بررسی تغییرات کاربری اراضی بر رواناب حوضه فرامرزی هلمند طی دوره 1990 لغایت 2012 میلادی با استفاده از اطلاعات ماهواره ای و مدل شبیه ساز SWAT

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی / ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 دانشجوی/ ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 استاد / گروه مهندسی منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهران

4 استادیار/گروه مدیریت منابع آب دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

کاهش آورد رودخانه‌ فرامرزی هیرمند (هلمند) از افغانستان به ایران از جمله چالش‌ های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که طی سال‌های اخیر نیز تشدید شده است. در این تحقیق به ‌بررسی دلایل کاهش جریان این رودخانه که تأثیر مستقیمی بر روند خشک‌شدن تالاب‌های بین‌المللی هامون داشته، پرداخته شده است. در گام اول، تغییرات کاربری اراضی دشت هیرمند افغانستان در پایین‌ دست سد کجکی طی دوره 1990 لغایت 2011 با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، مورد بررسی قرار گرفت (جمعا در 3 مقطع زمانی). بدین منظور از نقشه ‌های FAO، نقشه‌های اطلس کاربری‌ اراضی افغانستان، نقشه‌ های سازمان زمین‌شناسی آمریکا و تصاویر Google Earth کمک گرفته شد. بدین ترتیب، نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان می‌دهد که مجموع کل کشت محصولات آبی در منطقه، حدود 62 درصد افزایش یافته، به ‌طوری که مقدار آن از رقم 103 هزار هکتار در سال 1990، به حدود 122 هزار هکتار در سال 2001 و سپس در سال 2011 به حدود 167 هزار هکتار رسیده است. در گام دوم، با استفاده از مدل‌ SWAT، حوضه رودخانه هلمند تا ایستگاه چاربرجک شبیه‌سازی گردید که در آن تأثیر کاربری‌های 3 مقطع زمانی مورد اشاره، بر رواناب خروجی از حوضه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که متوسط آورد سالیانه در شرایط اعمال تغییرات تدریجی کاربری اراضی مقدار  78/4 میلیارد را دارد، در حالیکه با حفظ کاربری 1990 و 2011 و اجرای مجدد آن، به ترتیب متوسط آورد سالیانه 1/5 و 28/4 میلیارد در سال را سبب می‌گردد. به عبارتی دیگر توسعه بخش کشاورزی در دشت هیرمند کاهش متوسط 800 میلیون مترمکعبی را در سال به همراه داشته است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of the Effect of land-Use Changes on Streamflow in Helmand Transboundary Basin During 1990 to 2012 Using Remote Sensed Data & SWAT Model

نویسندگان [English]

  • M. Haji Hoseini 1
  • H. Haji Hoseini 2
  • S. Morid 3
  • M. Delavar 4
1 Ms.C.Student, Department of Water Resources, Tarbiat Modares University, تهران, Iran
2 Ms.C.Student, Department of Water Resources, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Water Resources Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran. E-mail:
4 Assistant Professor, Department of Water Resources Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Reduction of Helmand River inflows is one of the main challenges of the water resources of the eastern part of Iran which is more pronounced in the recent years. This research aims to quantify the causes of this problem that accordingly has had direct impacts on dryness of the Hamoun Wetlands as an international Ramsar site. In the first step, the land use changes of Helmand plain in Afghanistan were evaluated in three periods from 1990 to 2011 using remote sensed data. Obviously direct sampling was not possible from the study area and therefore other sources of information including: FAO land use maps, Watershed Atlas of Afghanistan (AIMS), maps of U.S. Geological Survey (USGS), and Google Earth images were applied as the alternative data. It was concluded that the total irrigated area in the region has increased from 103,000 ha in 1990 to 122,000 ha in 2001 and to 167’000 ha in 2011 (62 percent increase). SWAT is run in the next step using the three created land use maps of the region. It was concluded that the average annual discharges of Helmand Basin at Char Burjak station (most downstream station in the Helmand plain) has decreased from 5.1 to 4.28 BMC due to the increase of these irrigated lands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Transboundary Helmand (Hirmand) Basin
  • Kajakai Dam
  • Land cover Changes
  • SWAT

آرخی ص و ادیب­نژاد م (1390) ارزیابی کارایی الگوریتم­های ماشین بردار پشتیبان جهت طبقه­بندی کاربری اراضی با استفاده از داده­های ماهواره­ای ETM+ لندست (مطالعه موردی: حوضه سد ایلام)، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 18، شماره 3.

