سال 13، شماره 4 - ( زمستان 402 1402 )                   جلد 13 شماره 4 صفحات 55-20 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Paknejad F, Ghanavati E, Ahmadabadi A. The Relationship between Land Use Changes in the Increase of Runoff in the Gorgan River Watershed Using Satellite Image Data and Statistical Models. E.E.R. 2023; 13 (4) :20-55
URL: http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-784-fa.html
پاک‌نژاد فریبا، قنواتی عزت اله، احمدآبادی علی. ارزیابی تغییرات کاربری زمین با استفاده از داده‌های سنجش از دور چند زمانی و مدل‌های آماری و میزان تأثیر آن در افزایش رواناب (مطالعه موردی حوضه گرگان‌رود ـ استان گلستان). پژوهش هاي فرسايش محيطي. 1402; 13 (4) :20-55

URL: http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-784-fa.html


دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران ، ghanavati@khu.ac.ir
چکیده:   (683 مشاهده)
تغییرات آب و هوا، کاربری زمین و تغییرات پوشش آن، بر فرایندهای رواناب ـ فرسایش تأثیر قابل توجهی دارد. این مطالعه برای  بررسی تغییرات کاربری اراضی و میزان نقش آن در افزایش رواناب در حوضه آبریز گرگان­رود طی یک دوره 35 ساله انجام شد و با استفاده از ادغام تکنیک­های سنجش از دور و سیستم­های اطلاعات جغرافیایی صورت گرفت. در پژوهش حاضر تصاویر لندست مربوط به سال­های 1986، 2006 و 2020 پردازش و  تجزیه و تحلیل شد. تأثیر کاربری زمین در پتانسیل رواناب نیز از طریق مدل نیمه توزیعی SWAT شبیه­سازی و برای واسنجی از نرم­افزار SWAT-CUP استفاده شد.. نتایج حاصل از بررسی­های انجام شده در تغییرات کاربری اراضی طی بازه زمانی مشخص، حاکی از آن است که در بازه زمانی 2020-1986، بیشترین تغییر شکل مربوط به اراضی جنگلی است که از80/3342 کیلومتر مربع در سال 1986 به 87/1819کیلومتر مربع در سال 2020 کاهش یافته­است. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که تغییرات کاربری اراضی در حوضه رودخانه گرگان­رود، به افزایش حجم رواناب از 45/149در سال 1986 به 86/159 میلی­متر در سال 2020 (به میزان 89/6درصد افزایش داشته­) منجر شده­است و بیشترین تأثیر در افزایش رواناب نیز مربوط به افزایش کاربری اراضی کشاورزی و کاهش اراضی جنگلی به ترتیب به میزان 63/43 و 25/37درصد، در طی دوره آماری 2020-1986است. در نهایت، مقایسه اثر تغییرات کاربری اراضی بر مؤلفه­های چرخه هیدرولوژیکی و مقادیر مختلف رواناب نشان می­دهد که با ادامه روند تخریبی کاربری، مقادیر مختلف رواناب افزایش یافته و نفوذپذیری و آب­گذری به آبخوان­های سطحی و عمیق نیز کاهش یافته­است؛ این امر بر توان سیلاب در حوضه مورد مطالعه تأثیر می­گذارد. نتایج این مطالعه، برای مدیریت حوادث شدید و برنامه‌ریزی/ مدیریت کاربری اراضی در آینده در منطقه مرتبط و مفید است
متن کامل [PDF 1036 kb]   (110 دریافت)    
نوع مطالعه: مستخرج از پایان‌نامه / رساله / طرح پژوهشی | موضوع مقاله: مدیریت و کنترل اثرات فرسایش محیطی
دریافت: 1401/12/24 | انتشار: 1402/10/10

فهرست منابع
1. Adhikari, S., & J. Southworth., (2012). Simulating forest cover changes of Bannerghatta National Park based on a CAMarkov model: A remote sensing approach. Remote Sens. 4(10), 3215-3243. [DOI:10.3390/rs4103215]
2. Abdul-Wahab, S. A.; Chan, K.; Elkamel, A.; & L. Ahmadi, 2014. Effects of meteorological conditions on the concentration and dispersion of an accidental release of H2S in Canada, Atmos. Environ, 82, 316-326. [DOI:10.1016/j.atmosenv.2013.10.033]
3. Ahmadabadi, A.; Kiyani, T.; & P. Ghaforpour, 2015. Analysis of the Effects of Watershed Management on the Hydrogeomorphological Characteristics of Ambaran Chai Watershed Using SWAT Semi-Distributive Model, Planning and Preparation, 21, 2.
