بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق تاثیر خطواره بر منابع آب دریاچه سد درودزن در استان فارس و در85 کیلومتري شمال شهرستان شیراز مورد مطالعه قرار گرفته است. براي انجام این کار از عکس هاي ماهواره لندست ETM + باند 7 استفاده گردیده است. در پردازش اطلاعات از نرمافزار ArcGIS استفاده گردیده است. لایههاي اطلاعاتی مورد نیاز شامل لایه حوضه آبخیز با استفاده از لایه رقومی ارتفاع - DEM - ، لایه لیتولوژي، لایه خطواره و چگالی خطوارهها تهیه گردید.سپس به منظور تعیین میزان تاثیر خطواره عملیات بافر بندي و همچنین عملیات آماري بر روي لایه خطوارهها به منظور دستیابی به نتایج بهینه- تر صورت گرفت. در نهایت میزان همپوشانی خطوارهها در حوضه آبخیز دریاچه سد درودزن تعیین گردیده و میزان مساحتهاي خطوارههاي تغذیه و تخلیه کننده بیان گردید.
1 مقدمه
امروزه در پی افزایش جمعیت در اکثر کشورها مهمترین مسائل تامین نیازهاي اولیه انسانی است. مسئله تامین و نگهداري منابع آبی بسیار مهم میباشد در حالی که بیشتر دولتها هزینههاي هنگفتی را در این مورد متحمل میشوند. یکی از موارد تامین منابع آبی، جمع آوري و ذخیره سازي آبهاي سطحی در پی احداث سدها انجام میگیرد. مهمتر از آن نگهداري منابع آبی تامین شده در سدها میباشد.
امروزه براي کاهش هزینههاي نگهداري منابع آبی تامین شده از روشهاي تحقیقاتی کم هزینه و صحیح استفاده میگردد.یکی از این روشهاي کاربردي استفاده از سنجش از دور - - RS و سیستم اطلاعات جغرافیایی - - GIS در مطالعات منابع آب میباشد. با استفاده از این روشها میتوان هزینههاي مصرفی را تا حد زیادي کاهش داده و کاربردي مقرون به صرفه داشته باشند.
نگهداري و حفظ منابع آبی تامین شده در پشت سدها هزینه زیادي را در بر دارد که در بعضی موارد پس از احداث سد هزینه نگهداري از منابع آبی بسیار زیاد شده و استفاده از این سدها در آینده داراي هزینههاي بیشتر شده و از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نبوده و هزینههاي زیادي در بر داشتهاند. با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور عوامل کاهش دهنده و تاثیردار بر منابع آبی تامین شده را تعیین میگردد و میزان تاثیر آن را بر منابع آبی در آینده مورد بررسی قرار میگیرد همچنین با این کار هزینههاي نگهداري از منابع آبی را کاهش یافته و همچنین هزینههاي موثر از عوامل مخرب بر منابع آبی در آینده مورد بررسی قرار گیرد.
2 اطلاعات عمومی
سیستم اطلاعات جغرافیایی - System Geographic Information -
GIS مجموعهاي است از امکانات، قابلیتهاي ویرایشی و بههنگام سازي سریع داده ها که روش هاي سنتی فاقد آن هستند. داده هاي جمع آوري شده را به شکل رقومی - - Digital ذخیره می سازد و با استفاده از روش-هاي متنوع، داده هاي حاصل از منابع متفاوت - نقشههاي موجود، داده هاي مربوط به عملیات نقشه برداري زمینی، داده هاي فتوگرامتري، سنجش از دور و ... - را ترکیب می نماید. از کاربردهاي مختلف GISدرکشاورزي و برنامه ریزي براي کاربري اراضی، جنگلداري و مدیریت حیات وحش، زمین شناسی، شهرسازي، مدیریت منابع آب و ... می توان نام برد
سنجش از دور - - Remote sensing
دورسنجی علم و فناوري جوانی است که طی چند دهه اخیر به طور شگفت انگیزي توسعه یافته است. توانایی دورسنجی در اکتشاف منابع و نقشه برداري و تعیین محل در مقیاس هاي محلی و جهانی بسیار زیاد است - . - Ford,Williams,1989 به طور کلی سنجش از دور را می توان تکنولوژي کسب اطلاعات و تصویر برداري از زمین با استفاده از تجهیزات هوانوردي مثل هواپیما، بالن یا تجهیزات فضایی مثل ماهواره ها نامید.
ارتباط سنجش از دور و GIS
تمامی مطالعات و تجزیه و تحلیل ها در منابع طبیعی بر پایه و اساس اطلاعات محیطی استوارند. از آنجا که این مطالعات به طور فزاینده اي با استفاده از سامانه هاي اطلاعاتی جغرافیایی انجام می شوند و بخش مهمی از اطلاعات مورد نیاز نیز از طریق عملیات دورسنجی کسب میشوند، این دو فناوري قرابت زیادي با یکدیگر یافته اند. در واقع سنجش از دور به عنوان منبع تأمین بسیاري از داده هاي مورد نیاز و GIS به عنوان سامانه اي که عمدتاً مدیریت، تحلیل و ارائه مجدد اطلاعات را بر عهده دارد، ارتباط تنگاتنگی پیدا نموده اند.
