فهرست مطالب

مدیریت بیابان - پیاپی 5 (بهار و تابستان 1394)
  • پیاپی 5 (بهار و تابستان 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/06/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امید رحمتی، علی اکبر نظری سامانی*، محمد مهدوی صفحات 1-13
    آب زیرزمینی به عنوان یکی از با ارزش ترین منابع طبیعی نقش بسیار مهمی در تامین نیاز آبی به ویژه درمناطق خشک دارد. در این پژوهش، به منظور تحلیل حساسیت متغیر های موثر در پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی در روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) از متغیرهای سنگ شناسی، بارندگی، تراکم زهکشی، تراکم خطواره و شیب زمین در قالب یک مطالعه موردی در دشت قروه-دهگلان استفاده شد. وزن نرمال شده این متغیر ها بر اساس مقایسه های زوجی روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مبتنی بر بردار ویژه تعیین گردید. پس از تهیه نقشه پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی اعتبارسنجی مدل با استفاده از نتایج آزمایش پمپاژ 20 حلقه چاه در منطقه مورد بررسی انجام شد. تحلیل حساسیت متغیرهای موثر در پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از روش حذفی انجام گرفت و در نهایت دقت نقشه ها ارزیابی گردید. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که همه متغیرهای مورد نظر دارای تاثیر مثبت در دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی بوده و به ترتیب بیشترین و کمترین دقت پیش بینی مربوط به حالت های حضور تمام متغیر ها (85 %) و حذف متغیر سنگ شناسی از مجموعه لایه های تصمیم گیری (60 %) بود. بنابراین متغیر سنگ شناسی از طریق تاثیر بر روی ویژگی های فیزیکی از جمله تراکم خطواره و گسل، نفوذ پذیری و تراوایی بیشترین تاثیر را روی دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی دارد. همچنین نتایج نشان داد که متغییر های بارندگی و شیب با وجود تغییر اندکی که در یک دشت دارند، در مقدار دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی موثر هستند.
    کلیدواژگان: تحلیل حساسیت، تصمیم گیری چند معیاره، آب زیرزمینی، قروه، دهگلان
  • عبدالحسین رضائی پور باغدر *، حسن وقارفرد، حمیدرضا عظیم زاده، حمید غلامی، یحیی اسماعیل پور صفحات 15-26
    آلودگی های محیط زیست به عنوان یکی عوامل بیابان زایی، از مهم ترین چالش های جوامع صنعتی و در حال توسعه می باشد. با توجه به وجود مکان های معدنی متعدد مهم ترین علت بیابان زایی توسعه صنعتی (تکنوژنیک) در منطقه بافق، آلودگی ناشی از صنایع و معادن است. پژوهش حاضر با هدف تعیین آلاینده های پساب ناشی از فرآوری سنگ آهن در منطقه بافق انجام گردیده است. 16 نمونه طی سال های 1392-1389 از پساب مذکور تهیه و 18 متغیر در آزمایشگاه اندازه گیری شد. پس از انجام آزمون های مربوط به نرمال بودن داده ها و واریانس یکطرفه، شاخص های PI، IPI و MCd برای داده های گردآوری شده تعیین شد. نتایج نشان داد 7/27% متغیرها بدون تغییر سالانه معنی دار و 3/72% متغیرها دارای نوسانات سالانه معنی دار می باشند. نتایج به دست آمده برای شاخص PI نشان داد 6/66% متغیرها در طبقه آلودگی کم و 4/33% متغیرها در طبقه آلودگی متوسط به بالا قرار دارند. نتایج به دست آمده برای شاخص IPI و MCd نشان داد که 100 درصد نمونه ها در طبقه آلودگی پایین و خیلی پایین قرار دارند. بنابراین در مجموع پارامترهای نیترات(No3) و سولفات(So4) در طبقات آلودگی متوسط و بالا واقع شده و به عنوان متغیرهای اولیه آلاینده پساب ناشی از فرآوری شناخته شدند. با توجه به اینکه بوم نظام های (اکوسیستم) بیابانی حساس و شکننده می باشند، پیشنهاد می شود ضمن تعیین ارتباط غلظت متغیرهای آلاینده پساب فرآوری با رسوبات به جا مانده از آن برای بررسی کاهش آلاینده ها به روشی مناسب مانند گیاه پالایی اقدام شود. هم چنین به منظور درک بهتر فرایند بیابان زایی از شاخص های آلودگی زیست محیطی و نیترات و سولفات برای ارزیابی شدت بیابان زایی در حاشیه معدن های سنگ آهن مرکزی و منطقه بیابانی بافق بهره گیری شود.
