طرح تحقیقاتی بکارگیری مدل نیمه فیزیکی توزیعی SWAT در شبیه سازی اثر تغییرات کاربری اراضی بر رواناب حوزه آبخیز سد هراز

مقدمه................................................................................................................................................................................................................ ۲
- -۵ ۱ بیان مسئله.................................................................................................................................................................................................... ۳
- -۹ ۶ تعاریف و مفاهیم کلی................................................................................................................................................................................... ۵
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...................... - - -۶ ۹ ۶ حوزه آبخیز . . . . . . ۵
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................... - - -۱ ۹ ۶ رواناب . . . . . . ۵
۳ ۳ ۱ کاربری اراضی ) - - - land use ................................ ................................ ................................ ................................ ...................... ۵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . )
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... - - -۴ ۳ ۱ تغییر کاربری اراضی . . . . . ۵
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................. - - -۴ ۳ ۱ سنجش از دور . . . . . . ۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................ - - -۵ ۳ ۱ سنجنده . . . . . . ۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...................... - - -۶ ۳ ۱ تعریف مدل . . . . . . ۷
................................ ................................ ................................ ................................ ............................. - -۴ ۱ مدلهای تغییر کاربری اراضی . . . . . ۸
................................ ................................ ................................ ................................ .............................. - - -۱ ۴ ۱ مدل رگرسیون لجستیک . . . . . ۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... - - -۲ ۴ ۱ مدل زنجیره مارکوف . . . . . ۹
- -۵ ۱ مدلسازی معکوس..................................................................................................................................................................................... ۱۱
- -۶ ۱ واسنجی مدل............................................................................................................................................................................................. ۱۱
- -۷ ۱ عدم قطعیت مدل...................................................................................................................................................................................... ۱۱
- -۸ ۱ تحلیل حساسیت مدل............................................................................................................................................................................. ۱۱
- -۹ ۱ انتخاب مدل............................................................................................................................................................................................... ۱۱
- -۱۱ ۱ مدلهای شناخته شده برای برآورد رواناب و رسوب........................................................................................................................ ۱۱
۱ ۱۱ ۱ مدل - - - USLE ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... ۱۲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۲ ۱۱ ۱ مدل - - - AGNPS ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...... ۱۲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۳ ۱۱ ۱ مدل - - - EUROSEM ................................ ................................ ................................ ................................ ............................ ۱۲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۴ ۱۱ ۱ مدل - - - GUEST ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...... ۱۲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۵ ۱۱ ۱ مدل - - - IQQM ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... ۱۳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۶ ۱۱ ۱ مدل - - - Kinerose ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .... ۱۳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۷ ۱۱ ۱ مدل - - - PERFECT ................................ ................................ ................................ ................................ ............................... ۱۳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۸ ۱۱ ۱ مدل - - - SHESED ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. ۱۳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۹ ۱۱ ۱ مدل - - - SWRRB ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...... ۱۴. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۱۱ ۱۱ ۱ مدل - - - WEPP ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... ۱۴. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
۱۱ ۱ معرفی مدل - - SWAT ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .............................. ۱۴. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .............. -۲ سابقه تحقیق . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۹۱
- -۱ ۲ مقدمه.......................................................................................................................................................................................................... ۱۹
................................ ................................ ................................ ................................ ....................... - -۲ ۲ بررسی پژوهشهای انجام شده در خارج کشور . . . . . ۱۹
................................ ................................ ................................ ................................ ....................... - -۳ ۲ بررسی پژوهشهای انجام شده در داخل کشور . . . . . ۲۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..................... - -۴ ۲ جمع بندی نظرات ارائه شده . . . . . . ۲۸
۳ مواد -
وروشها....................................................................................................................................................................................
۳۹................
