نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سید مسعود سلیمان پور ¹
• بهرام هدایتی ²
• مجید صوفی ³
• محمد جواد روستا ³
• صمد شادفر ⁴

¹ استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران.

² دانش‌آموختۀ دورۀ کارشناسی‌ارشد مهندسی کامپیوتر، دانشگاه پیام نور تهران، ایران.

³ دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران.

⁴ دانشیار، پژوهشکدۀ حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

چکیده

یکی از روابط مهم در فرسایش خندقی، بررسی آستانه­های ایجاد و گسترش این فرسایش است. این روابط کمک می­کند تا بتوان با شناخت دقیق، راهکار مناسبی را پیش­بینی نمود و از تخریب اراضی به نحو مطلوب جلوگیری به عمل آورد. طی دهۀ اخیر، ظهور دانش­های نوین در تعیین رابطۀ بین متغیرها موجب توسعۀ روش­های پیش­بینی در علوم مختلف شده است و در نتیجه، بررسی قابلیت استفاده از آن­ها در مباحث فرسایش و حفاظت خاک، ضروری است. همچنین با توجه به این که لازم است به منظور کنترل فرسایش خندقی، مکانیسم رشد و گسترش ابعاد خندق­ها، به ویژه رشد طولی آن­ها، به دقت بررسی و شناخته شود، به این منظور، پژوهش حاضر اقدام به تعیین آستانۀ مؤثرترین عوامل بر افزایش طول خندق­ها با استفاده از الگوریتم­های داده­کاوی K-Means و درخت تصمیم CART در حوزۀ آبخیز قاضیان واقع در شمال استان فارس نموده است. نتایج این پژوهش که شامل اندازه­گیری متغیرهای مختلف خندق­ها در عملیات میدانی و آزمایشگاهی و استفاده از تکنیک­های داده­کاوی است نشان داد افزایش طول خندق­ها در این منطقه، تابع عوامل مساحت آبخیز گسترش، هدایت الکتریکی عصارۀ اشباع، شیب پیشانی، درصد پوشش گیاهی و نسبت جذبی سدیم می­باشد. توصیه می­شود در کاهش گسترش طولی خندق­ها و تولید رسوب، به کنترل فرسایش در پیشانی آن­ها توجه بیشتری شود. همچنین اصلاح خاک­های این منطقه به کمک اصلاح­کننده­ها و احیای پوشش گیاهی سازگار و افزایش مادۀ آلی خاک، در اولویت اقدامات مؤثر در کنترل گسترش طولی خندق­ها قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• آستانه
• خندق
• داده‌کاوی
• درخت تصمیم
• طول
• فرسایش

عنوان مقاله [English]

Determining the threshold of the most effective factors on increasing the length of gullies using data-mining algorithms and CART Decision Tree (Case study: Ghazian Watershed in Fars Province)

نویسندگان [English]

• Seyed Masoud Soleimanpour ¹
• Bahram Hedayati ²
• Majid Soufi ³
• Mohammad Javad Rousta ³
• Samad Shadfar ⁴

¹ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

² Graduate of M.Sc., Software Computer Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran

³ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

⁴ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

One of the important relations in the erosion of gullies is to study the threshold of erosion creation and expansion. In recent decade, creation of new knowledge in determination of relation between variables was led to develop prediction methods in different science and therefore, investigating the ability to use these methods in erosion and soil conservation is essential. Also, in order to control the erosion of the gully, the mechanism of gullies growth and its dimension expansion, especially increasing in gullies length, has to be carefully determine; for this purpose, the present study aimed to determine the threshold of the most effective factors on increasing the length of the gully, using the K-Means data mining algorithms and the CART decision tree in the Ghazian watershed in the north of Fars province. The results of this study, which include measuring various variables of gullies under field condition and in laboratory, and using data mining techniques, showed that increasing the length of gully in this area depended on the factors of the area above headcut, saturated extract electrical conductivity, forehead slope, canopy cover percentage, and sodium adsorption ratio. It is recommended control of erosion in the foreheads is highly important in reducing the increase in gullies length and sediment production. Also, improving the soils of this area with soil amendments and the restoration of compatible vegetation and the increase in soil organic matter should be considered as the priority of effective actions to control the increasing length of gullies.

کلیدواژه‌ها [English]

• threshold
• gully
• Data Mining
• Decision Tree
• length
• erosion