    کلیدواژگان: بیابان زایی، آلودگی، پساب، PI، IPI، MCd
  • حسین پیری صحراگرد، محمدعلی زارع چاهوکی *، حسین آذرنیوند صفحات 27-40
    هدف این پژوهش ارزیابی کارآیی مدل شبکه عصبی مصنوعی برای تهیه نقشه پیش بینی رویشگاه های گیاهی در مراتع استان قم است. بدین منظور، با رویهم گذاری نقشه های شیب، جهت و ارتفاع، واحدهای همگن تهیه شدند و نمونه برداری از پوشش گیاهی و خاک انجام شد. در آخر نقشه مربوط به متغیرهای محیطی با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیاییو زمین آمار تهیه شد. برای تهیه مدل شبکه عصبی از پرسپترون چندلایه بهره گیری شد. پس از پیش پردازش های لازم روی داده ها (نرمال سازی و تقسیم داده ها به سه مجموعه آموزش، آزمون و اعتبارسنجی)، بهترین ساختار شبکه، با تغییر پارامترهای قابل تنظیم (تابع انتقال، قانون یادگیری، تعداد لایه میانی، تعداد نرون لایه میانی) و با استفاده از معیارهای آماری محاسبه شده در مرحله آزمون (میانگین مربعات خطا) تعیین شد. بعد از انتخاب شبکه بهینه، شبیه سازی احتمال حضور و عدم حضور گونه ها انجام و نقشه پیوسته احتمال حضور و عدم حضور گونه ها با استفاده از نرم افزار Arc GIS در هر رویشگاه تهیه شد. در مرحله بعد آستانه بهینه حضور به روش حساسیت و اختصاصیت برابر تعیین شد و مقدار تطابق نقشه های به دست آمده با نقشه های واقعی با محاسبه ضریب کاپا بررسی شد. بر اساس نتایج، دقیق ترین مدل پیش بینی برای همه رویشگاه ها با استفاده از تابع انتقال سیگمویید و قانون آموزش لونبرگ مارکوارت حاصل شد. نتایج نشان داد که نقشه های پیش بینی برای رویشگاه Artemisia sieberi2 دارای تطابق عالی؛ رویشگاه Halocnemum strobilaceumدارای تطابق خیلی خوب؛ رویشگاه Tamarix passerinoides دارای تطابق خوب؛ رویشگاه Seidlitzia rosmarinus دارای تطابق متوسط و رویشگاه Artemisia sieberi1 دارای تطابق ضعیف با نقشه های واقعیت زمینی است. این نتایج گویای آن است که شبکه پرسپترون چند لایه در مدل سازی و برآورد محدوده جغرافیایی پراکنش رویشگاه گونه های مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردار است و در صورتی که متغیرهای ورودی به شبکه به درستی انتخاب شوند می تواند شبیه سازی حضور و عدم حضور را با دقت بالایی انجام دهند.
    کلیدواژگان: مدل سازی، پرسپترون چندلایه، مرتع، قم، حساسیت، اختصاصیت، ضریب کاپا
  • میثم فریدونی، عباسعلی ولی، فاطمه پناهی، سید حجت موسوی، حسن خسروی* صفحات 41-53
    به منظور مدیریت بهتر و استفاده بهینه از منابع طبیعی تشخیص به موقع و دقیق تغییرات عوارض سطح زمین تاثیر مهمی بر درک بهتر بین پدیده های انسانی و طبیعی دارد. با پایش تغییرات کاربری اراضی در بازه های زمانی می توان به روند وضعیت محیط طبیعی از قبیل تخریب سرزمین، کاهش توان بوم نظام ها (اکوسیستم) و بیابان زایی پی برد. پژوهش حاضر با استفاده از داده های سنجنده های TM و ETM+ ماهواره ای لندست 4، 5 و 7، به پایش تغییرات کاربری اراضی در منطقه دریاچه نمک در بازه زمانی 36 ساله طی سه دوره (1990-1975، 2001-1990 و 2010-2001) پرداخته است. نتایج پایش تغییر کاربری اراضی نشان می دهد که مساحت زمین های نمکزار تغییرناچیزی داشته و حدود 26/5 کیلومترمربع افزایش یافته است. همچنین مساحت اراضی شوره زار و فاقد پوشش گیاهی افزایش (13/457 کیلومترمربع)، زمین های مرتعی کاهش (3/380 کیلومترمربع) و زمین های ماسه زار به طور کاملا خطی در بازه زمانی مورد مطالعه کاهش (57/194 کیلومترمربع) و در مساحت اراضی کشاورزی افزایشی به مقدار 35/118 کیلومترمربع داشته است. به دین ترتیب مساحت زمین های نماینده مناطق بیابانی افزایش یافته، ضمن این که مساحت اراضی کشاورزی افزایش یافته است. این موضوع موجب زیاد شدن بهره برداری از منابع آب و تغییر کاربری اراضی از مرتع به کشاورزی شده است. در مجموع روند تغییرات کاربری های اراضی در منطقه دریاچه نمک حاکی از این موضوع است که منطقه مطالعاتی در معرض تخریب قرار دارد. نتایج نهایی نشان داد که تصاویر ماهواره ای از قابلیت مناسبی برای تعیین روند تغییر کاربری اراضی در مقیاس منطقه ای برخوردارند.