حاجی­حسینی م (1392) بررسی ارتباط تغییرات کاربری اراضی دشت هیرمند و تغییرات سطح تالاب­های هامون با استفاده از تصاویر ماهواره­ای. پایان­نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

حاجی­حسینی ح (1392) شبیه­سازی بارش و رواناب حوضه بالادست هیرمند با استفاده از مدل SWAT و داده­های اقلیمی جهانی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

علوی پناه  س ک (1384) کاربرد سنجش از دور در علوم زمین. انتشارات دانشگاه تهران، 478 صفحه.

فاطمی س ب و رضایی ی (1385) مبانی سنجش از دور، انتشارات آزاده، 268 صفحه.

صمدزادگان ف و همکاران (1390) ادغام داده­ها در سنجش از دور مفاهیم و روش­ها، انتشارات دانشگاه تهران، 297 صفحه.

نجفی ع (1390) چالش‌های محیط زیستی در تالاب فرامرزی هامون. وزارت نیرو، شرکت مدیریت منابع آب ایران. 51 صفحه.

حاجی­حسینی م، حاجی­حسینی ح، شایگان م، مرید س، دلاور م، وطن­فدا ج و مرحوم نجفی ع (1392) بررسی تغییرات کاربری اراضی پایین دست سد کجکی حوضه هیرمند افغانستان با استفاده از طبقه­بندی کننده بیشتری  شباهت، درخت تصمیم‌گیری و ماشین­های بردار پشتیبان. مجله علمی پژوهشی سنجش از دور و GIS ایران، انتشارات دانشگاه شهید بهشتی تهران.

حاجی­حسینی ح، حاجی­حسینی م، مرحوم نجفی ع، مرید س، دلاور م، وطن­فدا ج (1392) ارزیابی داده­های اقلیمی جهانی CRU و مدل SWAT در شبیه­­سازی بارش- رواناب حوضه بالادست هیرمند. پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه شهید عباسپور.

Jensen JR (2005) Introductory digital image processing, A remote sensing perspective (3rd Ed.). Upper Saddle River, New Jersey, Pearson Prentice Hall.

Habte- Haile K (2011) Estimation of terrestrial water storage in the upper reach of yellow river. Un published M.Sc. Thesis, University of Twente, Enschede, Netherlands.

Richards JA and X Jia (2006) Remote Sensing Digital Image Analysis: An Introduction. Berlin: Springer-Verlag. 4th edition.

Mather PM (2001) Classification methods for Remotely Sensed data. First Edition, Taylor & Francis.

Watershed Atlas of Afghanistan (June 2005) First edition- Book 2 watershed maps working document for planners, Kabul.

Zaitchik BF, Rodell M, Olivera F. (2010) Evaluation of the Global Land Data Assimilation System using global river discharge data and a source‐to‐sink routing scheme. Water Resources Research. 46, W06507

Golian S, Mazdiyasni O and Aghakouchak A (2014) Trends in meteorological and agricultural droughts in Iran, Theoretical and Applied Climatology, S00704-014-1139-6.

Lu D and Weng Q (2007) A survey of image classification methods and techniques for improving classification performance. International Journal of Remote Sensing 26 (5): 823–870.

Mahesh P and Mather PM (2003) An assessment of the effectiveness of the decision tree method for land cover classification. Remote Sensing of the Environment 86: 554–565.

Otukei JR and Blaschke T (2010) Land cover change assessment using decision trees, support vector machines and maximum likelihood classification algorithms, International Journal of Applied Earth Observation and Geo information, 12: S27–S31.

United Nation Office on Drugs and Crime (UNODC), (April 2012). Afghanistan opium survey 2012.Opium Risk Assessment for all Regions (phase 1&2).

UNEP (2006) History of Environmental Change in the Sistan Basin, Based on Satellite Image Analysis: 1976 – 2005. Post-Conflict Branch Geneva, May 2006.

UNEP (2003) “Selected Satellite Images of Our Changing Environment”. UNEP/DEWA/RS.03-1

Szantoi Z, Escobedo F, Abd-Elrahman A, Smith S, Pearlstine L (2013) Analyzing fine-scale wetland composition using high resolution imagery and texture features, International Journal of Applied Earth Observation and Geo information.23:204 -212