GIS و ارائه راهکارهای مناسب
اساتید راهنما:
دکتر کاظم رنگزن
دکتر فریدون رادمنش
استاد مشاور:
مهندس محسن مرادزاده
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1- مقدمه………………………………………….. 13

1-2-  موقعیت و وسعت………………………………………….. 13

1-3-1-  جمع آوری اطلاعات………………………………………….. 16

1-3-1-1- جمع‌آوری نقشه‌ها و عكسهای هوایی…………………… 16

1-3-2- انجام موارد ذیل با بهره گرفتن از نقشه توپوگرافی 1:25000………… 16

1-3-2-1- تقسیم بندی منطقه مورد مطالعه به واحد های هیدرولوژیك و غیرهیدرولوژیك……….16

1-3-2-2-  رقومی كردن نقشه‌ها……………………………………….. 16

1-3-3-  استخراج اطلاعات خصوصیات فیزیكی منطقه……………….. 17

1-3-3-1- مساحت و محیط زیر حوزه ها………………………………… 17

1-3-3-2- تهیه مدل رقومی ارتفاع (DEM)‌………………………………. 17

1-3-3-3-  تهیه جدول و نمودار هیپسومتریك توزیع سطح با ارتفاع…….. 17

1-3-3-4- تهیه منحنی تراكمی ارتفاع – سطح…………………………… 17

1-3-3-5- تعیین ارتفاع‌ متوسط وزنی‌، ارتفاع میانه وارتفاع بیشترین فراوانی…….. 18

– ارتفاع متوسط وزنی…………………………………………. 18

– ارتفاع‌ میانه‌………………………………………… 18

– ارتفاع‌ متوسط مستقیم‌………………………………………… 18

– ارتفاع‌ بیشترین فراوانی(نمای ارتفاعی)…………………………. 18

1-3-3-5- تهیه نقشه شیب از (DEM)………………………………. 19

1-3-3-6- كلاس بندی نقشه شیب…………………………………. 19

1-3-3-7- تعیین مساحت كلاسهای شیب حوزه و زیرحوزه‌ها …………19

1-3-3-8- تهیه نقشه جهت………………………………………….. 19

1-3-3-9- تعیین توزیع مساحات كل حوزه نسبت به جهات جغرافیایی………….. 20

1-3-4- برآورد موارد مربوط به شبكه آبراهه و شكل حوزه………………………. 20

1-3-4-1- تعیین ترتیب آبراهه‌های اصلی و فرعی………………………………. 20

1-3-4-2- تعیین ضریب دو شاخه شدن………………………………………… 21

1-3-4-3-  برآورد زمان‌ تمركز………………………………………… 21

– رابطه‌ برانزلی‌ ویلیامز………………………………………… 21

–  رابطه‌ جیاندوتی‌………………………………………… 22

– رابطه كرپیچ‌…………………………………………. 22

1-3-4-4-  پروفیل‌ طولی‌و شیب‌ آبراهه‌ اصلی‌……………………… 22

1-3-4-5- شیب‌ ناخالص‌ وخالص‌………………………………………. 22

1-4-4-6-  تراكم شبكه رودخانه ها (Drainage density)……………….. 23

1-4-4-7-  شكل آبراهه………………………………………… 23

1-4-4-8-  شكل‌ حوزه‌……………………………………….. 24

1-4-4-9- ضریب‌ فشردگی‌…………………………………………. 24

1-4-4-10- ضریب‌ شكل‌ (Form factor)………………………………………… 25

1-4-4-11- طول‌ و عرض‌ مستطیل‌ معادل‌ حوزه‌  (Equirolent  Regtangular)……. 25

فصل دوم – استخراج اطلاعات فیزیوگرافی منطقه

1- موقعیت و وسعت………………………………………….. 27

2-2-  انجام موارد ذیل با بهره گرفتن از نقشه توپوگرافی 1:25000…………….. 27

2-2-1- تقسیم بندی منطقه تالوگ به واحد های هیدرولوژیك و غیرهیدرولوژیك………. 27

جدول2- 1 – راهنمای ترکیب زیرحوزه های بالا دست رودخانه شیرین آب…………….. 27

