفاده از DEM و GIS می‌کند.
2. منطقه مطالعه
حوضه رودخانه Dhund در منطقه جیپور در شرق راجستان، هند قرار دارد و بین طول جغرافیایی 75 درجه و 40 دقیقه شرقی تا 76 درجه 10 دقیقه شرقی و عرض های جغرافیایی 26 درجه و 30 دقیقه تا 27 درجه شمالی، محدوده جغرافیایی حدود 1828 کیلومتر را پوشش می دهد. 2 ( شکل 1 ). رودخانه دهند جریان دارد
شکل 1 . نقشه موقعیت منطقه مورد مطالعه.
در جهت شمال به جنوب با شیب ملایم تا متوسط که بین 0 تا 53 درجه و طول حدود 98.95 کیلومتر است.
رودخانه دهند یک رودخانه فصلی است که در زمین های نیمه بیابانی ناحیه جیپور جریان دارد. این شاخه اصلی رودخانه مورل است و دارای سیستم زهکشی فرعی است که یک حوضه رودخانه دراز شمال شرقی را تشکیل می دهد. شاخه های اصلی آن آمانیشا نالا، رودخانه جالانا و راتانگانگا نالا هستند. به رودخانه مورل در جنوب شرقی روستای مندالیا می پیوندد و به عنوان شاخه اصلی رودخانه مورل می پیوندد که خود به رودخانه چمبال در نزدیکی روستای رامشوار در ناحیه ساوای مادوپور راجستان می پیوندد.
عرض کانال رودخانه دهند به دلیل باریکتر بودن آن در سمت بالادست متغیر است اما هرچه به سمت پایین دست حرکت می کنیم کانال عریض تر می شود.
منطقه مورد مطالعه دارای آب و هوای نیمه خشک است و میانگین بارندگی سالانه 536 میلی متر است. منطقه وسیع حوضه برای آبیاری به باران وابسته است زیرا منبع دائمی آب است. میانگین دمای سالانه 25.1 درجه سانتیگراد و میانگین حداکثر دما 40 درجه سانتیگراد در ماههای اردیبهشت و خرداد است. کمترین و بالاترین ارتفاع حوضه به ترتیب 214 متر و 603 متر بالاتر از سطح متوسط دریا است.
این حوضه دارای پشته های خطی باقیمانده، ساختاری و برهنه ای با دره ها و دشت های آبرفتی است. واحدهای لیتویی که در حوضه رودخانه دهند در معرض دید قرار گرفته اند، علاوه بر آبرفت های چهارتایی به ابرگروه Bhilwara، ابرگروه Aravalli و ابرگروه دهلی با سن آرکئن تعلق دارند.
کاربری اصلی این حوضه کشاورزی است، اما در نقاطی جنگل و زمین های بایر نیز گزارش شده است. در نقاطی نیز فعالیت استخراج سنگ به ویژه در ناحیه جنوبی حوضه دیده می شود.
3. منابع داده و روش
3.1. منابع داده
مطالعه حاضر با کمک مجموعه‌های زیر از داده‌های اولیه و ثانویه انجام شده است که شامل بررسی نقشه‌های توپوگرافی هند، مدل ارتفاعی دیجیتال Cartosat-1 DEM، نرم‌افزار ArcGIS، ادبیات منتشر شده و اینترنت است. نقشه توپوگرافی SOI شماره های 45M/16، 45N/9، 45N/10، 45N/13، 45N/14، 54A/4، 54B/1، 54B/2 و 54B/3 در مقیاس 1:50000 از وب سایت SOI دانلود شده است. (soinakshe.uk.gov.in) و برای به دست آوردن اطلاعات مربوطه در مورد روستا/شهر، شبکه زهکشی، جاده های اصلی و راه آهن و غیره استفاده می شود. داده های Cartosat-1 DEM از وب سایت NRSC-ISRO (bhuvan.nrsc.gov.in) دانلود شده است. برای تولید مدل رقومی ارتفاعی (DEM)، تهیه نقشه شیب و شبکه زهکشی حوزه آبخیز با وضوح 2.5 متر استفاده می شود. نرم افزار ArcGIS (Arc Map 10.2) برای ارجاع جغرافیایی نقشه های توپوگرافی، ترسیم حوضه و تهیه DEM، شیب و شبکه زهکشی استفاده می شود.
