تأثیر عوامل مورفومتری در اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوزه‌های آبخیز شمال دشت بیرجند

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار/ گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استادیار/ گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

حوزه‌های آبخیز از نظر خصوصیات مورفولوژیکی با هم تفاوت دارند، به‌طوری‌که در شرایط اقلیمی و محیطی یکسان واکنش‌های هیدرولوژیکی گوناگونی خواهند داشت. باثبات بودن خصوصیات مورفومتری زیرحوزه‌های آبخیز باعث شده تا در مطالعات سیل‌خیزی مورد استفاده قرار گیرند. بررسی عوامل مورفومتری حوزه‌های آبخیز می‌تواند کمک شایانی به مدیریت و اولویت‌بندی زیرحوضه‌های سیل‌خیز داشته باشد. در این پژوهش از 14 عامل مورفومتری شامل شاخص‌های انتگرال هیپسومتری، سینوسی جبهه کوهستان، نسبت کشیدگی، شکل حوزه آبخیز، پستی و بلندی، شیب متوسط، سینوسیته رودخانه اصلی، عدم تقارن حوزه آبخیز، پهنای کف دره به ارتفاع آن، تراکم زهکشی، نسبت انشعابات، نسبت بافت، نگهداشت کانال و تقارن توپوگرافی استفاده شد. در ادامه از روش حداکثر آنتروپی برای تعیین ضریب تأثیر عوامل مختلف مورفومتری و از روش تصمیم‌گیری چندمعیاره ویکور برای اولویت‌بندی زیرحوزه‌های آبخیز منطقه شمال شهرستان بیرجند بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که بر اساس روش حداکثر آنتروپی شاخص پهنای کف دره به ارتفاع آن با اهمیت نسبی 0.51 بیش‌ترین تأثیر را در بین دیگر عوامل مورفومتری برای تعیین سیل‏خیزی و اولویت‌بندی داشته است. بر اساس روش تصمیم‌گیری ویکور نیز زیرحوزه‌های آبخیز 9، 22 و 14 از نظر سیل‏خیزی در منطقه مطالعاتی به‌ترتیب، اولویت اول تا سوم را شامل شده‌اند. بنابراین، برای اجرای پروژه‌های زیستی و مکانیکی آبخیزداری بر اساس عوامل مورفومتری در اولویت قرار دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اسماعیلی، رضا، جوکار سرهنگی، عیسی، و روشن نکو، پروین (1395). تعیین پتانسیل سیلخیزی با استفاده از روش تاپسیس، مطالعه موردی استان مازندران، حوضه آبریز گلندرود. جغرافیای طبیعی، 9(1)، 87-77.
امیری، مهدیس، پورقاسمی، حمیدرضا، و عرب‌عامری، علیرضا (1397). اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوزه‌های آبخیز مهارلو در استان فارس با استفاده از پارامترهای مورفومتریک و مدل تصمیم‌گیری VIKOR. اکوهیدرولوژی، 5(3)، 813-827. doi:10.22059/ije.2018.244246.763
بهشتی جاوید، ابراهیم، اسفندیاری، فریبا، و روستایی، شهرام (1397). ارزیابی تأثیر مورفومتری لندفرم‌ها بر روی سیل‌خیزی حوضه‌های آبریز (مطالعه موردی: حوضه‌های شمالی کوهستان سبلان). هیدروژئومورفولوژی، 5(16)، 177-197. dor: 20.1001.1.23833254.1397.5.16.10.8
تاج­بخش، سیدمحمد، گوهری، زهرا، و محمودزاده وزیری، اسداله (1401). اولویت‌بندی اقدامات آبخیزداری در حوزه‌های آبخیز فریزی و ریگ سفید با استفاده از روش فازی-تاپسیس. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 2(4)، 67-76. doi:10.22098/mmws.2022.10465.1084
جوکار ، جبار (1381). ارزیابی سیل در حوضه های فرعی رودخانه شاپور با استفاده از جریان­های شبیه‌سازی شده سیل. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.