لیتولوژي
لیتولوژي مهمترین عامل کنترل کننده میزان حلالیت تحت شرایط اقلیمی و تکتونیکی حاکم بر منطقه است. با توجه انحلالپذیري از شروط اصلی تشکیل و توسعه این پدیده است که وابسته به ترکیب سنگ می باشد. در سازند هاي کربناتی هر چه درجه خلوص سنگ بالاتر باشد، امکان پیشرفت پدیده انحلال در آن بیشتر است. هر چه میزان ناخالصی سنگ کربناته - عمدتاً به صورت مواد رسی - بیشتر باشد، میزان انحلال کمتر و در نتیجه توسعه درزه و شکاف کمتر است و بر عکس هر گاه میزان ناخالصی - مواد رسی - کم باشد، حلالیت و در نتیجه توسعه درز و شکاف وسیعتر خواهد بود.
گسل
گسلها به علت ایجاد جابهجایی در سنگها، تأثیرات متنوعتري را نسبت به درزه ها سبب میگردند. نقش گسل در کنترل و انتقال آب زیرزمینی، بسته به شرایط گسل و وضعیت منطقه میتواند خنثی، مثبت و یا منفی باشد. گسلها با ایجاد درز و شکاف و فرآیند برشی شدن و افزایش خردشدگی و تخلخلثانویه و یا معبر خروج آب میتوانند داراي نقش منفی باشند.
در حالیکه میتوانند در موارد زیر داراي نقش مثبت باشند، بدین صورت که جا بهجایی یک لایه ناتراواي عمیق در برابر لایه تراوا به عنوان سد عمل میکنند که مانع حرکت و انتقال آب می-شود. پرشدگی شکاف گسلها با مواد ناتراواي متراکم مانند کلسیت و کوارتز یا رس، در انتقال آب نقش مثبت پیدا میکند - جهانی بهبهانی،. - 1372 از طرفی گسلهایی که ساز و کار کششی داشته باشند قابلیت بیشتري نیز جهت هدایت آب دارند و برعکس گسلهاي داراي ساز و کار فشارشی مسیرهاي مناسبی براي جریان و انتقال آب زیرزمینی نیستند.
درزه و شکاف
با بررسی شرایط و ویژگی هاي سنگ هاي سخت و کربناته مشخص شده است که وجود درزه و شکاف یکی از مهمترین عوامل مؤثر در ایجاد تخلخل و فضاي لازم براي جریان آب زیرزمینی در این مواد می باشد. درزه ها با ایجاد سطوح ضعیف در پیکره سنگ آهک امکان انحلال را در امتداد این سطوح افزایش می دهند و به این ترتیب مجاري براي عبور آبهاي سطحی به زیرزمین فراهم می شود. در درزه هاي عمیق و بدون پرشدگی ثانویه به تدریج مجاري انتقال آب بزرگتر شده و به اعماق گسترش می یابد. شگستگی هاي داراي عمق نفوذپذیري زیاد، ارتباط هیدرولیکی مناسبی با لایه هاي رخنمون نیافته داراي شرایط کارستیشدن را فراهم می کنند. هر چه تراکم درزه ها و میزان باز شدگی آنها بیشتر باشد، مقدار آب نفوذي به داخل سازند بیشتر خواهد بود. بنابراین درزه هاي کششی به دلیل داشتن بازشدگی زیاد داراي درجه اهمیت بالاتري نسبت به سایر انواع درزه ها هستند.
فیلترگذاري
فیلترگذاري جزء روش هاي بارزسازي تصویر می باشد. بارزسازي تصویر خود از مراحل پردازش تصاویر رقومی است، در روش هاي بارزسازي شاید نتوان به شرایط بارزسازي ایده آل دست یافت زیرا در نهایت تمام تصاویر تولید شده، با چشم ارزیابی می شوند و این قضاوت که آیا تصویر حاصل مفید هست یا نیست، کیفی است. عمل پردازشی که با استفاده از آن برخی از درجه هاي روشنایی براي ایجاد یک تصویر به کار می روند، اصطلاحاً فیلترکردن نام دارد. در واقع فیلترکردن نوعی تغییر ارزش هاي طیفی است که در آن ارزش هر پیکسل نسبت به پیکسل همسایه اش تغییر می کند و تصویر جدیدي می سازد که تباین آن می تواند با تصویر اصلی متفاوت باشد
براي اعمال فیلتر بر روي یک تصویر، یک پنجره فیلتر در نظر گرفته می شود و براي تعیین درجه روشنایی جدید پیکسل ها، این پنجره فیلتر بر روي تمام تصویر حرکت می کند و تصویر جدید را به وجود می آورد. در شکل1 فیلترهاي بکار رفته جهت استخراج خطوارهها در این تحقیق نشان داده شده است.