3.2. روش
DEM برای ترسیم مرز حوضه و شبکه زهکشی در نرم افزار ArcGIS (Arc Map 10.2) با استفاده از ناحیه UTM 43N و WGS84 به عنوان داده جهانی استفاده می شود. شیب نیز با استفاده از DEM تهیه می شود. نقشه پایه با رقومی کردن ویژگی هایی مانند زمین ساخته شده، شبکه جاده، بزرگراه، خط راه آهن، آب و رودخانه تهیه شد. نقشه ارتفاع و نقشه شیب ( شکل 2 و شکل 3) با استفاده از DEM تهیه می شوند. شبکه زهکشی نیز با استفاده از DEM تهیه می شود و دارای شش راسته است که از این میان نهر مرتبه ششم بالاترین ردیف موجود در حوضه است. تعداد جریان، ترتیب جریان، طول جریان، نسبت طول جریان، طول متوسط جریان، نسبت انشعاب و نسبت انشعاب میانگین پارامترهایی هستند که تحت جنبه خطی آنالیز مورفومتریک قرار می‌گیرند که در نقشه قوس طبق روش استرالر ترتیب جریان همانطور که در جدول ذکر شده است محاسبه می‌شوند. 1 . تراکم زهکشی، رابطه طول مساحت، فرکانس جریان، بافت زهکشی، نسبت بافت، ضریب شکل، نسبت گردش خون، تعداد نفوذ، نسبت کشیدگی، شکل حوضه، طول جریان زمینی، شدت زهکشی، ضریب فشردگی و ثابت کانال
شکل 2 . شبکه زهکشی روی DEM قرار گرفته است.
شکل 3 . نقشه شیب منطقه مورد مطالعه.
4. نتایج و بحث
4.1. تجزیه و تحلیل مورفومتریک
پارامترهای اساسی:
مساحت، محیط و طول حوضه پارامترهای اساسی یک حوضه هستند.
محیط:
محیط حوضه زهکشی به عنوان برآمدگی افقی تقسیم آب حوضه در نظر گرفته می شود. تقسیم آب خطی است که نقاط بیشترین ارتفاع را بین دو حوضه زهکشی به هم وصل می کند و رواناب های سطحی آنها را از هم جدا می کند. کل حوضه آبریز را که توسط کل یک شبکه رودخانه تخلیه می شود، مشخص می کند. محیط محاسبه شده حوضه 375.89 کیلومتر است.
طول حوضه:
طول حوضه در امتداد فاصله کانال اصلی رودخانه اندازه‌گیری می‌شود که از نقطه‌ای در تقسیم آب در مقابل جریان کانال اصلی رودخانه شروع می‌شود، جایی که شاخه‌های مرتبه اول سرچشمه می‌گیرند و در نقطه‌ای از شکاف آبی که رودخانه اصلی به اصل خود می‌رسد می‌پیوندد. خراجی ابزار اندازه گیری ArcGIS برای محاسبه طول حوضه (Lb) [ 22 ] استفاده می شود. طول حوضه حوضه 68.44 کیلومتر است.
پارامترهای خطی، هوایی و امدادی:
مطالعه حوضه رودخانه دهند در سه بعد عمده انجام شده است:
● جنبه خطی — پارامترهای مورفومتریک محاسبه شده عبارتند از: ترتیب جریان (u)، تعداد جریان (Nu)، طول کل جریان (Lu)، نسبت طول جریان (RL)، میانگین طول جریان (Lsm)، نسبت انشعاب (Rb) و نسبت انشعاب میانگین (Rbm) با استفاده از معادلات ریاضی استاندارد ارائه شده در جدول 1 .
● جنبه هوایی — پارامترهای مورفومتریک محاسبه شده عبارتند از: تراکم زهکشی (Dd)، رابطه مساحت طولی (Lar)، نسبت بافت، نسبت ضریب شکل، بافت زهکشی، نسبت طولی، نسبت گردشی (Rc)، ضریب تراکم، فرکانس جریان (F) تعداد (اگر)، طول جریان زمینی (Lg)، شدت زهکشی (Di) و ثابت نگهداری کانال (C) با استفاده از معادلات ریاضی استاندارد .