................................ ................................ ................................ ................................ ............................... - -۱ ۳ موقعیت و شرح عمومی منطقه مطالعاتی . . . . . ۳۱
- -۲ ۳ زمین شناسی.................................................................................................................................................................................................. ۳۲
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................... - -۳ ۳ هواشناسی و اقلیمشناسی . . . . . . ۳۲
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...... - -۴ ۳ رژیم رطوبتی خاک . . . . . . ۳۳
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............... - - -۱ ۴ ۳ شاخص زریک . . . . . . ۳۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ...... - -۵ ۳ رژیم حرارتی خاک . . . . . . ۳۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... - - -۱ ۵ ۳ رژیم حرارتی مزیک . . . . . ۳۵
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............... - -۶ ۳ پوشش گیاهی . . . . . . . ۳۵
۷ ۳ عملیات پیش پردازش) - - Pre-Processing (،پردازش) Processing (وپسپردازش اطلاعات) Post-Processing ................ ۳۶. . . . . . . . . )
................................ ................................ ................................ ................................ ............................... - - -۱ ۷ ۳ پیش پردازش اطلاعات . . . . . ۳۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........ - - -۲ ۷ ۳ تصحیح اتمسفری . . . . . ۳۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ... - - -۳ ۷ ۳ تصحیح رادیومتریک . . . . . ۳۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... - -۸ ۳ پردازش اطلاعات . . . . . . . ۳۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......... - - -۲ ۸ ۳ نسبتگیری طیفی . . . . . . ۳۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .................. - - -۳ ۸ ۳ تقلیل باندها . . . . . . ۳۸
................................ ................................ ................................ ................................ ............................... - - -۴ ۸ ۳ تجزیه مولفه های اصلی . . . . . ۳۸
................................ ................................ ................. - - -۵ ۸ ۳ انتخاب باندها جهت ایجاد ترکیب رنگی کاذب و طبقهبندی نهایی . . . ۳۸
۶ ۸ ۳ طبقه بندی تصاویر) - - - Image Classification ................................ ................................ ................................ ............. ۳۹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . )
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . - -۹ ۳ پس پردازش اطلاعات . . . . . . ۳۹
................................ ................................ ................................ ................................ .............. - - -۱ ۹ ۳ ارزیابی صحت نتایج طبقه بندی . . . . . ۳۹
۱۱ ۳ آشکارسازی تغییرات با استفاده از - - LCM ................................ ................................ ................................ ................................ ........................... ۴۱. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........................ - -۱۱ ۳ مدلسازی پتانسیل انتقال . . . . . . ۴۲
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... - -۱۲ ۳ انتخاب زیر مدلها . . . . . . ۴۲
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......... - -۱۳ ۳ انتخاب متغیرها . . . . . . . ۴۳
۱۴ ۳ پیشبینی تغییرات ) - - change prediction ................................ ................................ ................................ ................................ ................ ۴۴. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . )
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ - -۱۵ ۳ انتخاب فاصله زمانی . . . . . . ۴۵
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ... - -۱۶ ۳ ارزیابی صحت مدل . . . . . . ۴۵
۱۷ ۳ تئوری مدل - - SWAT ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................... ۴۶. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............... - - -۱ ۱۷ ۳ ساختار مدل . . . . . . ۴۷
۲ ۱۷ ۳ چرخه هیدرولوژی در مدل - - - SWAT ................................ ................................ ................................ ................................ . ۴۷ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... - - -۳ ۱۷ ۳ رواناب سطحی . . . . . . ۴۸
................................ ................................ ................................ ............................... - - -۴ ۱۷ ۳ دبی حداکثر سیلاب به روش استدلالی . . . . ۵۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............ - - -۵ ۱۷ ۳ تبخیر و تعرق . . . . . . ۵۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. - - -۶ ۱۷ ۳ آب موجود در خاک . . . . . ۵۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............. - - -۸ ۱۷ ۳ جریان جانبی . . . . . . ۵۲
................................ ................................ ................................ ................................ .............................. - - -۹ ۱۷ ۳ جریان آب زیر زمینی . . . . . ۵۳
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... - - -۱۱ ۱۷ ۳ مدل ذوب برف . . . . . ۵۳
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .............. - - -۱۱ ۱۷ ۳ دمای خاک . . . . . . ۵۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .... - -۱۸ ۳ معادلات بار رسوب . . . . . . ۵۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . - -۱۹ ۳ مرحله روندیابی در چرخه هیدرولوژی . . . . . ۵۵
۲۱ ۳ روندیابی - - ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............ سیل . . . . . . . ۵۵
۲۱ ۳ روندیابی - - مواد ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . مغذی . . . . . . ۵۶
۲۱ ۳ روندیابی - - آفتکشها ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..................... درآبراهه . . . . . . ۵۶
۲۲ ۳ روندیابی - - در ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ... مخازن . . . . . . ۵۷
................................ ............................ - -۲۳ ۳ بار رسوب......................................................................................................................................................... . . ۵۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... - -۲۴ ۳ اثرات پوشش برف . . . . . . ۵۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............. - -۲۵ ۳ تاخیر رسوب در رواناب سطحی . . . . . . ۵۸
................................ ................................ ................................ ................................ .............................. - -۲۶ ۳ رسوب در جریان جانبی و آب زیرزمینی . . . . . ۵۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......... - -۲۷ ۳ روندیابی رسوب . . . . . . . ۵۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... - -۲۸ ۳ ورودیهای مدل . . . . . . . ۶۱