رحمتی، امید، طهماسبی­پور، ناصر، و پورقاسمی، حمیدرضا (1394). اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوضه‌های آبخیز استان گلستان بر اساس آنالیز مورفومتریک و همبستگی آماری. اکوهیدرولوژی، 2(2)، 151-161.  doi:10.22059/ije.2015.56241
رضوی­زاده، سمانه، و شاهدی، کاکا (1395). اولویت­بندی سیل­خیزی زیرحوضه‌های حوزه آبخیز طالقان با استفاده از تلفیق AHP و TOPSIS . اکوسیستم­های طبیعی ایران، 7(4)، 33-46.
رضوی، احمد (1387). اصول تعیین حریم منابع آب. چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعت آب و برق تهران، 334 صفحه.
سلاجقه، علی، رضوی­زاده، سمانه، و سلاجقه، سوسن (1389). اولویت سیل در حوضه های فرعی تانگاب در استان فارس با استفاده از مدل اسکالوگرام. اولین کنفرانس بین‌المللی مدل‌سازی گیاه، آب، خاک و هوا، کرمان.
شیرانی، کورش، و چاوشی، ستار (1397). پهنه‌بندی سیل‌‌خیزی حوضه با تأکید بر تحلیل‌های کمی ژئومورفومتریک. علوم آب و خاک، ۲۲ (۴)، 72-59. doi:10.29252/jstnar.22.4.59
صادقیان، آزاده، واقعی، یداله، و محمدزاده، محسن (1392). پیش‌بینی تغییرات مکانی- زمانی سطح آب زیر‌زمینی در دشت بیرجند به‌روش کریجینگ. آب و فاضلاب، 24(1)، 94-100.
مصفایی، جمال، کمالی، مهدی، صالح‌پور جم، امین، سلیمانی، کریم، شاهدی، کاکا، و یوسف­گمرکچی، افشین (1399). بررسی کارآیی تکنیک تحلیل سلسله‌مراتبی در اولویت‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی زیرحوزه‌های آبخیز باراجین. پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، ۱ (۲۱)، 4۸-5۸. doi:10.52547/jwmr.11.21.48
 
 
References
 
Aher, P., Adinarayana, J., & Gorantiwar, S.D. (2014). Quantification of morphometric characterization and prioritization for management planning in –semi-arid tropics of India: A remote sensing and GIS approach. Journal of Hydrology, 511, 850 -860. doi:10.1016/j.jhydrol.2014.02.028
Alvarado-Aguilar, D., Jiménez, J.A., & Nicholls, R.J. (2012). Flood hazard and damage assessment in the Ebro Delta (NW Mediterranean) to relative sea level rise. Natural Hazards, 62, 1301–1321. doi:10.1007/s11069-012-0149-x
Amiri, M., Pourghasemi, H.R., & Arabamari, A. (2017). Prioritization of Flood Inundation sub-watersheds of Maharlo Watershed in Fars Province Using Morphometric Parameters and VIKOR Decision Making Model. Iranian Journal of Ecohydrology, 5(3), 813-827. doi:10.22059/ije.2018.244246.763 [In Persian]
Angillieri, M.Y.E. (2008). Morphometric analysis of Colangüil river basin and flash flood hazard, San Juan. Argentina. Environmental Geology, 55(1), 107-111. doi:10.1007/s00254-007-0969-2
Arbabi, A., Panahi, N., & Mohammad Nejad, V. (2017). Investigating flood potential with SCS method and geographic information system (case study: Chai Castle). Encyclopedic magazine, 2(1), 3-16.