● جنبه امدادی – پارامترهای مورفومتریک محاسبه شده عبارتند از: تسکین حوضه (R)، عدد ناهمواری (Rn) و نسبت تسکین (Rh) با استفاده از معادلات ریاضی رایج .
جزئیات در مورد پارامتر مورفومتریک فردی در زیر آورده شده است.
4.1.1. جنبه خطی
1) ترتیب جریان (u) – “ترتیب جریان” پارامتری است که برای توصیف سلسله مراتب نهرها استفاده می شود، یک عدد صحیح مثبت که سطح انشعاب هر رودخانه را نشان می دهد. ترتیب نهرها در یک حوضه زهکشی را می توان به روش های مختلفی با استفاده از رویکرد بالا به پایین یا پایین به بالا انجام داد. هورتون (1945) در اصل مفهوم نظم جریان را توسعه داد [ 23 ]. حوضه دارای 6 راسته نهر و مرتبه ششم بالاترین مرتبه است ( شکل 2 ).
2) شماره جریان (Nu) – شماره جریان به عنوان تعداد کانال های جریان در یک ترتیب خاص تعریف می شود. با افزایش ترتیب جریان، فرکانس جریان کاهش می یابد. تعداد جریان همچنین رابطه مستقیم نزدیکی با ابعاد کانال و اندازه حوضه زهکشی دارد. مقدار بالاتر عدد جریان نشان دهنده نفوذپذیری و نفوذ کمتر است [ 24 ].
● تعداد کل جریان های شناسایی شده-1568
● از مجموع نهرهای فوق، 1215 نهر در مرتبه 1 ، 274 نهر در مرتبه 2 ، 61 نهر در مرتبه 3 ، 14 نهر در مرتبه 4 ، 3 نهر در مرتبه 5 و 1 نهر قرار داشتند. در مرتبه 6 بود .
3) طول جریان (Lu) – طول جریان یک پارامتر مورفومتریک مهم است که در تعیین کمیت ویژگی های هیدرولوژیکی سنگ بستر و وسعت زهکشی استفاده می شود و اندازه مشخصه اجزای یک شبکه زهکشی را نشان می دهد. جدول 1 شامل داده های طول جریان از نظر ترتیبی است و در زیر جزئیات آورده شده است:
● طول کل جریان-1735.54 کیلومتر
● طول کل جریان برای مرتبه اول: 1349.83 کیلومتر، مرتبه دوم: 312.51 کیلومتر، مرتبه سوم: 60.18 کیلومتر، مرتبه چهارم: 10.80 کیلومتر، مرتبه پنجم: 2.10 کیلومتر و مرتبه 6: 0.12 کیلومتر.
4) میانگین طول جریان (Lsm) – طول متوسط جریان (Lsm) اندازه مشخصه اجزای یک شبکه زهکشی و سطوح کمک کننده آن را نشان می دهد [ 25 ]. میانگین طول جریان به عنوان نسبت طول کل جریان و تعداد جریان ها در هر ترتیب خاص محاسبه می شود [ 26 ]. جدول 1 شامل داده های میانگین طول جریان است. میانگین طول جریان برای مرتبه اول: 1.11، مرتبه دوم: 1.14، مرتبه سوم: 0.99، مرتبه چهارم: 0.77، مرتبه پنجم: 0.70 و مرتبه ششم: 0.12.
5) نسبت طول جریان (RL)—نسبت طول جریان با تقسیم طول کل جریان یک سفارش (Lui ) به طول کل جریان مرتبه پایین تر بعدی (Lui – 1 ) محاسبه می شود. این یک پارامتر مورفومتریک مهم است زیرا مطالعات مختلف یک همبستگی هندسی مستقیم بین طول متوسط جریان یک راسته و مرتبه مربوطه را نشان می‌دهد [ 27 ]. نسبت طول جریان در حوضه رودخانه Dhund (در جدول 1 نشان داده شده است) بین 0.06 – 0.23 متغیر است. نسبت طول جریان برای مرتبه اول: 0.23، مرتبه دوم : 0.19، مرتبه سوم : 0.18، مرتبه چهارم : 0.19 و مرتبه پنجم : 0.06.
