نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 دانشیار دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 استاد دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.

4 استاد دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

چکیده

پدیده‌های فرسایش و رسوب دو پدیده اجتناب‌ناپذیر حوزه‌های آبخیز هستند. در این پژوهش به منظور مدلسازی تعیین بار معلق رسوب 69 حوزه موجود در حوزه‌های آبخیز کارون بزرگ و کرخه ابتدا اطلاعات 30 نوع ویژگی فیزیوگرافیکی، ژئومرفولوژیکی، پوشش گیاهی و اقلیمی برای تجزیه و تحلیل آماری استفاده شد. با استفاده از تجزیه مؤلفه‌های اصلی، ماتریس خصوصیات به 8 ویژگی عامل مبنا شامل: رسوب سالانه، مساحت، محیط، طول آبراهه اصلی، رلیف حوزه، متوسط ارتفاع در 85% بالایی آبراهه اصلی، ارتفاع موقعیت 15% پایینی طول آبراهه اصلی و تعداد زمین لغزش در هر حوزه تقلیل یافت. حوزه‌های موجود بر اساس ویژگی‌های منتخب به 6 گروه همگن تقسیم و با استفاده از رگرسیون چند متغیره گام به گام مدلسازی رسوب‌دهی حوزه‌ها انجام شد. بر اساس منحنی‌های جرم مضاعف بین داده‌های رسوب-بارش، از بین 35 ایستگاه که در بالا دست خود دارای انواع سد‌های مخزنی بودند، رسوب‌دهی 29 ایستگاه تحت تأثیر سدهای بالا دست خود قرار داشتند. نتایج نشان داد که سدهای بزرگ می‌توانند بر عملکرد رسوب پایین دست خود تا طول 98 کیلومتری رودخانه تأثیر بگذارد. همچنین در هر گروه ترکیب خاصی از ویژگی‌ها بر روی رسوب‌دهی حوزه‌ها تأثیر گذار هستند. بر اساس شاخص های اعتبارسنجی ، مدل‌های به دست آمده دارای کارایی بالایی هستند (ضریب نش ساتکلیف 72/0 و ضریب تبیین 71/0). بطور کلی، ویژگی‌های فیزیوگرافی حوزه مانند محیط، مساحت، طول آبراهه اصلی و رلیف حوزه نسبت به سایر عوامل اقلیمی، پوشش‌گیاهی و زمین‌شناسی منطقه از درجه اهمیت بیشتری برخوردارند و کل واریانس تبیین شده توسط ویژگی‌های ذکر شده 3/87 درصد است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modelling of Suspended Sediment Yield and Determination of Effective Factors on sediment variability in Karoon and Karkhe Watersheds

نویسندگان [English]

  • vahid chitsaz 1
  • Aliakbar Nazari Samani 2
  • Saeed Soltani 3
  • sadat feiznia 4

1 Ph.D. Student, Dept. of Watershed Management Science and Engineering, University of Tehran

2 Associate Prof., Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran

3 Professor, Faculty of Natural Resources, Isfahan University of Technology, Iran

چکیده [English]

Sediment and erosion are two natural phenomena in watersheds. Due to irregular recording and sampling difficulties, daily data are not available for sediment records. Therefore, decision makers and researchers have to apply interpolating methods to estimated sediment yields. In this study, 30 watershed characteristics including physiography, geomorphology, vegetation, climate conditions in 69 watersheds located in the Karoon and Karkheh basins were used to statistical analysis. Based on the principle component analysis, eight characteristics including area, perimeter, river length, relief, mean of elevation at 85% upstream and 15% point of longest flow path and the number of landslide events were selected. Then using Cluster Analysis, six homogenous regions were identified and multiple regression models were applied. Due to constriction of large dames on the studied watersheds, access to the reliable data is a challenges for sediment yield analysis. Based on the sediment-precipitation double-mass curves 29 out of 35 stations were influenced by upstream dam. Results indicated that the effects of large reservoir dams can influence the downstream sediment yield along 98 Km of river length. The results show that in each group a particular combination of variables influence the sediment yields of the watersheds. According to the validation indices (NS and R2) the obtained models have the high performance (R2 = 0.71 and NS=0.72). In general, the physiographic characteristics of the watershed such as length, area, main flow path and relief are more important than other climatic, vegetation and geological factors. The total explain variance by the mentioned variables is 87.3%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • modelling
  • PCA
  • Clustering
  • Karoon and Karkhe Watersheds