تحلیل فرم و الگوی شبکه زهکشی حوضه رامهرمز با استفاده از مدل رده‌آریه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر.

2 استادیار ژئومورفولوژی، دانشکده منابع طبیعی دریا، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر.

چکیده

در این پژوهش با هدف بررسی تعییرات ژئومورفولوژیکی و ارتباط بین فرم‌‌ها و الگوی شبکه آبراهه‌های حوضه رامهرمز، از مدل رده‌آریه‌ای استفاده شده‌است. این مدل، تحلیل مناسب و قوی برای شناسایی تعادل یک حوضه را فراهم می‌کند. حوضه مورد مطالعه جزو حوضه جراحی- زهره در جنوب‌غربی ایران و در محدوده حوضه آبریز خلیج فارس قرار گرفته‌است. در مرحله اول پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست سال 2017، نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس 1:50000 و DEM منطقه مورد مطالعه، مرز و شبکه‌های آبراهه‌های حوضه استخراج و در نرم‌افزار MapViewer با استفاده از روش هورتون-استرالر رده‌بندی‌شده‌است. داده‌ها پس از برداشت در محیط نرم افزارGlobal mapper20 و ArcGIS10.5 پردازش شده و در نهایت مورد تحلیل قرار گرفتند. مطابق نتایج مدل رده آرایه‌ای، تعداد و درازای آبراهه‌های سمت چپ حوضه نسبت به سمت راست روند افزایشی دارد و طول رده‌های آبراهه‌ها در هیچکدام از رده‌ها با همدیگر تعادل ندارند. با توجه به یافته‌ها و محاسبات مدل، افزایش و کاهش نسبی تغییرات شیب در قسمت‌های مختلف بر الگوی رودخانه تأثیر گذاشته و تغییراتی در سیمای حوضه مطالعاتی ایجاد کرده است. همچنین بی‌نظمی در آبراهه‌های حوضه ناشی از اشکال مختلف فرسایش و فعالیت تکتونیکی می‌باشد که در تکامل حوضه مورد مطالعه دخالت داشته است. فرم آبراهه‌ها در طول زمان دچار تغییرات شده‌اند. این بی‌نظمی‌ها که نوعی ناتعادلی و آشوب در آبراهه‌ها ایجاد نموده، بیانگر این است که آبراهه‌های پهنه پژوهش از الگوی کیاتیک پیروی می‌کند. در واقع با وقوع آستانه، فرم و فرآیندهای ژئومورفیکی آبراهه‌های حوضه تغییر پیدا می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Form and Patterns of Ramhormoz Basin Drainage Network Using Order Matrix Model

نویسندگان [English]

  • mahshid moavi 1
  • heeva elmizadeh 2
1 Khorramshahr University of Marine science and Technology, Khorramshahr, Iran
چکیده [English]

Abstract
Introduction: The watershed is a geomorphologic unit suitable for managing natural resources and achieving sustainable development. The drainage network of the catchment area is a series of streams and rivers that guide and drain the surface water flow. These spatial data play an important role in physiographic studies, hydrology, erosion and sedimentation of a catchment area. The network of canals can be considered as a system that is dynamic in a state of equilibrium, in which dependent variables such as form; the slope and horizontal projection of the river or the amount of data and the coincidence that whenever there is a change in the data, This system reacts quickly with the coordination of their morphological characteristics with the new situation. The drainage network pattern is one of the most prominent landforms of the earth's surface. The order and distribution of hydrographic networks are different. The purpose of this study is to identify the factors of balance and imbalance of the right and left side of the research area and which part of the research area has severe asthma and chaos. The basis of this research is the method analysis order matrix of basin Ramhormoz at the beginning of the study. The exact coordinates of basin Ramhormoz boundary from Global Mapper.20 software were taken in Arc GIS 10.5 software using the Dem area of the study; for Draw curves, lane lines and line basin s, slope direction, fracture of streams and formations. Arc GIS software has been used to evaluate the Ramhormoz river basins using the Order Matrix method. To set the categories in matrix form. orders 1 to 1, 2 to 2, 3 to 3, and to the last. order that is the main. order, are placed in tables in the two views (right and left) in the array view. In the following, the. order 1, which joins the large. orders r, is calculated separately and the rest of the orders are calculated in this way (order 2 to 3, 4, 5, ... 