شکل 2-1- نقشه موقعیت واحدهای هیدرولوژیک حوزه تالوگ……………………….. 28

2-2- 2- رقومی كردن نقشه‌ها……………………………………….. 29

2-3-  استخراج اطلاعات خصوصیات فیزیكی منطقه………………… 29

2-3-1-  مساحت و محیط زیر حوزه ها ………………………………………..29

2-3-2- تهیه مدل رقومی ارتفاع (DEM)‌…………………………………. 29

2-3-3- تهیه جدول و نمودار هیپسومتریك توزیع سطح با ارتفاع…………….. 30

2-3-4- تهیه منحنی تراكمی ارتفاع – سطح……………………………………… 31

2-3-5- تعیین ارتفاع‌ متوسط وزنی‌، ارتفاع میانه وارتفاع بیشترین فراوانی……….. 87

2-3-5-1- ارتفاع متوسط وزنی…………………………………………. 87

2-3-5-2- ارتفاع‌ میانه‌………………………………………… 87

2-3-5-3- ارتفاع‌ متوسط مستقیم‌………………………………………….87

2-3-5-4- ارتفاع‌ بیشترین فراوانی(نمای ارتفاعی)……………………….. 87

2-3-5 -5- تهیه نقشه شیب از (DEM)……………………………………….. 88

2-3-5-6- كلاس بندی نقشه شیب………………………………………….. 88

2-3- 5-7- تعیین مساحت كلاسهای شیب حوزه و زیرحوزه‌ها……………… 89

2-3-5-8- تهیه نقشه جهت…………………………………………..93

2-3-5-9 تعیین توزیع مساحات كل حوزه نسبت به جهات جغرافیایی………….. 93

2-4- برآورد موارد مربوط به شبكه آبراهه و شكل حوزه………………………… 95

2-4-1- تعیین ترتیب آبراهه‌های اصلی و فرعی…………………………….95

2-4-2- تعیین ضریب دو شاخه شدن…………………………………………. 95

2-4-3- برآورد زمان‌ تمركز………………………………………… 98

2-4-3-1- رابطه‌ برانزلی‌ ویلیامز………………………………………… 98

2-4-3-2-  رابطه‌ جیاندوتی‌…………………………………………. 98

2-4-3-3- رابطه كرپیچ‌…………………………………………. 98

2-4-2-  پروفیل‌ طولی‌و شیب‌ آبراهه‌ اصلی‌………………………………….. 99

2-4-2-1-  شیب خالص و ناخالص…………………………………………… 99

2-4 -3- تراكم شبكه رودخانه ها (Drainage density)………………….. 113

2-4-4-  شكل آبراهه………………………………………… 114

2-4-5-  شكل‌ حوزه‌……………………………………….. 114

2-4-5-1- ضریب‌ فشردگی‌…………………………………………. 114

2-4-6 – ضریب‌ شكل‌…………………………………………. 114

2-4-7- طول‌ و عرض‌ مستطیل‌ معادل‌ حوزه‌ ……………………….115

فصل سوم- فرسایش

-مقدمه………………………………………… 118

2- هدف از تهیه طرح…………………………………………. 120

3- موقعیت و شرح عمومی منطقه…………………………….. 120

3-1- حوزه آبخیز رودخانه شیرین آب…………………………… 120

فصل چهارم  – اصول و مفاهیم مربوط به فرسایش و روش های اندازه گیری آن

1- مقدمه………………………………………… 128

2- تعریف فرسایش…………………………………………… 129

2-1- مرحله كنش و برداشت…………………………………. 129

2-2- مرحله حمل یا انتقال…………………………………………. 130

2-3- مرحله رسوب گذاری یا تجمع مواد……………………….. 130

3-روش‌های اندازه‌گیری فرسایش و رسوب…………………….. 130

3-1- اندازه‌گیری در مرحله برداشت……………………………… 130

3-2- اندازه‌گیری در مرحله انتقال……………………………………… 131

3-3- نمونه‌برداری از مواد معلق و تعیین دبی رسوبات معلق………. 131