6) نسبت انشعاب (Rb) – نسبت انشعاب یک پارامتر مورفومتریک بدون بعد در جنبه خطی است که می تواند برای تجزیه و تحلیل کنترل ساختاری در محیط زمین شناسی استفاده شود که به عنوان نسبت تعداد جریان ها در هر دو ترتیب جریان متوالی محاسبه می شود. مقدار نسبت انشعاب پایین نشان می دهد که ساختارها و سازندهای زمین شناسی بر الگوی زهکشی تأثیر نمی گذارند، در حالی که مقدار بالای نسبت انشعاب نشان می دهد که الگوی زهکشی تحت تأثیر ساختارهای زمین شناسی است [ 28 ]. مقادیر Rb محاسبه شده در جدول 1 آورده شده است که بین 3 – 4.67 متغیر است و مقدار میانگین Rb 4.19 است.
4.1.2. جنبه منطقه ای
1) تراکم زهکشی (Dd) – تراکم زهکشی (Dd) توسط هورتون (1964) به عنوان یک شناسه برای توصیف نزدیکی فاصله کانالها معرفی شد [ 29 ] و به عنوان نسبت طول کل جریان در یک حوضه معین به محاسبه می شود. مساحت کل حوضه [ 25 ]. مقدار نسبتاً کمتر تراکم زهکشی در مناطقی با مواد زیرزمینی با نفوذپذیری بالا با تسکین و پوشش رویشی کم و مقدار تراکم زهکشی بالاتر در مناطق زیرسطحی غیرقابل نفوذ با پوشش گیاهی کمتر و تسکین کوهستانی مشاهده می شود. [ 30 ]. منطقه مورد مطالعه دارای تراکم زهکشی 0.95 است که در جدول 2 نشان داده شده استکه ارزش نسبتاً کمی دارد و نشان می‌دهد که سطح حوضه، مواد زیرزمینی بسیار نفوذپذیر با پوشش رویشی و برجستگی کم است.
2) رابطه مساحت طول (Lar) – برای مساحت طول رابطه با استفاده از فرمول های داده شده توسط Hack (1957)، Lar = 1.4 * A 0.6 که A مساحت حوضه [ 31 ] است محاسبه می شود. رابطه طول منطقه برای منطقه مورد مطالعه 126.86 است ( جدول 2 ).
3) نسبت ضریب شکل (Rf) – ضریب شکل هر حوضه به عنوان نسبت مساحت حوضه (A) به مجذور طول حوضه (Lb) [ 32 ] محاسبه می شود که Lb حداکثر طول حوضه است که به عنوان فاصله اندازه گیری می شود. بین دهانه و دورترین نقطه حوضه. حوضه‌هایی که مقدار ضریب شکل بالایی دارند، جریان‌های اوج بالاتری را برای مدت زمان کمتر دریافت می‌کنند، در حالی که حوضه‌هایی که ارزش ضریب شکل پایین‌تری دارند، کشیده‌تر هستند و جریان‌های اوج کمتری را برای مدت طولانی‌تر دریافت می‌کنند. مقدار Rf برای منطقه مورد مطالعه 0.39 محاسبه شد ( جدول 2 ).
4) نسبت کشیدگی (Re) – شوم (1965) نسبت کشیدگی (Re) حوضه زهکشی را به عنوان نسبت قطر دایره ای که مساحتی مشابه حوضه دارد به حداکثر طول حوضه تعریف کرد. مقدار نسبت طولی یک حوضه در محدوده 0.6 تا 1 قرار دارد [ 33 ]. شاخص نسبت کشیدگی، شیب حوضه را به صورت دایره ای برای مقداری بین 0.9 – 0.10، بیضی برای مقداری بین 0.8 – 0.9، کمتر دراز برای مقداری بین 0.7 – 0.8، دراز برای مقداری بین 0.7 و بیشتر نشان می دهد. دراز شده برای مقدار <0.5 [ 34 ]. نسبت کشیدگی محاسبه شده برای منطقه مورد مطالعه حاضر 7/0 است ( جدول 2 ) که نشان می‌دهد حوضه از طول کمتری برخوردار است.