3rd to 4th, 5th And other orders). In the study, the split density and drainage density are used. In this study, the number of waterways in the upper reaches of the two sides of the study area with a very significant difference indicates the imbalance in the research area. Erosion, slope changes, channel displacement, channel redirection, tectonic activity of these factors in causing significant differences and effective imbalances on both sides of the research area as well as the manner, extent and stages of changes in the form of the canals affected by time as a The main variable is to create the threshold, and the reason that the canals tend to trigger the chaos process, and even show a slight change, causing them to balance and imbalance. on both sides of the research area, the most balanced average of the lengths of the waterways, the order of waterway 1 falls to the 7th (right 819.2 km and the left is 819.1km). Due to changes in the geomorphological parameters of the basin, due to changes in the parameters of the basin, resulting in no change in their form during the period. The correlation coefficient between the longitudinal lengths of the two sides of the research with the coefficient of determination (0.9932), due to the slope and elevation variations, shortage of the path and length of the branches of the canals, which are located on both sides of the research area, in the right side of the study, correlation relationship Between the length and length of the waterways with the coefficient of determination (0.929), the left side of the study area, the length and length of the waterways with a coefficient of determination (0.8821) indicating the presence of the threshold and the chaos on both sides of the research area and these factors Due to the effects of erosion that indicate tectonic activity, side erosion, floor, grooves, and fault systems, especially in the left-hand region of the research, these factors (other than erosion) are more severe. The imbalance and the threshold on the left of the research area are more intense.
The right side of the study area, with a branching ratio of 3.34 and drainage density of 7.87, the left side of the research area with a split ratio of 3.50 and a drainage density of 4.06, due to the split ratio of the two river research areas, has a moderate construction turbulence. The drainage density is correlated with the amount of erosion. In the right zone of the study, the moderate drainage density is equal to the rate of high erosion, which is due to the high percentage of Aghajari Formation in this research area and the greater proportion of branching in the left side of the research area to the right of the research is due to the Bakhtiari Formation.
Conclusion
The most evolution of the waterways of both parts of the research, especially the left, is the tectonic research, erosion, and formations, Bakhtiari, Gachsaran and Aghajari formations are more than the Mishan Formation and the terraces and Low level alluvial fan and valley terrace deposits in the creation of chaos, Threshold and erosion. Lateral erosion in the right side of the research is more and less erosion of the floor, while the left side erosion of the research is less and the erosion of the floor is greater, these factors are due to imbalance in the two areas of research. Tectonic activity, albeit moderately, interfered with changing the state of the trenches, eroding, shortening the length of the waterways, and varying the number of waterways.
Keywords: Ramhormoz River, Fluvial Geomorphology, Matrix, Order Matrix Model, Threshold.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ramhormoz River
  • Fluvial Geomorphology
  • Matrix
  • Order Matrix Model
  • Threshold
  • اصغری سراسکانرود، ص.، زینالی، ب.، 1394. بررسی الگوی پیچان­رودی رودخانه گرمی­چای استان آذربایجان شرقی با استفاده از روش ژئومورفولوژی و تحلیل فرکتال. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال سی­ام، شماره چهارم، شماره پیاپی 119، صص78-64.
  • ایلدرمی، ع.ر.، سپهری، م.، 1397. فرسایش­پذیری سازندهای زمین شناسی با استفاده از تحلیل بعد فرکتال شبکه زهکشی. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال ششم، شماره 4، بهار 1397، صص 87-70.
  • پیری، ز.، رضایی مقدم، م.ح.، عاشوری، م.، بررسی تأثیر احداث سد در جابه جایی مسیر و تغییر الگوی رودخانه با استفاده از GIS و سنجش از دور (مطالعه موردی: رودخانه اهر)، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، سال 25، پیاپی 56، ش 4، زمستان 1393، صص 68-57.
