تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

پیش بینی تراز آب زیرزمینی حوضه آبریز شریف آباد قم با استفاده از مدل های موجک عصبی و برنامه ریزی ژنتیک

طاهر رجایی

در این تحقیق پیشبینی تراز آب زیرزمینی حوضه آبریز شریفآباد استان قم با بهرهگیری از برخی مدلهای هوشمند میباشد. به این منظور از دادههای ماهیانه تراز آب زیرزمینی در سه حلقه چاه مشاهدهای واقع در حوضه آبریز شریفآباد در مدل سازیها استفاده شده است. جهت مقایسه نتایج حاصل از مدلهای هیبرید آنالیز موجک-شبکه عصبی (WNN)، برنامهریزی ژنتیک (GP)، رگرسیون خطی چند متغیره (MLR) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) از دو معیار ریشه خطای مربع متوسط (RMSE) و ضریب کارایی نش- ساتکلیف (E) استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داده است که مدل ترکیبی موجک-عصبی پیشبینی دقیقتری برای تراز آب زیرزمینی ماهانه نسبت به مدل های ANN، GP و MLR ارائه داده، به طوریکه ضریب نش در مدل ترکیبی برای پیزومترهای 1، 2 و 3 به ترتیب 98/0، 98/0 و 95/0 حاصل شده است.

بررسی تغییر‌ دما و ارزیابی امکان پیش‌بینی آن در استان اردبیل بر اساس روش های آماری و سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی

اکبر گل دوست

با توجه به تاثیر دمای هوا بر جوانب مختلف زندگی بشر و لزوم مطالعه ی نحوه ی تغییرات و پیش بینی آن، در این مطالعه با استفاده از تحلیل های آماری تغییرات دمای میانگین، حداقل و حداکثر ماهانه، در طول دوره ی آماری 24 ساله (از ماه ژانویه ی سال 1987 تا ماه دسامبر سال 2010 به طول 288 ماه) در ایستگاه های استان اردبیل بررسی، و در ادامه امکان پیش بینی دما با استفاده از سیستم استنتاج فازی - عصبی تطبیقی ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان داد که روند تغییرات دمای ماهانه در ایستگاه های استان اردبیل طی دوره ی مورد مطالعه افزایشی بوده است. شدت افزایش دمای حداقل بیشتر از دمای حداکثر و میانگین بود. بر اساس نتایج پیش بینی، رابطه ی مشخصی بین ویژگی های آماری داده ها و خطاهای پیش بینی وجود داشت. هرچه دامنه ی تغییرات داده ها کمتر، واریانس و انحراف معیار آنها بیشتر بوده و امکان پیش بینی مقادیر داده ها بیشتر است. در اکثر موارد در فصول سرد سال نوسان مقادیر دمای ماه ها در سال های مختلف بیشتر بوده است، مدل در پیش بینی این موارد دچار خطای بیشتری شده است. در اکثر موارد مدل دمای ماه های فصول گرم سال را که روند مشخص تری دارند بهتر پیش بینی کرده است. در کل بر اساس نتایج این تحقیق سیستم استنتاج فازی - عصبی تطبیقی در اکثر موارد کارایی قابل قبولی در پیش بینی دمای میانگین، حداقل و حداکثر ماهانه در ایستگاه های استان اردبیل داشته است.

نوسان شمالگان و نقش آن در تغییرپذیری دماهای کمینه منطقه شمال شرق ایران

یوسف قویدل رحیمی

نوسان شمالگان یا AO یکی از مؤثرترین الگوهای پیوند از دور زمستانه در نیمکره شمالی است. در این پژوهش به بررسی اثر نوسان شمالگان یا AO بر حداقل دمای ماهانه ی منطقه ی شمال شرق ایران پرداخته شده است. داده های مورد نیاز که شامل داده های کمینه ی دمای ماهانه 17 ایستگاه سینوپتیک منطقه ی مورد مطالعه بود، از بخش آمار سازمان هواشناسی کشور دریافت گردید. در تحلیل داده ها و کشف روابط، عمدتاً روش همبستگی پیرسون مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که بین الگوی پیوند از دور AO و دماهای کمینه منطقه شمال شرق ایران رابطه معنی داری در دوره سرد سال وجود دارد. رابطه یاد شده از نوع منفی و معکوس می باشد و این بدان معنی است که وقتی شاخص عددی مثبت نشان می دهد، دما پایین رفته و برعکس زمانی که شاخص منفی است، دمای منطقه شرق ایران از خود افزایش نشان می دهد. در بین ایستگاه های مورد مطالعه، ارتباط دماهای کمینه و متوسط ماهانه ایستگاه های بیرجند و بجنورد بیش از سایر ایستگاه ها تحت تأثیر الگوی AO دچار نوسان شده و ضرایب همبستگی معنی داری بین دمای کمینه و متوسط ایستگاه های بیرجند و بجنورد با AO مورد محاسبه قرار گرفته است. اثر AO بر دمای متوسط منطقه مورد مطالعه یعنی شمال شرق ایران در سه ماهه ژانویه تا مارس و دو ماهه ژانویه- فوریه و در ماه ژانویه بسیار چشمگیرتر از سایر دوره های زمانی می باشد.

