ارزیابی اثر تغییر کاربری بر میزان رواناب با استفاده از زنجیره مارکوف در حوضه آبخیز نهر اعظم شیراز

تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل اصلی تغییر در میزان رواناب سطحی حوزه های آبخیز بوده که بررسی آن برای کاهش خسارات حاصل از سیل (جانی و مالی) و اعمال مدیریت صحیح در حوزه های آبخیز ضروری است. این در حالیست که حوضه آبخیز نهر اعظم در شمال کلان شهر شیراز واقع شده و در سال های قبل شاهد لطمات جانی و مالی فراوان به ساکنین شیراز در اثر سیل بوده ایم. پژوهش حاضر به منظور بررسی رابطه تغییر کاربری با میزان رواناب حوضه آبخیز نهر اعظم شهر شیراز با مساحت ۹۴۴۶۳ هکتار بوده که با استفاده از مدل SWAT در بازه زمانی ۲۰۲۰-۲۰۰۴ انجام شده است. مدل با استفاده از داده های سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۴ واسنجی و از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۰ اعتبارسنجی شده و از تصاویر ماهواره ای لندست مربوط به سال های ۲۰۰۳ و ۲۰۲۰ استفاده شد. این تصاویر بعد از انجام پیش پردازش های ضروری با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده به ۶ کاربری اصلی طبقه بندی شده و با استفاده از روش زنجیره مارکوف برای سال ۲۰۴۰ نقشه کاربری اراضی تهیه شد. سپس با مدل واسنجی شده، تاثیر تغییر کاربری سال ۲۰۰۳ و ۲۰۴۰ روی میزان رواناب شبیه سازی شده، ارزیابی شد. نتایج مرحله واسنجی حوضه آبخیز نهر اعظم برای مقادیر پارامترهای آماری برای ضریب تبیین، P-Facor وR-Facor  به ترتیب ۰/۷۷، ۰/۷۲، ۲/۴۳ و برای مرحله اعتبارسنجی این پارامترهای آماری به ترتیب ۰/۶۹، ۰/۶۵ و ۲/۳ به دست آمد. تحلیل نقشه کاربری نشان می دهد که بیشترین تغییر کاربری موجود در منطقه، مربوط به تبدیل مراتع به زمین کشاورزی آبی (۱۴۲ هکتار) و اراضی شهری (۴۸۵۴ هکتار) بوده که موجب کاهش مراتع می شود. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی مدل با به کارگیری نقشه های کاربری سال های ۲۰۰۳ و ۲۰۴۰ نشان می دهد میزان رواناب به طورکلی ۳۳ درصد کاهش می یابد. نتایج نشان داد که اگر همه عدم قطعیت ها کمینه شود، مدل SWAT واسنجی شده به خوبی می تواند نتایج شبیه سازی هیدرولوژی قابل قبولی در ارتباط با کاربری اراضی ایجاد کند که برای مدیران منابع طبیعی و آب و محیط زیست و سیاستمداران و مدیران شهری شیراز مفید باشد.

کلیدواژه ها:

Runoff ، Land use ، Climate change ، Markov chain ، SWAT model ، Calibration ، Validation ، رواناب ، کاربری اراضی ، تغییرات اقلیمی ، زنجیره مارکوف ، مدل SWAT ، اعتبارسنجی ، واسنجی