4. Asinya, A., & M. G. B. Alam., (2021). Flood Risk in Rivers: Climate Driven or Morphological Adjustment. Earth Systems and Environment. [DOI:10.1007/s41748-021-00257-y]
5. Assaf, C.; Adams, C.; Ferreira, F. F.; & F. Helena, 2021. Land Use and Cover Modeling as A Tool for Analyzing Nature Conservation Policies - A Case Study of Juréia-Itatins, Land Use Policy 100: 104895. November 2018. doi:10.1016/ j.landusepol.2020.104895 [DOI:10.1016/j.landusepol.2020.104895]
6. Arekhi, S., & M. Adibnejad., (2011). Efficiency Assessment of the of Support Vector Machines for Land Use Classification Using Landsat ETM+ data (Case study: Ilam Dam Catchment). Iranian Journal of Range and Desert Reseach. 18(3), 420-440. (in Persian)
7. Azizi, A., & B. Malakmohamadi., (2016). Land use and land cover spatiotemporal dynamic pattern and predicting changes using integrated CA-Markov model. Global J. Environ. Sci. Manage. 2(3), 223-234, DOI: 10.7508/gjesm.2016.03.002
8. Baoying, Y., & B. Zhongke., (2008). Imulating land use/ cover chenges of nenjiang county based on CA- Marcov model. Technologies in Agriculture. 321-329.
9. Borrelli, P.; Robinson, D. A.; Fleischer, L. R.; Lugato, E.; Ballabio, C.; Alewell, C.; Meusburger, K.; Modugno, S.; Schütt, B.; Ferro, V.; Bagarello, V.; Van Oost, K.; Montanarella, L.; & V. Bagarello, 2017. An Assessment of the Global Impact of 21st Century Land use Change on Soil Erosion, Nat. Commun, 8(1), 1-13. https://doi.org/ 10.1038/s41467-017-02142-7 [DOI:10.1038/s41467-017-02142-7]
10. Butt, A.; Shabbir, R.; Ahmad, S. S.; & N. Aziz, 2015. Land use Change Mapping and Analysis Using Remote Sensing and GIS: A case study of Simly watershed, Islamabad, Pakistan. Egypt, J. Remote Sens. Space Sci, 18, 251-259. [DOI:10.1016/j.ejrs.2015.07.003]
11. Chen, G.; Li, X.; Liu, X.; Chen, Y.; Liang, X.; Leng, J.; Xu, X.; Liao, W.; Qiu, Y.; Wu, Q.; & K. Huang, 2020. Global Projections of Future Urban Land Expansion Under Shared Socioeconomic Pathways, Nat. Commun, 11(1), 1-12. https://doi.org/10.1038/s41467-020-14386-x [DOI:10.1038/ s41467-020-14386-x.]
12. Chen, W.; Chi, G.; & J. Li, 2019. The Spatial Association of Ecosystem Services with Land use and Land Cover Change at the County Level in China, 1995-2015, Sci. Total Environ, 669, 459-470. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2019.03.139]
13. Darvishzadeh, A., (2nd edition 2016), Geology of Iran, Amir Kabir Publishing House: Tehran.
14. Dadgar et al., 2022. Investigating the effects of small dams and land use change on the hydrological processes of Kurdan Basin using the SWAT model, Ecohydrology, 9, 1, 97.