5) نسبت بافت (Dt) – نسبت بافت مربوط به حوضه زهکشی است که با تقسیم تعداد مرتبه اول جریان به محیط حوضه محاسبه می شود [ 34 ]. برای منطقه مورد مطالعه حاضر، نسبت بافت زهکشی 23/3 محاسبه شده است ( جدول 2 ) که به عنوان ماهیت متوسط و محدود طبقه بندی می شود.
6) نسبت گردشی (Rc) – نسبت دایره ای یک پارامتر مورفومتریک بدون بعد مهم است که با تقسیم مساحت حوضه بر مساحت دایره ای که محیطی برابر با محیط حوضه دارد [ 35 ] محاسبه می شود. طول و فراوانی نهرها، سازندهای زمین شناسی، کاربری زمین/پوشش زمین، آب و هوا و شیب حوضه عوامل موثر بر نسبت دایره ای [ 36 ] هستند. نسبت گردش خون محاسبه شده برای منطقه مورد مطالعه 0.16 است ( جدول 2 )
7) بافت زهکشی (Rt) – نسبت مجموع شمارش جریان به پارامتر حوضه زهکشی به عنوان بافت زهکشی یک حوضه زهکشی شناخته می شود [ 36 ] و مقدار آن تحت تأثیر جنبه های طبیعی مختلف مانند ظرفیت نفوذ نوع سنگ و خاک، آب و هوا است. ، تراکم و نوع پوشش گیاهی، مرحله توسعه و تسکین. چگالی کم زهکشی منجر به بافت زهکشی درشت می شود در حالی که چگالی زهکشی بالا باعث ایجاد اهرم بافت زهکشی ظریفی می شود که به ظرفیت نفوذ سنگ بستر یا سنگ گوشته یا [ 37 ] بستگی دارد. مقدار Rt کمتر از 4.0 بافت را درشت نشان می دهد، مقدار Rt در محدوده 4.0 – 10.0 نشان دهنده بافت به عنوان متوسط است، مقدار Rt در محدوده 10.0 – 15.0 نشان دهنده بافت به عنوان ریز و مقدار Rt بیش از 15.0 نشان دهنده بافت فوق العاده است. جریمه [ 38]. مقدار Rt حوضه رودخانه دهند 4.17 است ( جدول 2 ) که نشان می دهد بافت حوضه زهکشی متوسط است.
8) ضریب فشردگی – ضریب فشردگی به عنوان نسبت محیط حوضه زهکشی به محیط منطقه ای که همان حوضه زهکشی است تعریف می شود. یک حوضه دایره ای دارای ضریب فشردگی Cc برابر با 1 است در حالی که مقدار ضریب فشردگی > 1 نشان می دهد که شکل حوضه از ماهیت دایره ای منحرف می شود [ 39 ]. ضریب فشردگی (Cc) وابسته به شیب حوضه و مستقل از اندازه آن است [ 36 ]. مقدار محاسبه شده ضریب فشردگی (Cc) حوضه رودخانه دهند 2.48 است ( جدول 2 ).
9) فرکانس جریان (Fs) – فرکانس جریان (Sf) با تقسیم تعداد کل بخش‌های جریان به کل مساحت حوضه محاسبه می‌شود (هورتون 1932) [ 36 ]. الگوی رواناب و سایر پارامترهای هیدرولوژیکی حوضه تحت کنترل فرکانس جریان است. مقدار محاسبه شده فرکانس جریان برای حوضه رودخانه دهند 0.86 ( جدول 2 ) است که مستقیماً به تراکم زهکشی منطقه مورد مطالعه که طبق محاسبه 0.95 است مربوط می شود.
10) شماره نفوذ (اگر) – عدد نفوذ به عنوان حاصل ضرب فرکانس جریان و چگالی زهکشی تعریف می شود. عدد نفوذ برای تعریف و کمیت پتانسیل نفوذ حوزه آبخیز استفاده می شود و رابطه معکوس دارد [ 40 ]. عدد نفوذ برای حوضه رودخانه دهند 82/0 محاسبه شده است ( جدول 2 ) که عدد کمتر نشان دهنده نفوذ بیشتر است.