  • جعفری، غ.، رستم خانی، ا.، 1391. مدیریت منابع آب با رویکردی طبیعت‌گرایانه (مطالعه موردی حوضه آبی ایجرود). اندیشه جغرافیایی، شماره یازدهم، دانشگاه زنجان، مقاله شماره 77، ص 51 – 54.
  • حسین زاده، س.ر.، سپر، ع.، رشیدی، م.، زارعی، ح.، خانه باد، م.، 1395. مطالعه تغییرات ژئومورفولوژی بستر رودخانه کارون و علل آن از سال 1954 تا 2011 (1334 تا 1391).  پژوهش های کمی، سال پنجم، ش 1، تابستان 1395، صص 59-43.
  • رضایی مقدم، م.، ثروتی، م.، اصغری سراسکانرود، ص.، 1391. بررسی مقایسه ای الگوی پیچان رود با استفاده از تحلیل هندسه فراکتالی و شاخص‌های زاویه مرکزی و ضریب خمیدگی (مطالعه موردی: رودخانه قزل‌اوزن). پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز سال دوم/ شماره 3/ بهار و تابستان 1390، صص139-119.
  • سپهر، ع.، خسروی، ع.، عبدالله زاده، ز.، 1395. رفتار فرکتالی و ارتباط آن با خصوصیات هیدرومورفومتری حوضه های آبریز دامنه ی شمالی. هیدروژئومورفولوژی، شماره 9، صص 20-1
  • سلطانی، ش.؛ قهرودی تالی، م.؛ صدوق، س ح.؛ 1398. کاربرد سنجش از دور و مدل ریاضی فراکتال در بررسی رفتار و تغییرات لندفرمهای ژئومورفولوژیکی رودخانه ارس. پژوهش های ژئومورفولوژی کمی. سال هفتم. شماره 4 . بهار 1398. صص 92-72.
  • شایان، س.، مقصودی، م.، گل علیزاده، م.، شریفی کیا، م.، نوربخش، ف.، 1395، تحلیل فضایی لندفرم های بادی با استفاده از نظریه فرکتالی (مطالعه موردی: ریگ اردستان)، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 48، شماره 2، تابستان 1395، صص 245-231.
  • عباسی، ع.، 1386، تحلیل رده-آرایه ای شبکه آبراهه‌ها در زمین‌ریخت‌شناسی، مجموعه مقالات دومین همایش جغرافیا قرن بیست و یکم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد، ص 593-584.
  • علمیزاده، ه.، و عباسی، ع.ر.، 1397. تحلیل ژئومورفیکی رده- آرایه ای ریز شبکه آبراهه های پدیده آمده در بستر خشک شده دریاچه ارومیه، پژوهش های ژئومورفولوژی کمی، سال ششم، شماره 4، بهار 1397، صص 159-147.
  • فتاحی، م.ه؛ کامیاب، س.؛ 1397.انطباق سنجی خواص زمین ریخت شناسی (ژئومورفولوژیک) حوضه آبریز و ویژگیهای چندفراکتال شکل آبراهه. تحقیقات منابع آب. سال چهاردهم. ش 5. زمستان 1397.صص 326-311.
  • کرمی، ف.، رجبی، م.، اباذری، ک.، 1397. تحلیل ناهنجاری های شبکه زهکشی و ارتباط آن با تکتونیک فعال در حوضه های آبریز شمال تبریز، پژوهش های کمی، سال هفتم، شماره1، تابستان 1397، صص47-37.
  • یمانی، م، علایی طالقانی، م، شهبازی، ص (1390)، «مورفوتکتونیک و تأثیر آن بر تغییرات بستر و الگوی رودخانه قره سو»، مجله ی جغرافیا و توسعه ی ناحیه ای، شماره هفدهم، پاییز و زمستان 1390، صص143-125.
  • Ariza,V. A., Hornero, J., Gutiérrez, F., Rave, E., 2013. Multi-fractal analysisapplied to the étude, of the of DEM-based stream, Volume 197, pp. 85-98.