15. Demirel, M. C.; Venancio, A.; & E. Kahya, 2009. Flow forecast by SWAT model and ANN in Pracana basin Portugal, Advances in Engineering Software, 40, 467-473. [DOI:10.1016/j.advengsoft.2008.08.002]
16. Dewan, A. M., & Y. Yamaguchi., (2009). Land use and land cover change in Greater Dhaka, Bangladesh: using remote sensing to promote sustainable urbanization. Appl Geogr. 29(3), 390-401. [DOI:10.1016/j.apgeog.2008.12.005]
17. Dfonseca, C.; Al-Ansari, N.; Marques da, R.; Santos, G.; Zerouali , B.; Oliveira, D. B.; & A. Elbeltagi, 2022. Investigating Relationships between Runoff-Erosion Processes and Land Use and Land Cover Using Remote Sensing Multiple Gridded Datasets, ISPRS Int. J. Geo-Inf, 11, 272. [DOI:10.3390/ijgi11050272]
18. Di Palma, F.; Amato, F.; Nolè, G.; Martellozzo, F.; & B. Murgante, 2016. A SMAP Supervised Classification of Landsat Images for Urban Sprawl Evaluation, ISPRS Int. J. Geo-Inf, 5, 109. [DOI:10.3390/ijgi5070109]
19. Fonseca, C.; Al-Ansari, N.; Marques da, R.; Santos,G.; Zerouali , B.; Oliveira, D. B.; & A. Elbeltagi, 2022. Investigating Relationships between Runoff-Erosion Processes and Land Use and Land Cover Using Remote Sensing Multiple Gridded Datasets, ISPRS Int. J. Geo-Inf, 11, 272. [DOI:10.3390/ijgi11050272]
20. Gassman, P. W.; Reyes, M. R.; Green, C. H.; & J. G. Arnold, 2007. The Soil and Water Assessment Tool: Historical Development, Applications, and Future Research Directions. Trans, ASABE, 50 (4), 1211-1250. [DOI:10.13031/2013.23637]
21. Gebremicael, T. G.; Mohamed, Y. A.; Betrie, G. D.; Zaag, P.; & E. Teferi, 2013. Trend Analysis of Runoff and Sediment Fluxes in the Upper Blue Nile basin: a Combined Analysis of Statistical Tests, Physically-Based Models and Landuse Maps, Hydrology, 482, 57-68. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2012.12.023]
22. GemitzI, A., 2021. Predicting Land Cover Changes Using a CA Markov Model Under Different Shared Socioeconomic Pathways in Greece, GIScience and Remote Sensing, 3, 425-441. [DOI:10.1080/15481603.2021.1885235]
23. Ghanavati, E., 2014. Flood Risk Zonation for Karaj City Using Fuzzy Logic, Geography and environmental hazards.
24. Ghanavati, E.; Karam, A.; & M. Aghaalikhani, 2013. Flood Risk Zonation in the Farahzad Basin (Tehran) Using Fuzzy model, Geography and Environmental Planning.
25. Ghanavati, E.; Safari, A.; Javid, E.; & E. Mansorian, 2014. Zonation of Flooding Using CN Hydrological Model and AHP in GIS, case study: Balekhloo river basin, Natural Geography Research.
26. Gregory, K. J., 2006. The Human Role in Changing River Channels, Geomorphology, 79, 3-4, 172 - 191. [DOI:10.1016/j.geomorph.2006.06.018]
27. Hosseini, M.; et al., 2015. Estimation of Water Balance Components in Shabaktian Watershed of Fars Province, National Conference on Soil Conservation and Watershed Management, 19-21.
28. Houet, T., & L. Hubert-Moy., (2006). Modeling and Projecting Land-Use and Land-Cover Changes with Cellular Automaton in Considering Landscape Trajectories. EARSeL eProceedings. 5(1), 63-76.