11) طول جریان زمینی (Lg) – طول آب بالای سطح زمین قبل از اینکه در کانال های جریان مشخص متمرکز شود که تقریباً معادل نیمی از تراکم متقابل زهکشی حوضه است [ 41 ]. مقدار Lg محاسبه شده برای منطقه مورد مطالعه 0.53 است ( جدول 2 ) که نشان دهنده شیب ملایم و مسیر جریان طولانی است.
12) شدت زهکشی (Di) – شدت زهکشی با تقسیم فرکانس جریان بر چگالی زهکشی حوضه محاسبه می شود [ 34 ]. مقدار محاسبه شده برای شدت زهکشی 0.91 ( جدول 2 ) برای حوضه رودخانه دهند است.
13) ثابت نگهداری کانال (C) – شوم (1956) ثابت نگهداشت کانال را برای یک حوضه به عنوان متقابل چگالی زهکشی آن تعریف کرد که پارامتری با ابعاد طولی است [ 42 ]. مقدار محاسبه شده ثابت نگهداری کانال 1.05 است ( جدول 2 ) که نشان می دهد که برای ایجاد 1 کیلومتر خطی کانال جریان، به طور متوسط به 1.05 کیلومتر مربع مساحت سطح نیاز دارد.
4.1.3. جنبه امدادی
1) نقش برجسته حوضه (R) – نقش برجسته حوضه (R) یک حوضه به عنوان اختلاف ارتفاع بین بالاترین و پایین ترین مکان ها در کف دره آن تعریف می شود. تسکین حوضه با کم کردن ارتفاع پایین ترین نقطه حوضه از بالاترین نقطه در حوضه محاسبه می شود [ 43 ]. برجستگی حوضه محاسبه شده برای منطقه مورد مطالعه 389 متر است ( جدول 3 ) که مقدار کمتری است و نشان دهنده گرانش بالای جریان آب است.
2) نسبت امداد (Rh) – نسبت امداد به عنوان یک پارامتر بدون بعد تعریف می شود که با تقسیم کل برجستگی یک حوضه بر طولانی ترین بعد حوضه موازی با خط اصلی زهکشی محاسبه می شود (Schumm, 1956) [ 44 ]. نسبت تسکین حوضه به طور مستقیم با شیب و برجستگی متناسب است، حوضه با شیب تند و برجستگی زیاد دارای ارزش نسبتاً بالایی نسبت تسکین است در حالی که حوضه با شیب کمتر و سنگ‌های زیرزمین دارای ارزش نسبت امداد کمتری است [ 45 ]. مقدار محاسبه شده نسبت امداد برای منطقه مورد مطالعه 68/5 است ( جدول 3 )
3) عدد ناهمواری (Rn) – عدد ناهمواری به عنوان حاصلضرب تراکم زهکشی و تسکین حوضه تعریف می شود و ارتباط نزدیکی با تراکم زهکشی حوضه دارد [ 45 ]. حوضه رودخانه دهند دارای ناهمواری 0.37 است ( جدول 3 ).
4.2. پارامترهای مورفوتکتونیکی
1) انتگرال هیپسومتری (HI) – نسبت مساحت زیر منحنی به مساحت مربع کامل ایجاد شده در اثر پوشاندن آن به عنوان انتگرال هیپسومتری شناخته می شود که از منحنی هیپسومتری تعیین می شود. از منحنی درصد هیپسومتریک با محاسبه مساحت زیر منحنی محاسبه می شود و در واحد درصد [ 46 ] همانطور که در شکل 4 برای منطقه مورد مطالعه فعلی نشان داده شده است نشان داده شده است. Hypsometric Integral نشان دهنده توزیع ارتفاع هر منطقه حوضه زهکشی است.
HI = (میانگین ارتفاع – حداقل ارتفاع)/(حداکثر ارتفاع – حداقل ارتفاع) .
محدوده نظری مقادیر HI بین 0 – 1 متغیر است. مقدار پایین HI نشان دهنده منطقه قدیمی و فرسوده تر است که در نهایت حوضه های زهکشی به طور مساوی جدا شده را استنباط می کند در حالی که مقادیر بالا نشان دهنده توپوگرافی بالا نسبت به میانگین [ 47 ] است. برای منطقه مورد مطالعه فعلی، مقادیر انتگرال هیپسومتری بین 0.24 – 0.84 با مقدار متوسط 0.49 قرار دارد ( جدول 4 ) که نشان دهنده ناحیه فرسایش یافته بالغ است.
