بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله از قابلیت تحلیلی برنامه الحاقی TecDEM2.0 که الگوریتمی است تحت برنامه متلب - MALAB - ، در ارزیابی تغییرات مورفوتکتونیکی دینامیک سطحی و دینامیک حوضه آبریز قمصر بحث به میان آمده است. نقشه های مورفوتکتونیکی تهیه شده در این نرم افزار، اساسا بطور غیر مستقیم وضعیت ژئومورفولوژی دینامیکی منطقه مورد مطالعه را بیان می کنند. از متغیرهای اصلی مورد بررسی می توان به شاخص های انتگرال هیپسومتری - - Hi، شیب نرمال - - Ksn ، تقعر - - و هَک - SL - اشاره نمود.
مؤلفههای موردبررسی در این تحقیق با استفاده از مدل رقومی ارتفاع - DEM - ، استخراج و با استفاده از مدل نیروی جریان ، میزان بالاآمدگی تکتونیکی حوضهها محاسبه گردیده اند. نتایج حاصل از بررسی مؤلفههای استخراجشده نظیر توزیع شیب و رگرسیون لگاریتمی آبراههها، مقادیر چولگی، انتگرال هیپسومتری، نقشه همسطح، نقاط رودشکن و تغییر شیب و نرخ بالاآمدگی، بیانگر وجود فعالیتهای تکتونیکی در حوضه موردمطالعه است. نرخ بالاآمدگی تکتونیکی 0/4 میلیمتر در سال برآورد گردیده است.
پایین بودن مقادیر شاخصهای تقعر 0/3 و بالا بودن مقادیر شاخص حداکثر شیب 197/9 درصد دلالت بر وجود فعالیتهای تکتونیکی بخشهای مختلف حوضه است. بر همین اساس، نتایج حاصل از بررسیهای میدانی و شواهد مورفوتکتونیکی نظیر وجود درههای خطی و پرتگاه خط گسلی، پشتههای مسدودکننده در امتداد آبراهه، جابهجایی رأس مخروط افکنهها و آبراهههای موجود در در حوضه آبریز قمصر ناشی از فعالیت گسل معکوس و امتدادلغز نطنز و گسلهای فین و گوجار ارزیابی گردید. از نتایج دیگر این تحقیق ارزیابی مناسب نرم افزار TecDEM در اثبات فعالیتهای تکتونیکی در منطقه موردمطالعه میباشد.
مقدمه
امروزه به موازات استفاده از روشهای مورفومتری و دور سنجی مبتنی بر استفاده از تصاویر ماهواره ای و مدل رقومی ارتفاعی - DEM - ، الگوریتم های متعددی جهت ارزیابی فعالیت های تکتونیکی در قالب برنامه هایی بر پایه نرم افزارهای علوم زمین ارائه گردیده است که ازآن جمله میتوان به برنامه الحاقی TecDEM2.0 اشاره نمود
این برنامه شامل یک رشته آرایه های الگوریتمی است که با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی - DEM - منطقه، قادر به تحلیل توپوگرافی، استخراج شبکه های زهکشی، استخراج حوضه و زیر حوضه ها و تحلیل فعالیت های تکتونیکی بوده و از طریق نرم افزار متلب - Matlab - اجرا می گردد. این الگوریتم الحاقی امکان استخراج و تحلیل پارامترهای عدم تقارن حوضه، هیپسومتریک و همچنین تولید نقشه های مورفومتریک را برای تجزیه و تحلیل دینامیک سطح و دینامیک حوضه های آبریز در مناطق مورد مطالعه را به کاربران می دهد.