    کلیدواژگان: بیابان زایی، تغییر کاربری اراضی، دریاچه نمک، دورکاوی
  • ا یی، ا افضلی* صفحات 55-66
    استفاده از مالچ یکی از رایج ترین روش های تثبیت خاک برای جلوگیری از فرسایش بادی و کنترل ریزگرد است. در همین ارتباط، پایداری مالچ ها در برابر عوامل فرساینده محیطی می تواند در انتخاب ترکیب و نوع مالچ موثر باشد. در این پژوهش مقاومت به فشار (با نفوذسنج جیبی) تعدادی از مالچ های غیرزنده در شرایط بیابانی در دماهای متفاوت شبیه سازی شد. همچنین برای ارزیابی مقدار شستشوی سطحی، مالچ های مورد نظر در برابر پاشیدن جریان آب و رطوبت دهی مورد آزمون قرار گرفتند. تیمار های تهیه شده شامل 13 نوع مالچ شامل ترکیبات متفاوت از مالچ پلیمری و مالچ های مخلوط ماسه، پودر سنگ، لجن کنورتور و خاک منطقه با دانه بندی و درصد رس بالا، دو نوع خاک بستر شامل خاک با فرسایش متوسط و شدید و سه سطح اعمال حرارت محیطی یعنی دمای محیط، 50 و 60 درجه سانتی گراد در سه تکرار بودند. نتایج بیانگر آن بود که بیشترین تحمل و مقاومت فشاری مربوط به تیمارهای مالچ پلیمری بوده که با خاک با فرسایش شدید بستر سازی شده و تحت تاثیر دماهای 50 و 60 درجه سانتی گراد قرار گرفته بودند.همچنین نتایج حاصل از پاشیدن آب به روی تیمارها نشان داد که مالچ های پلیمری در برابر شستشو از مقاومت بیشتری برخوردار بودند.
    کلیدواژگان: تثبیت خاک، ضایعات کارخانجات، عوامل فرساینده محیطی، فرسایش بادی، بیابان~زدایی
  • ریحانه مسعودی*، غلامرضا زهتابیان، حسن احمدی، آرش ملکیان صفحات 68-80
    در این پژوهش، به منظور تعیین تغییر کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت کاشان از دو شاخص افت آب زیرزمینی و هدایت الکتریکی (EC) بهره گیری شد. هیدروگراف های تراز آب با روش تیسن[1] و بر پایه دادهای چاه های پیزومتری ترسیم شدند. نقشه خطوط هم افت، هم ارتفاع و هم EC با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)[2] ترسیم شدند. نتایج حاصل از نقشه ها نشان می دهد که جریان آب از قسمت جنوبی دشت که اراضی کشاورزی قرار دارند به سمت شمال دشت است و به کویر تخلیه می شود. هم چنین رابطه بین هدایت الکتریکی با آنیون ها و کاتیون های اصلی (Ca2+، Mg2+، K+، Cl-، Na+، So 42-، Hco3-) بررسی شد. شاخص معیار بارش سالانه (SIAP)[3] محاسبه شده برای پنج ایستگاه هواشناسی نشان می دهد که بیشترین درصد فراوانی متعلق به بارش نرمال است. بیشترین مقدار افت و برداشت آب به طور میانگین در بخش های جنوبی و جنوب شرقی دشت رخ داده است که می تواند به علت تمرکز زمین های کشاورزی در این دو منطقه باشد. هدایت الکتریکی در همه قسمت ها (به غیراز آنیون بی کربنات) با غلظت یون های اصلی موجود در آب رابطه مستقیم دارد. هیدروگراف های تراز آب زیرزمینی نشان می دهد که طی 19 سال به مقدار02/10 متر سطح آب کاهش یافته است که به نوبه خود موجب کاهش کیفیت آب زیرزمینی شده است.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، افت، هیدروگراف واحد، هدایت الکتریکی (EC)
|
  • Omid Rahmati, Ali Akbar Nazari Samani*, Mohammad Mahdavi Pages 1-13
    Groundwater is known as one of the most valuable natural resources which play an important role in providing water supply in arid areas. In this study, multi-criteria decision-making (MCDA) methods were used for sensitivity analysis of the effective parameters in groundwater potential prediction based on the lithology, annual rainfall, drainage density, lineament density and land slope parameters in Ghorveh-Dehgolan plain as a case study. The normalized weights of the parameters were determined based on the paired comparisons of AHP approach. After preparing the groundwater potential prediction map, validation of the model was conducted by using the pumping tests data of 20 wells in the study area. Sensitivity analysis of the effective parameters in groundwater potential prediction was measured using the elimination method and finally accuracy of the maps was evaluated. The results of the sensitivity analysis showed that all parameters have a positive impact on the accuracy of the groundwater potential prediction while the best accuracy was obtained by combination of all layers (85%), and the worst accuracy resulted when the lithology was eliminated from the decision layers (60%). Therefore, the lithology parameter through effects on physical properties such as density of lineaments and faults, porosity and permeability has the highest impacts on the accuracy of groundwater potential prediction. The results also revealed that rainfall and slope variables, in despite of their little changes in a plain, are effective in accuracy of groundwater potential prediction.