Beheshti Javid, E., Esfandiyari Darabad, F., & Rostei, Sh. (2018). Evaluation of the morphometric effect of landforms on hydrological processes of the basin (case study: Northern slopes of Sabalan). Hydrogeomorphology, 5(16), 177-197. dor: 20.1001.1.23833254.1397.5.16.10.8
Bhatt, S., & Ahmed, S.A. (2014). Morphometric analysis to determine floods in the Upper Krishna basin using Cartosat DEM. Geocarto International, 29(8), 878-894. doi:10.1080/10106049.2013.868042
Blanc, B.L. & Ermine, J.L. (2006). A Shannon's theory of knowledge, View the original document on HAL open archive server: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00431639, 2006. doi:10.1142/9789812707482_0004
Bull, W.B., & Mc Fadden, L.D. (1977). Tectonic geomorphology north and south of the Garlock Fault California, in Doehring, D.O. (Ed), Geomorphology in Arid regions. Proceeding of Eighth Annual Geomorphology Symposium, State University of New York, Binghamton, Pp. 115-138
Duckstein, L. & Opricovic, S. (1980). Multiobjective Optimization in River Basin Development. Water Resources Research, 16(1), 14–20.
Esmaili, R., Jokar Sarhangi, E., & Roshan Neko, P. (2016). Determining the potential of flooding using Topsis method, case study Mazandaran Province, Galandrud catchment. Physical Geography, 9(31), 77-87. [In Persian]
Ganugula, V.B., & Sinha, R. (2005). GIS in flood hazard mapping: A case study of Kosi River Basin, India. GIS Development Weekly, 1(13), 1-3. doi:10.13140/RG.2.1.1492.2720
Gangalakunta, P., Obi, R., Amal, K., &  Gajbhiye, S. (2004). Drainage morphometry and its influence on landform characteristics in a basaltic terrain, Central India – a remote sensing and GIS approach. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,  6, 1–16.
Horton, R.E. (1945). Erosional development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of America Bulletin, 56(3), 275- 370. doi:10.1130/0016-7606(1945)56[275:EDOSAT]2.0.CO;2
Jokar, J. (2002). Flood assessment in the sub-basins of the Shapur River using simulated flood flows. M.Sc. Thesis, University of Tehran,  157 pages. [In Persian]
Karmi, F. (2018). Geomorphic evaluation of tectonic activities in Saeed Abad Chai drainage basin. Journal of Natural Geography Research, 69, 67-82. [In Persian]
Keller, E.A., & Pinter, N. (2002). Active tectonics: earthquakes, uplift, and landscape. Prentice Hall, New Jersey, 362 pages.
Kumar, R., Kumar, S., Lohani, A., Nema, R., & Singh, R. (2000). Evaluation of geomorphological characteristics of a catchment using GIS. GIS India, 9(3), 13–17.
Marfai, M.A., Sekaranom, A.B., & Ward, P. (2015). Community responses and adaptation strategies toward flood hazard in Jakarta, Indonesia. Natural Hazards, 75, 1127–1144. doi:10.1007/s11069-014-1365-3
Markantonis, V., Meyer, V., & Lienhoop, N. (2013). Evaluation of the environmental impacts of extreme floods in the Evros river basin using contingent valuation method. Natural Hazards, 69, 1535–1549. doi:10.1007/s11069-013-0762-3
Mostafaei, J., Kamali, M., Salehpour Jam, A., Soleymani, K., Shahedi, K., & Yusuf Gomrakchi, A. (2019). evaluation the efficiency of ahp model in prioritizing of Barajin sub watersheds from flood potential viewpoint. Journal of Watershed Management Research, 11(21), 48-58.  doi:10.52547/jwmr.11.21.48 [In Persian]
Odiji, C.A., Aderoju, O.M., Eta, J.B., Shehu, I., Mai-Bukar, A., & Onuoha, H. (2021). Morphometric analysis and prioritization of upper Benue River watershed, Northern Nigeria. Applied Water Science, 11, 41. doi:10.1007/s13201-021-01364-x
Papaioannou, G., Vasiliades, L., & Loukas, A. (2015). Multi-criteria analysis framework for potential flood prone areas mapping. Water Resources Management, 29(2), 399–418. doi:10.1007/s11269-014-0817-6
Patton, P.C. (1988). Drainage basin morphometry and floods. In: Baker, V., Kochel, R. and Patton, P., Eds., Flood Geomorphology, Wiley, New York, 51-65.