3-4-نمونه‌برداری باركف و تعیین مقدار آن…………………………… 132

3-5-اندازه‌گیری رسوب در محل رسوب‌گذاری……………………….. 132

4- برآورد فرسایش و رسوب………………………………………….. 133

4-1- طبقه‎بندی انواع مدل‌های  برآورد فرسایش و رسوب…………….. 133

4-1-1- انتخاب مدل…………………………………………. 135

4-1-2- معرفی برخی مدل‌های برآورد فرسایش و رسوب……………….. 136

4-1-2-1-مدل…………………………………………. 136

4-1-2-2-مدل…………………………………………. 136

4-1-2-3- مدل…………………………………………. 137

4-1-2-4-معادله جهانی تلفات خاك…………………………….. 137

4-1-2-5- مدل پسیاك………………………………………….. 137

4-1-2-6- مدل…………………………………………. 138

5- مطالعات فرسایش و رسوب در ایران……………………………. 137

6- فرایندها و اشكال مختلف فرسایش در حوزه های آبخیز………. 138

6-1- فرسایش ورقه‌‌ای…………………………………………. 139

6-2- فرسایش شیاری…………………………………………. 140

6-3- فرسایش آبراهه‌ای…………………………………………. 142

6-4- فرسایش خندقی…………………………………………. 143

6-5- فرسایش بدلند یا هزار دره ………………………………………..144

7-6- فرسایش كناره‌ای…………………………………………. 146

فصل پنجم – جمع بندی و پیشنهادها

5-1- روش های مبارزه با فرسایش…………………………………………… 149

5-2- عملیات بیولوژیک (مبارزه غیر مسیقیم)…………………………… 150

1- استفاده صحیح از زمین…………………………………………. 150

2- مدیریت زراعی…………………………………………. 151

2-1- استقرار پوشش گیاهی مناسب………………………………….. 151

2-1-1- بذر کاری…………………………………………. 152

2-1-2- بذر پاشی…………………………………………. 152

2-1-3-کپه کاری…………………………………………. 153

2-1-4- بوته کاری…………………………………………. 153

2-1-5-درختکاری…………………………………………. 154

2-2- مالچ پاشی…………………………………………. 154

2-3- انجام شخم مناسب………………………………………….. 155

6-4-عملیات مکانیکی( مبارزه مستقیم) ……………………….155

6-4-1- بانکت بندی…………………………………………. 156

6-4-1-1- بانکت شیبدار ………………………………………..156

6-4-1-2-بانکت افقی…………………………………………. 157

6-5- شمع کوبی…………………………………………. 158

6-6- سدهای چپری…………………………………………. 158

6-7- سدهای سبک فلزی…………………………………………. 159

6-8- سدها ی خشکه چین……………………………………… 160

6-9-جمع بندی و پیشنهادات……………………………………… 164

منابع مورد استفاده……………………………………….. 166

فصل اول: مشخصات عمومی طرح

1- مقدمه

فیزیوگرافی در حقیقت مطالعه خصوصیات فیزیكی و وضعیت مورفولوژی آبخیز یك حوزه است كه اثر تعیین كننده‌ای بر خصوصیات هیدرولوژی و رژیم آبی آن دارد. آگاهی به خصوصیات فیزیوگرافی یك حوزه با داشتن اطلاعاتی از شرایط آب و هوایی منطقه می‌تواند تصویر نسبتاً دقیقی از كاركرد كمی و كیفی سیستم هیدرولوژیک آن حوزه بدست دهد.خصوصیات فیزیوگرافی حوزه‌ها نه فقط بطور مستقیم بر رژیم هیدرولوژیك آنها و از جمله میزان تولیدآبی سالانه، حجم سیلابها، شدت فرسایش خاك و میزان رسوب تولیدی اثر می‌گذارد بلكه بطور غیر مستقیم و نیز با اثر بر آب و هوا و وضعیت