    Keywords: Sensitivity Analysis, Multi, Criteria Decision, Groundwater potential, Ghorveh, Dehgolan
  • Abdolhossein Rezaeipour Baghdar*, Hassan Vagarfard, Hamid Reza Azimzadeh, Hamid Gholami, Yahya Esmaeilpour Pages 15-26
    Environmental pollution as technologic desertification factor is the most important challenging issue in industrialized and developing societies. Due to the presence of several mineral sites in Bafgh, the most important reason of desertification is pollution caused by industries and mines. This study aims to determine the emissions effluent from processing iron ore in the Bafgh region. Totally, 16 samples of effluent were taken over the period 2008- 2013, and 18 parameters were measured in the laboratory. After testing the related data normality and variance analysis, index of PI, IPI and MCd were determined for the collected data. The results showed that 27.7% of the parameters are without non-significant year changing while 72.3% of the parameters have significant annual changes. The results for the PI index showed that 66.6% of the parameters show less contamination level and 33.4% of the parameters are at moderate to high contamination level. According to the results obtained for the IPI and MCd index, Nitrate (NO3) and Sulfate (SO4) classified at the moderate and high levels of pollution and determined as the contaminants of effluent from processing. Considering desert ecosystems are sensitive and fragile, it is suggested to determine the concentration of pollutants in the wastewater processing parameters with deposited sediments to study the feasibility of removing contaminants by phytoremediation. It might be useful to determine desertification intensity in Central Iron Ore Company marginal and desert regions in Bafgh with the conventional models and taking into account the environmental pollution, Nitrate and Sulfate indices.
    Keywords: Desertification, Pollution, Waste water, PI, IPI, MCd
  • Hossein Piri Sahragard, Mohammad Ali Zare Chahouki*, Hossein Azarnivand Pages 27-40
    The aim of this study was to evaluate the efficiency of artificial neural networks in supplying predictive maps of plant species habitats distribution in Qum province rangelands, Iran. For this purpose, soil and vegetation sampling was done after determination of homogenous unit by combining of slope, aspect and elevation maps and environmental variables maps were prepared using geostatistics and GIS. To prepare the artificial neural network models, the best network structure, was determined following required data preprocessing (normalizing data and partitioning of data into three sets, training, test and validation), improving adjustable parameters (such as transfer function, learning rule, the number of hidden layers, number of hidden layer neurons) and using statistical parameters calculated in the test phase (MSE). After selecting the optimal network, simulations were performed to estimate the probability of the presence or absence of the species and continuous probability maps of the presence or absence was prepared at each species habitat using Arc GIS. Then the optimal threshold was determined using equal sensitivity and specificity method and the compliance between predicted and actual maps were examined by calculating kappa. Based on the results, the most accurate prediction models were obtained for all habitats using sigmoid transfer function and the Levenberg Marquardt algorithm. The results also showed that habitat predictive and actual maps of Artemisia sieberi, Halocnemum strobilaceum, Tamarix passerinoides, Seidlitzia rosmarinus and Artemisia sieberi have excellent, very good, good, fair and poor compliance, respectively. These results indicate that the multilayer perceptron has acceptable accuracy in the modeling and estimation of the geographical distribution of the studied species habitat and if the network input variable be chosen properly, the network can simulate presence or absence of plant species with high accuracy.