علاوه بر آن می توان علاوه بر تعیین جهت تجمعی جریان، به تهیه نیمرخ طولی جریان، تعیین نقاط شکست - knickpoint - ، تهیه نقشه همسطح - Isobase - ، نقشه Incision و محاسبه برخی شاخص های ژئومورفیک و تعیین نرخ بالاآمدگی حوضه ها اقدام نمود. این برنامه بوسیله رابط های گرافیکی کاربر - GUI - محیطی کاربر پسند برای محاسبات و تولید نقشه های مختلف مورفوتکتونیکی و هیدرومورفومتری مهیا می سازد - شکل . - 1
شکل - 1 فلوچارت مراحل ارزیابی پارامترهای فرایندهای دینامیکی سطح و حوضه آبریز توسط الگوریتم الحاقی TecDem
معرفی حوضه آبریز قمصر
حوضه آبریز قمصر در موقعیت جغرافیایی 33 38' تا 33 52' عرض جغرافیایی و 51 19' تا 51 28' طول جغرافیایی و در 12 کیلومتری جنوب شهر کاشان قرار دارد. حوضه آبریز قمصر دارای مساحتی بالغ بر 189/9کیلومتر مربع و از زیر حوضه های دریاچه نمک می باشد. مرتفع ترین آنارتفاعات گَرگَش یا گرکز درکنار جوره با ارتفاع 3588 متر، است. مجموعه عظیم توده های گرانیتی چون سدی ارتباط جنوب شهر قمصر را با نواحی پیرامون کامو- جوشقا ن و امکان ایجاد راه عبوری را از قمصر سلب کرده است .
این حوضه در مجاورت توده نفوذی قمصر-قهرود واقع گردیه است. از منظر لیتولوژی جنوب حوضه از سنگ های آتشفشانی از نوع گرانیت و گرانوریوریت متعلق به میوسن میانی و متاتوف های سیلی سی و سنگهای آذرآواری ت شکیل شده و ق سمتهای شمالی حو ضه از سنگهای آذرآواری از نوع آندزیتی، بازالتی آندزیت و داسیتی تشکیل یافته است. بطور پراکنده در سطح حوضه سازندهای کواترنری و سازند شمشک نیز وجود دارد
شکل -2 نقشه ساده شده زمین شناسی و تکتونیکی حوضه آبریز قمصر
مواد و روشها
این پژوهش مبتنی بر داده هایکمّی و صحرایی است که به روشهای ژئومورفومتری استخراج وگردآوری شده اند. به طور کلی مجموعه داده های مورد استفاده در این تحقیق از دو پایگاه اطلاعاتی: مدل رقومی ارتفاعی - DEM - و شبکه زهکشی مستخرج از آن در محدوده مورد مطالعه است. هر دو پایگاه داده ای به عنوان ابزاری مناسب جهت محاسبه شاخص های مورفومتریک در قالب الگوریتم الحاقی TecDEM در نرم افزار مَتلب مورد استفاده قرار گرفته است. شکل 4 فلوچارت مراحل ارزیابی پارامترهای فرایندهای دینامیکی سطح و حوضه آبریز توسط الگوریتم الحاقی TecDem را بیان کرده است.
در این تحقیق به منظور تحلیل مورفوتکتونیکی حوضه آبریز قمصر در دامنه های کوهستان گرگش، با استفاده از ویژگی های ژئومورفولوژی منطقه، ابتدا مدل رقومی ارتفاعی - DEM - با قدرت تفکیک 12/5 متر با استفاده از تصاویر ماهوارهای Orb-View3 منطقه از سایت USGS تهیه گردید. سپس با استفاده از الگوریتم الحاقی TecDEM2.0، شبکه زهکشی و مرز حوضه های آبریز منطقه استخراج گردید.
رودخانه های اصلی منطقه با رتبه بندی استرالر 4 و بزرگتر بودند شناسایی گردیدند. در مجموع دو رودخانه اصلی به همراه زیر حوضه های مربوطه تعیین گردیدند. برای تحلیل فرایندهای دینامیک عوارض سطحی زمین، پارامترهای توپوگرافیک با شناسایی چگونگی روابط میان حداقل و حداکثر ارتفاع منطقه، از طریق استخراج نقشه های همسطح - Isobase - و بریدگی سطحی - Incision - محاسبه و اندازه گیری شد.
برای تحلیل فرایندهای دینامیکی حوضه های آبریز نیز نقشه آبرهه ها و شبکه زهکشی منطقه، استخراج و به روش استرالر - 1975 - رتبه بندی گردید. سپس با شاخص های تقعر، شیب و گرادیان طولی رودخانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. تمامی این فرایندها در قالب الگوریتم TecDem محاسبه و استخراج گردیده است.