شکل 4 . نمودار انتگرال هیپسومتری.
2) شاخص سینوسیتی (SI): شاخص سینوسی رودخانه (SI) به عنوان نسبت کانال (طول رودخانه بین دو نقطه) به طول محور پیچان (فاصله مستقیم بین آن دو نقطه) محاسبه می شود [ 48 ].
SI = (طول کانال جریان)/(طول فاصله خط مستقیم)
SI یک پارامتر بدون بعد است و مقدار آن را می توان به 4 سطل طبقه بندی کرد که در زیر طبقه بندی می شوند [ 49 ]:
در طول تجزیه و تحلیل مقادیر محاسبه شده به شرح زیر است:
طول کانال استریم = 98.95;
طول فاصله خط مستقیم = 71.62;
SI = 1.37 ( جدول 4 ) که پیچش متوسط را نشان می دهد.
3) ضریب عدم تقارن (AF): فاکتور عدم تقارن (AF) نامتقارن بودن یک حوضه زهکشی را مشخص می کند. این کج شدن زمین ساختی را در حوضه زهکشی یا هر منطقه در مقیاس بزرگتر تشخیص می دهد [ 50 ].
AF را می توان با فرمول زیر محاسبه کرد:
Af = 100 * (Ar/At)
Ar = مساحت حوضه در سمت راست جریان تنه;
در = کل مساحت حوضه زهکشی.
مقدار محاسبه شده برای ضریب عدم تقارن منطقه مورد مطالعه 29/67 می باشد.
از آنجایی که یک فاکتور نامتقارن نزدیک به 50 نشان‌دهنده تنظیم پایدار و لیتولوژی یکنواخت است، کمتر از 50 نشان‌دهنده این است که کانال به سمت پایین دست سمت راست به حوضه زهکشی منتقل شده است و بیشتر از 50 نشان‌دهنده این است که کانال به سمت پایین دست چپ منتقل شده است [ 51 ]. مقدار محاسبه شده برای حوضه منطقه مورد مطالعه نشان دهنده یک تنظیم ناپایدار است و کانال به سمت پایین دست چپ به حوضه زهکشی منتقل می شود.
5. نتیجه گیری
تجزیه و تحلیل مورفومتریک حوضه با استفاده از ArcGIS انجام شد و مشاهده شد که این ابزار به آسان‌تر و دقیق‌تر شدن تحلیل الگوی زهکشی نسبت به هر روش دیگری کمک می‌کند. حوضه دارای 6 راسته نهر است و ترتیب نهرها الگوی دندریتی شبکه زهکشی را به تصویر می کشد. مقدار متوسط کمتر نسبت انشعاب نشان می دهد که حوضه زهکشی توسط مواد یکنواخت تشکیل شده است. چگالی کم زهکشی نشان می دهد که منطقه حوضه دارای مواد زیر خاکی بسیار نفوذپذیر با پوشش رویشی و تسکین کم است. مقدار محاسبه شده فرکانس جریان همبستگی بالایی با چگالی زهکشی (Dd) نشان می دهد. نسبت کشیدگی نشان می دهد که این منطقه شکل دراز کمی دارد، بنابراین کمتر در معرض سیل است. مطالعه نقش برجسته منطقه حاکی از آن است که حوضه دارای ارزش امدادی نسبتاً کمتری است که نشان می دهد حوضه رودخانه دارای گرانش جریان آب بالایی است و عدد ناهمواری کم نشان می دهد که احتمال وقوع فرسایش خاک کمتر است. بررسی شاخص های مورفوتکتونیکی حوضه زهکشی نشان می دهد که مرحله فرسایشی و سطح فعالیت تکتونیکی حوضه یکنواخت نیست و با یکدیگر متفاوت است. مقدار Index Sinuosity نشان دهنده پیچ خوردگی متوسط است در حالی که مقدار ضریب عدم تقارن نشان دهنده تنظیم ناپایدار است.
بدون دیدگاه