 

اكولوژی و پوشش گیاهی به میزان زیادی رژیم آبی حوزه آبخیز را تحت تأثیر خود قرار می‌دهد.پاره‌ای از خصوصیات فیزیوگرافی از جمله ارتفاع، شیب و جهت شیب می‌توانند بسیاری از عوامل آب و هوایی نظیر درجه حرارت و تغییرات آن، نوع و میزان ریزش جوی سالانه، میزان تبخیر و تعرق را تشدید و یا تعدیل كنند و بطور كلی موجب پیدایش انواع مختلف آب و هوای موضعی و یا حتی منطقه‌ای شوند از اینرو لازم است كه در مطالعات سدسازی یك حوزه فبل از هر چیز خصوصیات فیزیوگرافی آن، مورد مطالعه قرار گیرد.

این مطالعه به منظور شناسایی خصوصیات فیزیكی مناطق رودخانه شیرین آب و بالا دست آن را جهت مطالعات كنترل سیلاب و با بهره گرفتن از قابلیتهای  سیستم اطلاعات جغرافیایی به انجام رسیده است.

2-1- موقعیت و وسعت

كیلومتری شمال شرق شهرستان  دزفول، در محدوده جغرافیایی   ² 27 ¢ 24° 32   تا ² 43 ¢ 39° 32 درجه عرض شمالی  و ² 22 ¢ 36° 48 تا ² 35 ¢ 55° 48  درجه طول شرقی واقع گردیده است. از شمال به حوزه آبریز سد دز از جنوب به دشت گتوند از شرق به حوزه آبریزرودخانه شور و از غرب  به حوزه آبریز رود گلال تابیران محدود می‌گردد. مساحت كل منطقه 01/380 كیلومتر مربع می باشد.شکل شماره (1-1) موقعیت منطقه را نسبت به  استان خوزستان و شکل شماره     (2-2) راه های دسترسی به منطقه را نشان می دهند.

3-1- روش مطالعه

مطالعات فیزیوگرافی حوزه بالا دست رودخانه شیرین آب به شرح و مراحل زیر صورت گرفته است:

1-3-1- جمع آوری اطلاعات

1-1-3-1- جمع‌آوری نقشه‌ها و عكسهای هوایی

منطقه مورد مطالعه‌ جزیی از شیت  1:250000 دزفول به شماره NI -39 -13  می باشد در این مطالعه  از اطلاعات رقومی نقشه های  1:25000 تهیه شده توسط سازمان نقشه برداری (از بلوک 66 به نام دزفول)  استفاده شده است.

2-3-1- انجام موارد ذیل با بهره گرفتن از نقشه توپوگرافی 1:25000 

1-2-3-1- تقسیم بندی منطقه مورد مطالعه به واحد های هیدرولوژیك و غیرهیدرولوژیك

به منظور امكان شناخت بیشتر خصوصیات هیدرولوژی واحدهای مختلف جهت اجرای برنامه‌های حفاظت خاك و کنترل رسوب و امكان تعیین اولویت  وسهولت در تدوین برنامه زمانبندی در اجرای آنها، تقسیم بندی منطقه مطالعاتی به چند واحد هیدرولوژیكی مناسب، عملی اجتناب ناپذیر است.

مناطق تالوگ و سردشت به  50  واحد هیدرولوژیكی  تقسیم شده‌است.که برخی از آنها از ترکیب زیر  حوزه های بالادست تشکیل شده اند.

لازم به ذكر است در تقسیم بندی حوزه باتوجه به بازدید صحرایی و مشاهده خروجی‌های آبراهه‌های اصلی و وضعیت هیدرولوژیكی حوزه، بندهای 2-2 ، 1-3، 1-4 (مناطق خسارت دیده، شكل زمین، و تراكم آبراهه‌ها) مدنظر قرار گرفتند. و به علت عدم وجود ایستگاه آب سنجی بند2-2 قابل توجه نبوده است.