Rahmati, O., & Pourghasemi, H.R. (2017). Identification of critical flood prone areas in data-scarce and ungauged regions: a comparison of three data mining models. Water Resource Manage, 31,1473-1487. doi:10.1007/s11269-017-1589-6
Rahmati, O., Tahmasebipour, N., & Pourghasemi, H.R. (2015). Sub-watershed flooding prioritization using morphometric and correlation analysis (case study: Golestan watershed). Iranian Journal of Ecohydrology, 2(2), 151-161.  doi:10.22059/ije.2015.56241 [In Persian]
Razavi, A. (2009). Principles of determining the privacy of water resources. 1th Edition: Publications of Tehran University of Water and Electricity Industry, 344 pages. [In Persian]
Razavizadeh, S., & Shahedi, K. (2017). Combination of AHP and TOPSIS methods to prioritize of flooding in Taleghan sub watersheds. Journal of Natural Ecosystems of Iran, 7(4), 33-46. [In Persian]
Sadeghiyan, A., Vagheiy, Y., & Mohammadzadeh, M. (2013). Spatial-temporal prediction of groundwater level in Birjand region using kriging method. Water and Wastewater, 24(1), 94-100.
Salajegheh, A., Razavizadeh, S., & Salajegheh, S. (2010). Flood priority in Tangab sub-basins in Fars province, using scalogram model. Proceedings of the 1th International Conference on Plant, Water, Soil Climate Modeling, Kerman, Iran, 7 pages. [In Persian]
Schumm, S.A. (1997). Drainage density: problems of prediction. Pp. 15- 45, In: Stoddart, D.R. (Ed.), Process and Form in Geomorphology, Routledge, London.
Shafei Bafti, A. (2018). Investigating active tectonics in the north of Birjand plain watershed using morphometric factors. M.Sc. Thesis in watershed management. University of Birjand, 103 pages. [In Persian]
Shirani, K., & Chavoshi, S. (2019). Prioritization of catchments prone to flooding by morphometric analysis. Water and Soil Sciences, 22(4), 59-72.  doi:10.29252/jstnar.22.4.59 [In Persian]
Strahler, A.N. (1964). Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. Pp. 4-11. In: Chow, V.T. (Ed.), Handbook of Applied Hydrology, McGraw Hill Book Company, New York.
Tajbakhsh, S.M., Gohari, Z., & Mahmoodzadeh Vaziri, A. (2022). Prioritizing watershed management practices in the Ferizi and Rig-Sefid watersheds using Fuzzy-TOPSIS Method. Water and Soil Management and Modelling, 2(4), 64-76.  doi:10.22098/mmws.2022.10465.1084 [In Persian]
Talling, P.J., & Sowter, M.J. (1999). Drainage density on progressively tilted surfaces with different gradients, Wheeler Ridge, California. Earth Surface Processes and Landforms, 24(9), 809- 824. doi:10.1002/(SICI)1096-9837(199908)24:9<809::AID-ESP13>3.0.CO;2-R
Wohl, E.E. (2000). Inland Flood Hazards: Human, Riparian, and Aquatic Communities. Cambridge University Press, 518 pages.
Zavoiance, I. (1985). Morphometry of Drainage Basins (Developments in Water Science). Elsevier Science NewYork, USA.
Zerger, A., & Smith, D.I. (2003). Impediments to using GIS for real-time disaster decision support. Computers Environment and Urban Systems, 27(2), 123-141. doi:10.1016/S0198-9715(01)00021-7
Zovoili, E., Konstantinidi, E. & Koukouvelas, I.K. (2004). Tectonic Geomorphology of Escarpments: The case study of Kompotades and Nea Anchialos Faults. Bulletin of the Geological Society of Greece vol. XXXVI, Proceedings of the 10th International Congress, Thessaloniki.