  • Camara, J., GomezMigue, V., Marti, A., 2016. Identification of bedrock. lithology using fractal dimensions of drainage networks extracted from. medium resolution LiDAR digital terrain models. Pure and Applied. Geophysics, 173(3): 945–961.
  • Golekar, R.B., Baride, M.V., Patil S.N., 2013. Morphometric analysis and hydrogeological implication: Anjaniand Jhiri river basin Maharashtra, India, Arch Appl Sci Res, 5(2): 33-41.
  • Guarnieri, P., Pirrotta, C., (2008), "The response of drainage basins to the late quaternary tectonics in the Sicilian side of the Messina Strait (NE Sicily)", Geomorphology, 95:260- 273.
  • Zhou,  Z.,  Zhihui, N., Lichun, W., Liang, Z., 2017. Fractal research of transverse sections of a long river channel below a dam, Environment Earth Scince, 76:553pp: 11-1.
  • Bartolini, C., 2012. Is the morphogenetic role of tectonicsoveremphasized at times? Boll. Geof. Teor. Appl. 53(4), pp.459–470.
  • Bin, Z. H., AI, N., HUANG, Z. YI., 2008. "Meanders of the Jialing River in China: Morphology and Formation", Chinese Science Bulletin, Volume 53, pp. 267-281.
  • Biswas, S.S., 2016. Analysis of GIS Based Morphometric Parameters and HydrologicalChanges in Parbati River Basin, Himachal Pradesh, India, Journal of Geography &Natural Disasters, 6(2),pp. 1-8.
  • Carke, J., Aher, P. D.,, Adinarayana, A., Gorantivar, J., 2015. Prioritization of Watersheds Using Multicriteria Evalution Through Fuzzy Analytical Hierarchy Process. Agricultural Engineering Int: CIGR Journal, 15(1). pp. 11-18.
  • Gupta, V. K., and Mesa, O. J., 2014. "Horton laws for hydraulic–geometric variables and their scaling exponents in self-similar Tokunaga river networks", Nonlin, Processes Geophys, 21: 1007-1025.
  • Hancock, G. R., 2005. The use of DEMs in theidentification and characterization of catchmentover different grid scales, Hydrological Processes, 19, pp. 1727–174.
  • Leang, Z., Zeng, F., Guangxiang, X., 2012. "Comparison of Fractal Dimension Calculation Methods for Channel Bed Profiles, Procedia Engineering, Vol 28, pp 252-257.
  • Meixner, T., Williams, Z.C., Pelletier, J.D., 2019. Self-affine fractal spatial and temporal variability of the San Pedro River, southern Arizona, American Geophysical Union. All rights reserved.pp:1-20.
  • Rozo, G. A., Nogueira, C., Soto, C., 2014. Remote sensing-based analysis of the planform changes in the Upper Amazon River over Journal of Arid Environments,period 19, pp425-439
  • Sowpamilk, m., 2014. "jaira., implication of fractal dimension on properties of rivers and river basins", Volume 5, issue12, December(2014), pp. 155-164.
  • Tunas, I., Anwar, N ., Lasminto, U., 2016. Fractal Characteristic Analysis of Watershed as Variable of Synthetic Unit Hydrograph Model, The Open Civil Engineering Journal 10(1):706-718 · October 2016 with 168 Reads.
  • Yang, H., and Shi, C.h., 2017. The Fractal Characteristics of Drainage Networks and Erosion Evolution Stagesof Ten Kongduis in the Upper Reaches of the Yellow River, ChinaSource: Journal of Resources and Ecology, 8(2):165-173.
  • Yu, F., Serena C., Kyungrock, P., Gavan, M.G., Suresh, P.,  Rao, C., Montanari, A ., Jawitz, JW., 2018. Globally Universal Fractal Pattern of Human Settlements in River Networks. American Geophysical Union. All rights reserved.pp:1-20.
  • Zanardo, I., Zaliapin,E., Foufoula, G,. 2013. Are American rivers Tokunaga self-similar New results on fluviai network topology and its climatic, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH: EARTH SURFACE, VOL. 118,pp. 1–18.