2-2-3-1- رقومی كردن نقشه‌ها 

در این مطالعه  بعلت موجود بودن اطلاعات رقومی تهیه شده توسط سازمان نقشه برداری ، خطوط میزان و شبكه آبراهه‌ها تنها  مورد بررسی قرار گرفته واصلاحات لازم انجام گردید. و سپس دیجیتایز مرز حوزه‌ و زیرحوزه‌ها  بر اساس این اطلاعات به روش   Screen Digitize  انجام و ویرایش گردید.

3-3-1- استخراج اطلاعات خصوصیات فیزیكی منطقه 

شرایط فیزیكی حوزه آبخیز روی ضریب رواناب و خصوصیات سیلابها و بیلان آبی حوزه تاثیر فراوانی دارد. عوامل متعددی از خصوصیات فیزیكی حوزه‌ در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار می گیرد كه مهمترین آنها عبارتند از:  مساحت و محیط حوزه،  شكل حوزه،  تراكم آبراهه،  شیب متوسط، طول آبراهه اصلی و … این پارامتر ها با بهره گرفتن از نقشه‌های توپوگرافی 25000 : 1 سازمان نقشه برداری، انجام‌ عملیات‌میدانی‌ واستفاده‌ ازعكسهای‌ هوایی‌‌ و با بهره گرفتن از قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی (  GIS) در نرم‌افزارهای  Ilwis  و Arcview  محاسبه گردیده است  نتایج حاصل در ادامه آمده است. جهت تولید مدل ارتفاعی رقومی از لایه خطوط میزان و نقاط ارتفاعی  با پیكسل سایز 5 متر  وبه روش میان یابی استفاده شده است.

1-3-3-1- مساحت و محیط زیر حوزه ها

مساحت حوزه مهمترین عامل فیزیكی است كه دبی های حداكثر و همچنین فرم هیدروگراف سیلاب به آن بستگی دارد. جهت تعیین مساحت حوزه آبخیز با بهره گرفتن از نقشه های توپوگرافی 25000 : 1 محدوده مورد مطالعه تعیین می گردد. این محدوده شامل خط الرسهایی است كه  كلیه نزولات جوی در این سطح به طرف نقطه ای موسوم به نقطه خروج آب متمایل می شود.

2-3-3-1- تهیه مدل رقومی ارتفاع (DEM)‌

      بایستی خاطر نشان كرد كه هر تبیین رقومی از تغییرات پیوسته مربوط به پستی و بلندی در فضا به مدل رقومی ارتفاع (DEM) مشهور است. مدلهای رقومی ارتفاع به دو روش ریاضی و تصویری ارائه می‌شوند. در روش های تصویری نیز دو مدل نقطه‌ای و خطی وجود دارند.

در این مطالعه بر اساس روش فاصله بورگفورس عملیات میانیابی در فرمت رستری برای هر پیكسل بین دو خط تراز ارتفاعی صورت می‌گیرد.

خروجی عملیات فوق بصورت یك نقشه رستری خواهد بود. در این مطالعه بمنظور تهیهDEM، با توجه به كمترین فاصله بین خطوط توپوگرافی، دقت مطالعه و همچنین محدودیت حجم فایلها و زمان انجام محاسبات از پیكسلهای 5 متری در نرم افزار Ilwis  استفاده گردید.

3-3-3-1- تهیه جدول و نمودار هیپسومتریك توزیع سطح با ارتفاع

به منظور بررسی توزیع سطح حوزه نسبت به ارتفاع   نمودار آلتی متری استفاده می‌شود. این نمودار با بهره گرفتن از روش وزنی و بر اساس درصد  مساحت و ارتفاع از سطح دریا، سطوح مختلف رسم می شود.

4-3-3-1- تهیه منحنی تراكمی ارتفاع – سطح

برای نشان دادن نحوه توزیع ارتفاع نسبت به سطح حوزه از  منحنی هیپسومتری استفاده می‌شود. این منحنی با بهره گرفتن از روش وزنی و بر اساس درصد تجمعی مساحت و