بهینه‌سازی جهت‌گیری فضاهای آزاد و بناهای ساختمانی اقلیم سرد با تأکید برتابش آفتاب شهر بروجرد

مرجان گودرزی

این تحقیق باهدف بررسی شرایط اقلیمی شهر بروجرد در رابطه با طراحی جهت استقرار ساختمان ها و معابر شهر با تأکید بر انرژی تابشی، تلاشی برای کاستن مشکلات مربوط به اقلیم سرد است؛ که در جهت نیل به این هدف از آمار و اطلاعات ایستگاه سینوپتیک شهر بروجرد در یک دوره ی آماری 23 ساله مشتمل بر دما، بارندگی، رطوبت نسبی و ... به صورت پارامترهای حداکثر، حداقل و میانگین استفاده شده است. پژوهش حاضر پژوهشی توصیفی-تحلیلی است و گسترده مطالعاتی آن کلیه مدارک و اسناد پژوهشی مرتبط با این مفهوم و دردسترس است؛ و روش جمع آوری اطلاعات چه در بیان وضع موجود و چه در تحلیل مسائل از شیوه های گوناگون از نوع کتابخانه ای بامطالعه اسناد سخت و نرم و تحقیقات میدانی است. ابزارهای اصلی تحلیل در این پژوهش شامل مدل های بیوکلیمایی اولگی، گیونی و روش محاسباتی قانون کسینوس است؛ که دراین رابطه ابتدا با استفاده ازداده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک بروجرد نمودار زیست اقلیمی ساختمانی و فضاهای آزاد، ترسیم شد و آستانه ها و نیازهای حرارتی درون و بیرون بنا و سپس اولویت های طراحی اقلیمی ساختمانی و معابر شهری مشخص گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بهترین جهت های استقرار ساختمان دربروجرد به منظور بهینه سازی مصرف انرژی، جهت های جنوبی-شمالی و بعدازآن جهت 15 درجه غربی است و بهترین جهت استقرار معابر نیز به منظور جلوگیری از ماندگاری یخ و برف درسطح خیابان ها، راستای جنوب غربی- شمال شرقی و بعدازآن جهت 60 درجه غربی با توجه به تداخل عامل تابش آفتاب است.

بررسی عوامل موثر در بهبود عملکرد طرح هادی از دیدگاه دهیاران و اعضای شورای روستایی بخش مرکزی شهرستان کرمانشاه

آئیژ عزمی

طرح هادی در نواحی روستایی با انگیزه های اقتصادی، کالبدی، اجتماعی و فرهنگی اجرا شده است و با توجه به اثرگذاری بالای این طرح بر زندگی روستاییان، ارزیابی تاثیرات آن ضرورت دارد. لذا این مقاله درصدد است تا از نگاه دهیاران و اعضای شورای روستا به بررسی ابعاد طرح هادی بپردازد. روش تحقیق توصیفی، تحلیلی از نوع پیمایشی و ابزار تحقیق پرسشنامه بوده است. جامعه آماری مشتمل بر دهیاران و اعضای شورای روستا است که دهیاران به روش سرشماری و اعضای شورا روش نمونه گیری تصادفی ساده انتخاب شدند. تعداد نمونه دهیاران 31 و تعداد نمونه اعضای شورای روستایی 103 نفر بوده است(شوراهای سه نفره هر سه نفر و شوراهای 5 نفره سه نفر). نتایج نشان می دهد که طرح هادی بر روی وضعیت کالبدی روستاها اثر مثبتی گذارده است. با این همه از نظر اقتصادی و فرهنگی تاثیر چندانی نگذارده و نقشه های تدوین شده از روستا در طرح هادی نامناسب بوده است. یافته های تحقیق بیان می کنند که در مجموع رضایت پایینی از طرح هادی در بین دهیاران و اعضای شورا وجود داشته است و آنان معتقد بودند که در اجرای طرح هادی باید نظر آنان لحاظ می شد.

بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی جریان سطحی رودخانه حوضه آبخیز ارازکوسه

معصومه بحری

در این پژوهش به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر وضعیت هیدرولوژیکی حوضه آبخیز ارازکوسه پرداخته شده، برای این منظور پس از واسنجی و اعتبارسنجی مدلLARS-WG ، خروجی HadCM3 تحت سناریوی A2 در ایستگاه های ارازکوسه، رامیان و مینودشت برای عناصر اقلیمی بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر ریزمقیاس گردید. پارامترهای اقلیمی پیش بینی شده دوره های 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 به مدل SWATکه در دوره گذشته واسنجی و اعتبارسنجی شده، وارد و رژیم جریان سطحی دهه های مذکور پیش بینی شد. نتایج نشان دهنده افزایش 8/0، 1/2 و 9/4 درجه سانتی گرادی در متوسط دمای سالانه در دوره های نامبرده بود. همچنین بارش در سال های ابتدایی و میانی قرن با افزایش 8/8 و 2/11 درصدی و در سال های انتهایی قرن با کاهش 7/8 درصدی رو به رو خواهد بود. اوج بارش از ماه مارس به دسامبر و به سمت فصول سرد جابه جا خواهد شد. به دنبال تغییرات اقلیمی، دبی رودخانه جاری در منطقه مطالعاتی در آینده نزدیک و متوسط، 13 و 5 درصد افزایش و در آینده دور، 18 درصد کاهش خواهد یافت. میزان آبدهی دهه های آتی رودخانه درفصل تابستان افزایش و در بهار با کاهش رو به رو خواهد بود. همچنین نتایج پیش بینی شده در این خصوص بیانگر جابه جایی دبی اوج سالانه از ماه مارس به آوریل در منطقه مورد پژوهش بود.

واکاوی ویژگی‌های سامانه‌های همرفتی میان‌مقیاس غرب ایران مطالعه موردی: 23 آوریل 2004

داریوش یاراحمدی

بارش های سنگین ناشی از سامانه های همرفتی میان مقیاس در غرب ایران که از نظر شدت و فراوانی باعث خسارات جانی و مالی زیادی شده اند و سهم زیادی از بارش سالانه را به خود اختصاص داده اند، نقش مهمی در امنیت غذایی و منابع آب داشته و بدین منظور چرخه عمر، شرایط تشکیل و ویژگی های سامانه همرفتی میان مقیاس 23آوریل 2004 با استفاده از تصاویر ماهواره های متئوست، GEOS و GMS از طریق معیارهای شاخص تغییرات مساحت (ΔE)، آستانه های دمای درخشندگی 221 و 243 کلوین و آستانه مساحت بیش از 10000 کیلومترمربع مورد بررسی قرار گرفت. مساحت سامانه در شروع چرخه عمر با روند کندی افزایش داشته و روند کاهشی مساحت آن در مرحله زوال شدید و ناگهانی است. در مرحله شکل گیری شرایط سینوپتیک تأثیر بیشتری داشته و عامل غالب بوده است؛ اما در مرحله بلوغ تأثیر توپوگرافی و ارتفاعات زاگرس در شدت فعالیت مؤثر تر بود. یافته های این مطالعه نشان داد، در مرحله بلوغ، با افزایش درصد کسر همرفتی و کاهش دمای درخشندگی بر شدت فعالیت همرفتی افزوده شده؛ اما در مرحله زوال این وضعیت برعکس شده است. همچنین ساعات اوج فعالیت همرفتی و افزایش مساحت سامانه همزمان با بیشینه سرعت سامانه بوده است.

ارزیابی عملکرد روش‌های مختلف در بازسازی داده های بارش ماهانه

علی رضازاده جودی

در کلیه مطالعات اقلیمی نیاز به داده های صحیح و قابل اعتماد می باشد. روش های متعددی برای بازسازی داده ها وجود دارند که بسته به نوع داده ها و خصوصیات آب و هوائی هر منطقه تعدادی از آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق بخشی از داده های بارش ماهانه ایستگاه سینوپتیک شهر سراب در استان آذربایجان شرقی به صورت تصادفی داده های فرضی در نظر گرفته شد. سپس برای بررسی میزان کارایی، روش های متعدد بازسازی داده ها، هفت روش کلاسیک آماری و مدل درختی ام 5 بعنوان یکی از روش های کارآمد داده کاوی و به کمک داده های بارش ایستگاه های مجاور تخمین گردید. نتایج نشان داد از بین روش های کلاسیک آماری بررسی شده به ترتیب روش های انتساب چندگانه، نسبت نرمال و رگرسیون خطی چند متغیره دارای نتایج نسبتا دقیق تر با خطاهای کمتری می باشند. بررسی کلی نتایج نشان داد که مدل درختی ام 5 با توسعه قوانین اگر-آنگاه با ارائه چهار رابطه خطی ساده با آماره های (ضریب همبستگی برابر 974/0، ضریب نش-ساتکلیف برابر 948/0، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 11/5 (میلی متر) و میانگین خطای مطلق برابر با 189/4 (میلی متر) دقیق ترین نتیجه را در بین تمامی روش های بررسی شده در این مطالعه ارائه می دهد. لذا با توجه به سادگی روند مدل سازی، کاربردی و قابل فهم بودن و داشتن دقت بالا استفاده از آن برای تخمین مقادیر گم شده بارش ماهانه پیشنهاد می گردد.

برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب درحوضه لای چای

عقیل مددی

هدف از این پژوهش برآورد میزان فرسایش و رسوب درحوضه آبخیز لای چای، واقع در شمال غرب ایران می باشد. دراین تحقیق به منظور شبیه سازی و پیش بینی فرسایش و رسوب لای چای از مدل WEPPاستفاده شده است. اطلاعات مورد نیاز برای اجرای مدل WEPP به طور کلی در شش فایل رایانه ای می باشد، که شامل خاک، اقلیم، مدیریت زراعی، شیب، آبراهه و مخزن است. در این تحقیق پس ازتعیین واحدهای کاری، به جمع آوری اطلاعات موردنیازبرای ساختن فایل های خاک، مدیریت زراعی، اقلیم، شیب (در این تحقیق شیب زمین به وسیله نرم افزار Geowepp تهیه شد) و آبراهه گردید. در منطقه مورد مطالعه 3 نوع خاک، 2 نوع مدیریت، 5 نوع آبراهه وجوددارد. پس ازساختن کلیه فایل های مورد نیاز،مدل WEPP از طریق نرم افزار Geowepp اجرا شد. در این نرم افزار، میزان فرسایش و رسوب به سه روش دامنه، حوضه آبخیز و مسیر جریان برآورد شد، که میزان رسوب به ترتیب 308/0، 215/0 و 491/0 تن در هکتار در سال می باشد. نتایج حاصل از مطالعه نشان می دهد که روش دامنه با 308/0 تن درهکتاردرسال به عددمشاهده ای 319/0 نزدیکتر بوده و جهت برآورد میزان فرسایش و رسوب در منطقه مورد مطالعه مناسب می باشد.

سنجش جدایی گزینی مسکونی پایگاه‌های اجتماعی- اقتصادی شهر شیراز با استفاده از شاخص‌های اندازه‌گیری چندگروهی

محمد امین عطار

جدایی گزینی شهری موضوعی مهم در بسیاری از شهرهای جهان است و از مدت ها قبل بسیاری از محققان به این مبحث توجه داشته اند. جدایی گزینی شهری، تمرکز فقر و پیدایش طبقات پایین را به طرز شدیدی در پی دارد. انواع مختلفی از جدایی گزینی شهری از قبیل جدایی گزینی درآمدی و قومی- نژادی وجود دارد که وابسته به مکانیزم های موجود در درون یک شهر است. به منظور برنامه ریزی جامعه ای بهتر، برنامه ریزان شهری نیازمند آگاهی از نحوه ی اندازه گیری جدایی گزینی و تجزیه وتحلیل نتایج حاصل از آن هستند. روش های متعدد سنجش جدایی گزینی شهری وجود دارد که به طرق مختلفی با هم متفاوتند. پژوهش حاضر پرکاربردترین شاخص های سنجش جدایی گزینی مسکونی چند گروهی(8 شاخص) را با استفاده از نرم افزار تحلیل گر جدایی گزینی در سطح شهر شیراز و میان پایگاه های مختلف اجتماعی- اقتصادی این شهر مورد مطالعه قرار داده است. جامعه آماری، کل محدوده کالبدی شهر شیراز به تفکیک بلوک های آماری(451بلوک) در قالب نقشه در محیط سیستمهای اطلاعات جغرافیایی و خانوارهای ساکن در آن(416141 خانوار) می باشد. درمجموع نتایج پژوهش وقوع پدیده جدایی گزینی در شهر شیراز را به میزان متوسط به بالا و با مقادیر محاسبه شده ی 7177/0، 5785/0، 1 - 5474/0، 5407/0، 3969/0، 3759/0، 3613/0، 3375/0 برای هر یک از شاخص ها مورد تایید قرار می دهد. از طرف دیگر به کارگیری تحلیل لکه های داغ نرم افزار ArcGis در محدوده موردمطالعه نیز نشان می دهد بیشترین تجمع فضایی پایگاه اجتماعی- اقتصادی بالا(لکه های داغ) تقریباً در حوالی مرکز و ناحیه شمال غربی شهر، پایگاه اجتماعی- اقتصادی متوسط در سمت غربی شهر و پایگاه اجتماعی- اقتصادی پایین نیز در سمت جنوب غربی شهر شیراز خوشه بندی شده اند.