29. Hu, Y.; Zhen, L.; & D. Zhuang, 2019. Assessment of land-use and land-cover change in Guangxi, China, Sci. Rep, 9(1), 1-13. w [DOI:10.1038/s41598-019-38487-]
30. Hua Guo, Qi, H., & J, Tong., (2008). Annual and seasonal streamflow responses to climate and land-cover changes in the Poyang Lake basin, China, Journal of Hydrology, 355, 1-4, 106-122. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2008.03.020]
31. Kantakumar, L. N.; Kumar, S.; & K. Schneider, 2019. SUSM: A Scenario-Based Urban Growth Simulation Model Using Remote Sensing Data, Eur J Remote Sens, 52(2), 26-41. [DOI:10.1080/22797254.2019.1585209]
32. Khalid Hussein, Khaula Alkaabi, Dawit Ghebreyesus, Muhammed Usman Liaqat, 2020. Land Use/Land Cover Change along the Eastern Coast of the UAE and Its Impact on Flooding Risk, GEOMATICS, NATURAL HAZARDS AND RISK, 11, 1, 112-130. https://doi.org /10. 1080 /19475705.2019.1707718. [DOI:10.1080/19475705.2019.1707718]
33. Kundu, S.; Khare, D.; & A. Mondal, 2017. Past, Present and Future Land Use Changes and their Impact on Water Balance, Journal of Environmental Management, 197 (2017) 582e596. [DOI:10.1016/j.jenvman.2017.04.018]
34. Li, K. Y.; Coe, M. T.; Ramankutty, N.; & R. De Jong, 2007. Modeling the Hydrological Impact of Land-Use Change in West Africa, Journal of hydrology, 337(3-4), 258-268. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2007.01.038]
35. Li, Z. T.; Li, M.; & B. C. Xia, 2020c. Spatio-Temporal Dynamics of Ecological Security Pattern of the Pearl River Delta Urban Agglomeration Based on LUCC Simulation, Ecol. Ind, 114, 106319. [DOI:10.1016/j.ecolind.2020.106319]
36. Lillesand, T.; Kiefer, R. W.; & J. Chipman, 2014. Remote Sensing and Image Interpretation, Wiley, Hoboken, 98-100.
37. Lina, B.; Chena, B.; Huaxia Yaoc, D.; Ying, Ch.; Meibing, L.; Lu, G.; & J. April, 2015. Analyses of Landuse Change Impacts on Catchment Runoff Using Different Time Indicators Based on SWAT Model, Ecological Indicators, 58, 55-63. [DOI:10.1016/j.ecolind.2015.05.031]
38. Liu, C. M.; Li, D. F.; Tian, Y.; Hao, F. H.; & G. L. Yang, 2003. An Application Study of DEM Based Distributed Hydrological Model on Macroscale Watershed, Prog. Geogr, 2(5), 437-445 (in Chinese).
39. Macedo, R.; Maria de Almeida, C.; Santos, J.; & B. Rudor, 2013. Spatial Dynamic Modeling of Land Cover and Land Use Change Associated with the Sugarcane Expansion, Boletim de Cienc. Geod, 19, 313-337. [DOI:10.1590/S1982-21702013000200009]
40. Matinfar, H. R.; Sarmadian, F.; Alavi-Panah, S. K.; & R. J. Hech, 2007. Comparisons of Object-Oriented and Pixel-Based Classification of Land Use/Land Cover Types Based on Lansadsat7, Etm+ Spectral Bands (Case Study: Arid Region of Iran), AmericanEurasian J. Agric. & Environ. Sci., 4(4), 448-456. (in Persian)
41. Miralizadeh Fard et al., 2012. Monitoring and Forecasting of Land Use Changes Using Markov Chain Model (case study: Dehlran plain of Ilam), Remote Sensing and Geographic Information System in Natural Resources, 7, 26-11.
42. Nazari, M., et al., 2013. Simulation of Runoff based on the Determinism of SWAT Model Parameters Using Sequential Matching Algorithm of Non-Determinism, 6th National Congress of Civil Engineering, Ardabihesht.
43. 48. Neitsch, S. L.; Arnold, J. G.; Kiniry, J. R.; Williams, J. R.; & K. W. King, 2011. Soil and Water Assessment Tool: Theoretical Documentation. Blackland Research Center, Texas AgriLife Research, Texas Water Resources Institute Technical Report, 406, 618.
44. Nie, W.; Yuan, Y.; Kepner, W.; Maliha, S.; Nash, Jackson, M.; & C. Erickson, 2011. Assessing impacts of Landuse and Landcover changes on hydrology for the upper San Pedro watershed, Journal of Hydrology, 407, 105-114. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2011.07.012]
45. Nikoo, M. R. M., et al., 2020. Analyses of Land Use Land Cover (LULC) Change and Built-Up Expansion in the Suburb of a Metropolitan City: Spatio-Temporal Analysis of Delhi NCR Using Landsat Datasets, Journal of Urban Management, 9, 347-359. [DOI:10.1016/j.jum.2020.05.004]
46. Per Hammet, C., & Collaborators., (2017). Investigating the Impact of Land Use Change on Maren River Runoff at Idenak Station Using Remote Sensing Data and SWAT Model. Journal of Water and Soil Resources Protection. 7th year, 3rd issue.
