رابطه بعدهای فرکتالی آبراهه با خصوصیات مورفومتری حوضه

زمینه و هدف: رفتار رودخانه، از دو دسته عوامل طبیعی و عوامل انسانی تاثیر می پذیرد. عوامل طبیعی مانند وقوع سیل، فرسایش خاک، حرکت توده ای و عوامل انسانی مانند ساخت و ساز تاسیسات، تغییر کاربری اراضی و برداشت شن و ماسه از بستر، نقش اساسی در رفتار و تشدید تغییرات رودخانه دارد. خطرات جدی و جبران ناپذیری که جابه جایی ها و تغییرات رودخانه ها ممکن است به دنبال داشته باشد، ضرورت بررسی مورفولوژی آن را در مرحله مطالعات، قبل از هر گونه اقدامی نمایان می سازد. شبکه آبراهه ها پیوسته مکان خود را براساس زمان، عوامل محیطی و دخالت بشر تغییر می دهند. مطالعه تغییرات آبراهه ها به منظور ارائه راه کارهای مدیریتی برای حفاظت خاک از اهمیت بسزائی برخوردار است. یکی از روش های نوین در این رابطه، استفاده از هندسه فرکتال می باشد. هدف از این پژوهش، محاسبه بعدهای فرکتالی آبراهه و بررسی رابطه آن با خصوصیات مورفومتری حوضه بود.روش پژوهش:بدین منظور نقشه توپوگرافی حوضه مزداران شهرستان فیروزکوه استان تهران تهیه و با استفاده از نرم افزار ARC GIS ۱۰.۳ نقشه آبراهه ها تهیه و خصوصیات مورفومتری حوضه تعیین گردید. سپس سه بعد فرکتالی شبکه زهکشی (انشعاب آبراهه)، تراکم زهکشی و مساحت حوضه محاسبه شد. در نهایت با وارد کردن داده‎ های به دست آمده از محاسبات در نرم‎افزارهای SPSS ۱۸ و Curve Expert روابط خصوصیات مورفومتری حوضه با ابعاد فرکتالی بررسی گردید.یافته ها: نتایج نشان داد کم­ترین و بیش ترین بعد فرکتالی نسبت انشعاب ۲۵/۰ و ۹۹/۲، بعد فرکتالی تراکم زهکشی ۱۹/۰ و ۳۴/۲ و بعد فرکتالی مساحت ۷۶/۰ و ۶۰/۲ می باشد. میزان بعد فرکتالی نسبت انشعاب، بعد فرکتالی تراکم زهکشی و بعد فرکتالی مساحت کل حوضه به ترتیب برابر ۸۴/۱، ۷۱/۰ و ۴۶/۱ به­دست آمد. رابطه بین بعد فرکتالی نسبت انشعاب با مساحت زیرحوضه ها با ضریب تببین ۹۰/۰، معکوس و رابطه بین بعد فرکتالی تراکم زهکشی با مساحت و بعد فرکتالی مساحت با مساحت زیرحوضه ها به ترتیب با ضریب تببین ۸۸/۰ و ۸۷/۰، مستقیم می باشد. هرچه حوضه کشیده تر و ضریب شکل، گردی و کشیدگی کوچک­تری داشته باشد، بعد انشعاب کوچک­تری خواهد داشت. بعد فرکتالی مساحت با ضریب فشردگی، ضریب کشیدگی، ضریب شکل، نسبت انشعاب، عرض مستطیل معادل و طول مستطیل معادل رابطه مستقیم و با سایر متغیرها رابطه معکوس دارد. براین اساس هرچه حوضه کشیده تر باشد و ضریب شکل و کشیدگی کوچکتری داشته باشد، بعد مساحت کوچکتری خواهد داشت. بعد فرکتالی تراکم زهکشی با ضریب گردی، ضریب فشردگی، ضریب کشیدگی، ضریب شکل، نسبت مساحت، نسبت انشعاب، عرض مستطیل معادل و طول مستطیل معادل رابطه مستقیم و با سایر متغیرها رابطه معکوس دارد. بنابراین با گردتر شدن حوضه، بعد فرکتالی تراکم زهکشی افزایش می یابد.نتایج: باتوجه به ضریب تبیین مدل های به دست آمده برای رابطه ابعاد فرکتالی و خصوصیات مورفومتری، می توان ابعاد فرکتالی مورد بررسی را با استفاده از خصوصیات مورفومتری به راحتی محاسبه و به تحلیل آن ها پرداخت . با توجه به اهمیت خصوصیات آبراهه در مدیریت حوزه های آبخیز از نظر سیل، فرسایش و حفاظت خاک، می توان از مدل های فرکتالی جهت تصمیم گیری سریع و دقیق تر برای مدیریت آبراهه ها استفاده کرد. در آخر با توجه به اینکه استفاده از هندسه فرکتالی روشی نوین در بررسی خصوصیات شبکه آبراهه ها می باشد پیشنهاد می شود در مناطق مختلف با شرایط مورفومتری متفاوت تر، حوضه ها مورد تحلیل فرکتالی قرار گیرند

کلیدواژه ها:

استراهلر ، شبکه زهکشی ، ضریب شکل ، نسبت انشعاب ، هندسه فرکتالی