    Keywords: Modelling, Multi, layer perceptron, Rangelands of Qom, Equal sensitivity, specificity method, Kappa coefficient
  • Meysam Fereyduni, Abbas Ali Vali, Fatemeh Panahi, Seyed Hojjat Mousavi, Hassan Khosravi* Pages 41-53
    Land surface changes accurate and timely detection provides a basis to better understand the relationships and interactions between human and natural phenomena for appropriate management and optimal use of resources. Trend of environmental issues such as land degradation, ecosystem potential reduction and desertification can be realized by monitoring land use changes in temporal intervals. The current study is aimed to monitor land use changes of Daryacheh Namak area to recognize desertification in a 36 year period using Landsat satellite data, remote sensing and GIS techniques. The results of land use changes monitoring shows that Kavir-e-Namak land use area had little changes and has increased about 5.26 km2. The area of salty and bare lands has increased (457.13 km2), rangeland area decreased (380.3km2), sand dune area decreased completely linear (194.57 km2), and finally the area of agricultural land has increased (118.35 km2). Final results showed that satellite images are of unique potential in extracting land uses. It also became clear that Landsat satellite imagery with a spatial resolution of 10 meters have the required ability of land use maps extraction in the regional scale.
    Keywords: Desertification, Land use changes, Daryacheh Namak, Remote sensing
  • Mohammad Amir Koupayi Nia, Seyed Fakhredin Afzali* Pages 55-66
    Mulch is one of the most common materials for soil stabilization which prevents wind erosion and dust emissions. In this respect, the sustainability of mulches against corrosive environmental factors is important for selection. In this study, the resistance of some abiotic mulches was examined in simulated desert conditions against pressure by pocket penetrometer at different temperatures. Also, to evaluate the amount of surface leaching, the mulches were tested against spraying water as well. Treatments include 13 types of mulches, nano-polymer mulch, sand, stone powder, sludge and clay soils. Two types of eroded soils including moderate and severe soil erosion and three levels of temperature including ambient temperature, 50 ºC, 60 ºC all of them with three replications were studied. The results showed that sprayed polymers on severe soil erosion and under both 50 ºC and 60 ºC temperatures had the maximum compressive strength. Also the results of spraying water on the treatments showed that polymeric mulch was more resistant against leaching than others.
    Keywords: Waste materials, Environmental factors, Wind erosion, Soil stabilization, Desertification
  • Reyhaneh Masoudi, Gholam Reza Zehtabian, Hassan Ahmadi, Arash Malekian Pages 68-80
    In this study, the groundwater level depletion and electrical conductivity (EC) were chosen to assess the water quality and quantity changes in Kashan plain, Iran. The relevant hydrographs were drawn using Thiessen polygons based on the piezometric data. Moreover, the groundwater depletion, the elevation contour line and iso- electrical conductivity maps were provided using GIS. Also, the relation between EC and Anions and Cations (such as Ca2+, Mg2+, K+, Cl-, Na+, SO42-, HCO3-) were determined. The calculated Standard Index of Annual Precipitation (SIAP) in five meteorological stations showed that normal precipitation has the most percentage of frequency. Also, the results of drawn maps showed that the groundwater flows from south of the plain towards the Kavir in the north part of the plain. The most depletion of groundwater level and the withdrawal have also occurred in the south and south-eastern parts of the plain mainly due to the concentration of agricultural lands. Electrical conductivity has direct relation with concentration of ions in all cases, except bicarbonate. According to the hydrographs; the average level of groundwater has decreased 10.02 meters over 19 years and the groundwater level depletion has consequently decreased poor water quality.
    Keywords: Groundwater, Depletion, Hydrograph, Electrical conductivity