بخشی از مقاله
چکیده
کشور ایران بعلت قرار داشتن بر روی کمربند مناطق خشک جهان همواره با پدیده خشکی و کمبود بارش درمناطق وسیعی از خود مواجه است. بر این اساس استفاده بهینه از آب و مدیریت آ ن جزء ضرورتهای لاینفک این مناطق می باشد. اصولا الگوی بارش در مناطق خشک به گونه ای است که در زمانی کوتاه رگبارها با شدت زیاد می بارد و این موضوع باعث ایجاد رواناب در سطح حوضه ونهایتاً در بعضی مواقع سیلاب های مخربی شده که علاوه برحمل خاک سطحی با ارزش، فرصت نفوذ آب در خاک نیز از دست می رود.
در این تحقیق سه سیستم بانکت هلالی کنتورفارو و تراس نیمکتی در حوضه آبخیز ساحلی نازلوچای ارومیه مورد بررسی قرار گرفت. بطوریکه شش عامل بارش شیب کاربری اراضی گروههای هیدرولوژیکی خاک زهکشی و عمق خاک مورد استفاده قرار گرفت.از روش های منطق فازی با تابع عضویت ذوزنقه ای و تحلیل سلسله مراتبی - AHP - جهت وزن دهی لایه ها مورد استفاده قرار گرفت. جهت تلفیق لایه ها از ابزار GIS و روش منطق فازی استفاده گردید که برای تعیین مناطق مستعد و اولویت بندی مناطق از عملگرهای فازی استفاده گردید. در نهایت با تطبیق نتایج بدست آمده با داده های مشاهده ای به این نتیجه رسیده شد که روش گامای 0/9 فازی بیشترین تطابق را با داده های مشاهده ای داشت.
مقدمه
براساس محاسبات و برآوردهای دانشمندان حدود دو سوم کره زمین را آب فراگرفته است که با وجود این امروزه در بیشتر نقاط دنیا با کمبود آب مواجه هستیم. از طرف دیگر در مناطق خشک و نیمه خشک نیز مقدار بارندگی هم از نظر زمانی و هم از نظر مکانی بسیار متغیر است. شواهد تاریخی حاکی از آن است که در گذشته بشر جهت رفع این معضل از آب بارانی که در گودال ها ذخیره می شد، استفاده می کرد.
همچنین مشاهده شده گیاهانی که از آب باران تغذیه می کنند، شادابی بیشتری داشته و رشد مطلوبتری دارند، در صورتیکه آبیاری منظم گیاهان چنین اثری را در بر ندارد. این موضوع بشر را بر آن داشت که سیستمی را جهت ذخیره نزولات جوی ابداع کند. به طوری که بتوان از این طریق علاوه بر کاهش مشکلات کمبود آب، نسبت به تغییر الگوی کشت منطقه و بهبود آن نیز اقدام کرد
بطور کلی مدل ها به سه گروه فیزیکی، قیاسی و ریاضی تقسیم می گردند.یک مدل ریاضی می تواند یکی از سه نوع نظری - Theoretical - ، مفهومی - Conceptual - و یا تجربی - Empirical - باشد. مدل های مفهومی ، نمایش ساده ای از فرآیند های فیزیکی هستند که معمولاً بر توصیف ریاضی - روابط جبری و یا معادلات دیفرانسیل عادی - فرآیند ها تکیه دارند و فرآیند های پیچیده را با تکیه بر تعدادی پارامتر های مفهومی کلیدی شبیه سازی میکنند. مدل های مفهومی مختلفی در دنیا ارائه گردیده است که از آن میان مدل منطق بولین مدل شاخص همپوشانی مدل منطق فازی مدل احتمال بیز و مدل شفر از دیگران معروفترند - . - Bonham, 1994 هر کدام از این مدل ها می توانند از چندین عملگر برخوردار باشند. در این بررسی مدل منطق فازی و پنج عملگر آن که دارای بیشترین کاربرد می باشند اجرا گردید.