47. Pikounis, M.; Varanou, E.; Baltas, E.; Dassaklis, A.; & M. Mimikon, 2003. Application of the swat model in the Pinios River Basin Under Different Land- Use Secenarios Globle Nest, the Int. J., 5(2), 71-79. [DOI:10.30955/gnj.000277]
48. Prasad, G., & M. Ramesh., (2019). Spatio-Temporal Analysis of Land Use/Land Cover Changes in an Ecologically Fragile Area-Alappuzha District, Southern Kerala, India. Natural Resources Research. 28, 1. [DOI:10.1007/s11053-018-9419-y]
49. 55. Prayitno, G.; Sari, N.; & A. Hasyim, 2020. Land-Use Prediction in Pandaan Didtrict Pasuruan Regency, International Journal of GEOMATE, 18, 65, 64 - 71. [DOI:10.21660/2020.65.41738]
50. Quan, B.; Bai, Y.; Romkens, M. J. M.; Chang, K.; Song, H.; Guo, T.; & S. Lei, 2015. Urban Land Expansion in Quanzhou City, China, 1995-2010, Habitat Int, 48,131-139. [DOI:10.1016/j.habitatint.2015.03.021]
51. Qudousi, M., et al., 2013. The Effect of Land Use Changes on the Hydrology of the Aji Chai Watershed and its Inlet to Lake Urmia, Iran Water and Soil Research, 45(2), 123-133.
52. Rezaei Moghadam et al., 2013. Investigating the Effects of Land Use and Land Cover Changes on Flood Risk and Runoff (case study: Alaviyan Dam Catchment Area), Hydrogeomorphology, 1, 41-58.
53. Shanmugapriya, E. V.; Samhitha, S. V.; & P. A. Geetha, 2016. Case Study on the Landuse Pattern of Kanyakumari District Using GIS, Journal of Applied Geology and Geophysics. https://doi.org/10.9790/0990-0404023641 [DOI:10.9790/0990-0404023641.]
54. Sharma, N. K.; Lamay, J. B.; & R. K. Kullu, 2012. Land Use and Land Cover Analysis of Jharkhand Using Satellite Remote Sensing, Research & Reviews: Journal of Space Science & Technology Volume 1, Issue 2, August 2012, Pages 1(2), Pages
55. Shokouhifar, Z.; Zarei, H.; Akhondali, A. M.; & A. Khormian, 2022. Assessment of Effects of Changes in Landuse on the Water Balance Components Using SWAT (Case Study: Doroudzan Dam Basin), Irrigation Sciences and Engineering (JISE), 45(2), 139-150.
56. Shujayan et al., 2013. Comparison of Parametric and Non-Parametric Methods in Land Cover Classification Using Landsat 8 Satellite Images, Information and Technology, 24, 54.
57. Stephens, L.; Fuller, D.; Boivin, N.; & et al., 2019. Archaeological Assessment Reveals Earth's Early Transformation through Land Use, Science, 365, 897-902.
58. Tabrizi et al., 2019. The Relationship Between Land Use Changes and Runoff Production in the Gorgan River Watershed, Watershed Management Research Journal, 11(21). [DOI:10.52547/jwmr.11.21.269]
59. Tadese, S.; Soromessa, T.; & T. Bekele, 2021. Analysis of the Current and Future Prediction of Land Use/Land Cover Change Using Remote Sensing and the CA-Markov Model in Majang Forest Biosphere Reserves of Gambella, Southwestern Ethiopia, the Scientific World Journal, Article ID 6685045, 18 pages. [DOI:10.1155/2021/6685045]
60. Wagner, P. D.; Kumar, S.; & K. Schneider, 2013. An Assessment of Land Use Change Impacts on the Water Resources of the Mula and Mutha Rivers Catchment Upstream of Pune, India, Hydrology and Earth System Sciences, 17(6), 2233-2246. [DOI:10.5194/hess-17-2233-2013]
61. Zhang. X.; Chen, X.; Zhang, W.; Peng, H.; & G. Xu, 2022. Impact of Land Use Changes on the Surface Runoff and Nutrient Load in the Three Gorges Reservoir Area, China, Sustainability, 14, 2023. [DOI:10.3390/su14042023]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهش‌های فرسایش محیطی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Environmental Erosion Research Journal

Designed & Developed by : Yektaweb