۱ ۲۸ ۳ مدل رقومی ارتفاع )نقشه - - - DEM ................................ ................................ ................................ ................................ ....... ۶۱. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . )
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............................ - - -۲ ۲۸ ۳ نقشه کاربری اراضی . . . . . . ۶۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........ - - -۹ ۱۸ ۹ نقشه بافت خاک . . . . . ۶۳
................................ ................................ ................................ ................................ ........................... - - -۴ ۲۸ ۳ ایستگاههای هواشناسی . . . . . ۶۵
................................ ................................ ......................... - - -۵ ایستگاههای هیدرومتری برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل . . . ۶۶ ۲۸ ۳
................................ ................................ ................................ ................................ .................... - -۲۹ ۳ جمعآوری دادههای مربوط به دبی جریان آب . . . . . ۶۷
۳۱ ۳ پارامترها و ضرایب به کار رفته در مدل - - SWAT ................................ ................................ ................................ ................................ .............. ۶۸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................ - - -۱ ۳۱ ۳ واسنجی، تحلیل حساسیت و آنالیز عدم قطعیت پارامترهای مدل . . . ۷۱
................................ ................................ ................................ ................................ ............... - - -۲ ۳۱ ۳ معرفی معیارهای ارزیابی مدل . . . . . ۷۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............. - -۱ ۴ تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی . . . . . . ۷۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............. - -۲ ۴ پردازش تصاویر . . . . . . . ۷۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ....... - - -۱ ۲ ۴ طبقهبندی تصاویر . . . . . ۷۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .... - -۳ ۴ پسپردازش اطلاعات . . . . . . ۸۱
................................ ................................ ................................ ................................ ..................... - - -۱ ۳ ۴ تعیین بهترین ترکیب باندی . . . . . ۸۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........ - - -۲ ۳ ۴ کاهش تنوع مکانی . . . . . ۸۴
................................ ................................ ................................ ................................ - - -۳ ۳ ۴ ارزیابی صحت نقشه های کاربری اراضی . . . . ۸۴
................................ ................................ ................................ ................................ ............................... - - -۴ ۳ ۴ تغییرات کاربری اراضی . . . . . ۸۵
۴ ۴ آشکار سازی تغییرات با استفاده از - - LCM (land use change modeler ) ................................ ................................ .................. ۸۷. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ .............. - - ۱ ۴ ۴ تبدیل و تغییرات خالص بین طبقات کاربری اراضی . . . . ۸۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ . - - ۵ ۴ نقشه های تغییرات . . . . . . ۱۱۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... - -۶ ۴ پتانسیل انتقال . . . . . . . ۱۱۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. - - -۱ ۶ ۴ انتخاب زیر مدل ها . . . . . ۱۱۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......... - - -۲ ۶ ۴ انتخاب متغیرها . . . . . . ۱۱۷
................................ ................................ ................................ ............... - - -۳ ۶ ۴ مدلسازی پتانسیل انتقال با رگرسیون لجستیک . . . . ۱۱۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... - -۷ ۴ پیشبینی تغییرات کاربری اراضی . . . . . . ۱۲۳
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ... - -۸ ۴ ارزیابی صحت مدل . . . . . . ۱۲۴
۱۱ ۴ نتایج بکارگیری مدل - - SWAT ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... ۱۳۳. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .. - - -۱ اجرای اولیه مدل . . . . . ۱۳۳ ۱۱ ۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ... - - -۲ ۱۱ ۴ تحلیل حساسیت . . . . . ۱۳۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ..... - - -۳ ۱۱ ۴ واسنجی مدل . . . . . . ۱۳۸
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... - - -۴ ۱۱ ۴ اعتبار سنجی . . . . . . ۱۴۱
................................ ................................ ................................ ........................ - -۵ ۴ نتایج حاصل از اجرای مدل با نقشه کاربری اراضی تهیه شده . . . . ۱۴۲
................................ ................................ ................................ ................................ ... - - -۱ ۵ ۴ اجرای مدل برای دوره زمانی گذشته . . . . ۱۴۲
................................ ................................ ................................ ................................ .... - - -۲ ۵ ۴ اجرای مدل برای مقطع زمانی آینده . . . . ۱۴۲
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........... - -۱ ۵ پایش تغییرات . . . . . . . ۱۴۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......................... - -۲ ۵ نقشههای کاربری اراضی . . . . . . ۱۴۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ - -۳ ۵ آشکارسازی تغییرات . . . . . . ۱۴۴
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........................ - -۴ ۵ مدلسازی پتانسیل انتقال . . . . . . ۱۴۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ......... - - -۱ ۴ ۵ انتخاب متغیرها . . . . . . ۱۴۶
................................ ................................ ................................ ................................ ........................... - - -۲ ۴ ۵ انتخاب دورههای زمانی . . . . . ۱۴۶
................................ ................................ ................................ ............................. - - -۳ ۴ ۵ ارزیابی صحت مدلسازی پتانسیل انتقال . . . . ۱۴۶
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .......... - -۵ ۵ پیشبینی تغییرات کاربری اراضی . . . . . . ۱۴۷
................................ ................................ ................................ ................................ .............. - -۶ ۵ ارزیابی صحت مدلسازی تغییرات کاربری اراضی . . . . . ۱۴۷
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ............ - -۷ ۵ شبیهسازی جریان رودخانه هراز . . . . . . ۱۴۷
- -۸ ۵ پیشنهادات ............................................................................................................................................................................................... ۱۵۱
................................ ................................ ................................ ................................ ................................ .............. -۶ فهرست منابع . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ۹۵۳

نمایش کامل متن