مواد و روش ها:
در این مدل بررسی مناطق مستعد جهت احداث سیستم های بانکت های هلالی کنتورفارو و تراس نیمکتی بارویکرد کاهش هدر رفت آب از پارامترهای بارش شیب گروههای هیدرولوژیکی خاک عمق خاک کاربری اراضی و زهکشی استفاده گردید. که با استفاده از نقشه های پایه وانجام مطالعات میدانی و آزمایشگاهی و با بهره گیری از از نرم افزار Arc GIS 9.2 به گرد آور ی نقشه های مذکور با اندازه سلولی 100×100متر اقدام گردید.
جهت وزن دهی کلاس های داده های ورودی از دو روش تابع عضویت ذوزنقه ای فازی و AHP استفاده گردید. بطوریکه جهت وزن دهی به متغییرهای کمی مستقیما وزن دهی با استفاده از تابع عضویت ذوزنقه ای فازی داده شده که بر اساس رابطه - 1 - و تعریف هریک از پارامترها در این رابطه براساس مطالعات - Mbiliyi.2007& Prinz.1996 - و نظرات کارشناسی انجام گرفت. که این روش وزن دهی در متغییرهای بارش، شیب، زهکشی و عمق خاک استفاده گردید.
جهت وزن دهی متغییرهای کیفی، ابتدا اهمیت هر یک از کلاس ها نسبت به یکدیگر تعیین شد. سپس بر اساس اهمیت کلاس ها وزن دهی کلاس ها در بازه 0 - تا - 1 انجام گرفت. جهت تعیین اهمیت کلاس ها از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی - AHP - استفاده گردیده، که این روش بر پایه مقایسات زوجی مطابق جدول - - 1 استوار است . - Saaty.1980 - که در تعیین اهمیت هر یک از کلاس ها نسبت به یکدیگر بر اساس مطالعات - - Mbiliyi.2007& Prinz.1996 و نظرات کارشناسی صورت گرفت. این روش وزن دهی در پارامتر های کاربری اراضی و گروههای هیدرولوژیکی خاک استفاده گردید.
جدول : - 1 - مقادیر عددی ارجحیت ها در مقایسات زوجی
ارجحیت یا اهمیت کامل و مطلق 9
ارجحیت یا اهمیت خیلی قوی 7
ارجحیت یا اهمیت قوی 5
ارجحیت یا اهمیت کم 3
ارجحیت یا اهمیت برابر 1
برای ترجیحات بین عبارت های زبانی فوق 2، 4، 6و 8
➢ مدل منطق فازی:
تابع عضویت یکی از اجزاء اساسی مجموعه های فازی می باشد که عملگرهای فازی بر اساس توابع عضویت فازی تعریف شده اند - . - Zadeh.1965 با استفاده از دو یا چند نقشه با توابع عضویت فازی برای مجموعه های یکسان می توان تنوعی از عملگرها را استخراج کرد که جهت ترکیب ارزش های عضویت با هم بکار می رود. بطور مثال - - Zimmermann.1985 در مورد تنوعی از قوانین ترکیب بحث می کند. - An et al.1991 - پنج عملگر فازی AND فازی OR حاصلضرب فازی حاصلجمع فازی گامای فازی را که جهت ترکیب مجموعه اطلاعات بکار برده شده بیان کرده است مطابق جدول - . - 2 که سه عملگر حاصلضرب فازی حاصلجمع فازی و گامای فازی در این بررسی مورد استفاده قرار گرفته است.
جدول - - 2 :روابط عملگرهای فازی
بحث و نتایج:
بعد از تکمیل ساخت اولیه مدل ، توانایی آن برای شبیه سازی مشخصات و رفتار سیستم واقعی باید مورد آزمایش قرار گیرد. که هدف از آزمایش شبیه سازی و اعتبار مدل، سنجش توانایی مدل در شبیه سازی عملکرد جهان واقعی در محدوده ای قابل قبول می باشد. صحت یابی مدل مورد مطالعه از روش تطابق داده های مشاهده ای مطابق شکل - - 1 با خروجی مدل های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. که در این روش علاوه بر صحت یابی کل مدل ، می توان بهترین روش را از میان روش های مورد بررسی تعیین کرد.
