بسم الله الرحمن الرحيم
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد ارسنجان
دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، گروه منابع طبيعي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc.)
گرايش: آبخيزداري
عنوان:
تأثير مؤلفه‏هاي مختلف بارندگي بر خصوصيات مورفومتري زمين لغزش‌هاي استان مازندران
استاد راهنما:
دکتر عطاءاله کاويان
استاد مشاور:
دكتر مجيد عباسي زاده
نگارش:
سارا محمدنژاد اردشيري
تابستان 1392
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد ارسنجان
دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، گروه منابع طبيعي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc.)
گرايش: آبخيزداري
عنوان:
تأثير مؤلفه‏هاي مختلف بارندگي بر خصوصيات مورفومتري زمين لغزش‌هاي استان مازندران
نگارش:
سارا محمدنژاد اردشيري
ارزيابي وتصويب شده توسط کميته داوران پايان نامه با درجه عالي
امضاء اعضا کميته پايان نامه
دکتر عطاءاله کاويان (استاد راهنما)
دكتر مجيد عباسي زاده (استاد مشاور)
مهندس اميد طبيعي (استاد داور)
مدير گروه تحصيلات تكميليمعاون پژوهش و فن آوري دانشگاه
دكتر حميدرضا ميري
تابستان 1392
تعهدنامه اصالت رساله يا پايان نامه
اينجانب سارا محمدنژاد اردشيري دانش‌آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته در رشته مهندسي منابع طبيعي گرايش آبخيزداري که در تاريخ 29 / 6 /1392 از پايان‌نامه خود تحت عنوان “تأثير مؤلفه‏هاي مختلف بارندگي بر خصوصيات مورفومتري زمين?لغزش‌هاي استان مازندران” با کسب نمره 18 و درجه عالي دفاع نموده‌ام، بدينوسيله متعهد مي‌شوم:
1) اين پايان نامه حاصل تحقيق و پژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده و در مواردي که از دستاوردهاي علمي و پژوهشي ديگران (اعم از پايان نامه، کتاب، مقاله و. . . ) استفاده نموده ام، مطابق ضوابط و رويه موجود، نام منبع مورد استفاده و ساير مشخصات آن را در فهرست مربوطه ذکر و درج کرده‌ام.
2) اين پايان نامه قبلاً براي دريافت هيچ مدرک تحصيلي (هم سطح، پايين تر يا بالاتر) در ساير دانشگاهها و مؤسسات آموزشي عالي ارائه نشده است.
3) چنانچه بعد از فراغت از تحصيل، قصد استفاده و هر گونه بهره برداري اعم از چاپ کتاب، ثبت اختراع و . . . از اين پايان نامه داشته باشيم، از حوزه معاونت پژوهشي واحد مجوزهاي مربوطه را اخذ نمايم.
4) چنانچه در هر مقطع زماني خلاف موارد فوق ثابت شود، عواقب ناشي از آن را مي پذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصيلي‌ام هيچگونه ادعايي نخواهم داشت.

نام و نام خانوادگي: سارا محمدنژاد اردشيري تاريــخ و امضــاء: اثر انگشت:
اين تعهد مي بايست در حضور نماينده پژوهش امضاء و اثر انگشت شود.
معاونت پژوهش و فناوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اين كه عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهميت جايگاه دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري، ما دانشجويان و اعضاء هيئت علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد مي گرديم اصول زير را در انجام فعاليت هاي پژوهشي مد نظر قرار داده و از آن تخطي نكنيم:
1. اصل برائت: التزام به برائت جويي از هرگونه رفتار غيرحرفه اي و اعلام موضع نسبت به كساني كه حوزه علم و پژوهش را به شائبه هاي غيرعلمي مي آلايند.
2. اصل رعايت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال، تجهيزات و منابع در اختيار.
3. اصل ترويج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايج تحقيقات و انتقال آن به همكاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي كه منع قانوني دارد.
4. اصل احترام: تعهد به رعايت حريم ها و حرمت ها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هرگونه حرمت شكني.
5. اصل رعايت حقوق: التزام به رعايت كامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان (انسان،حيوان ونبات) و ساير صاحبان حق.
6. اصل رازداري: تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و كشور و كليه افراد و نهادهاي مرتبط با تحقيق.
7. اصل حقيقت جويي: تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هرگونه پنهان سازي حقيقت.
8. اصل مالكيت مادي و معنوي: تعهد به رعايت كامل حقوق مادي و معنوي دانشگاه و كليه همكاران پژوهش.
9. اصل منافع ملي: تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظر داشتن پيشبرد و توسعه كشور در كليه مراحل پژوهش.
تقديم به :
پدر و مادر عزيزم
و
همسر مهربانم
سپاسگزاري
سپاس فراوان از همسر صبورم كه همواره در لحظات دشوار اين مسير دلگرمي را به من هديه داد.
از برادر عزيزم كه در تمام اين راه همراهي خود را از من دريغ ننمود، نهايت تشكر را دارم.
سپاس فراوان از جناب آقاي دكتر ابراهيم اميدوار كه روشنا بخش اين راه پر فراز و نشيب بودند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چكيده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1
فصل اول: کليات
مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………3
2-1- فرضيات تحقيق…………………………………………………………………………………………………………………………………..5
3-1- اهداف تحقيق……………………………………………………………………………………………………………………………………..6
1-3-1- اهداف علمي…………………………………………………………………………………………………………………………………..6
2-3-1- اهداف کاربردي………………………………………………………………………………………………………………………………6
4-1-تعاريف………………………………………………………………………………………………………………………………………………….6
1-4-1- زمين لغزش……………………………………………………………………………………………………………………………………6
1-4-1-1-پيكر شناسي زمين لغزش…………………………………………………………………………………………………………..7
1-4-2-1- ابعاد زمين لغزش…………………………………………………………………………………………………………………….10
1-4-3-1- علل وقوع زمين لغزش ها……………………………………………………………………………………………………….11
1-4-3-1-1- عوامل زمين شناسي…………………………………………………………………………………………………………..12
1-4-3-2-1- عوامل ريخت شناسي…………………………………………………………………………………………………………12
1-4-3-3-1- عوامل انساني………………………………………………………………………………………………………………………13
1-4-4-1- خسارات زمين لغزش………………………………………………………………………………………………………………16
5-1- زمين آمار (ژئواستاتيستيك)……………………………………………………………………………………………………………18
1-5-1- متغير ناحيه‌اي……………………………………………………………………………………………………………………………..19
2-5-1- تغيير نما ………………………………………………………………………………………………………………………………….19
1-2-5-1- اجزاي تغيير نماي ايده‌آل………………………………………………………………………………………………………20
1-2-5-1-1- دامنه تاثير………………………………………………………………………………………………………………………….20
1-2-5-2-1- سقف واريوگرام………………………………………………………………………………………………………………….21
1-2-5-3-1- اثر قطعه‌اي ………………………………………………………………………………………………………………………22
6-1- روش كريجينگ………………………………………………………………………………………………………………………………..22
6-1-1- معادلات كريجينگ …………………………………………………………………………………………………………………..22
6-2-1- ويژگي‌هاي كريجينگ…………………………………………………………………………………………………………………23
7-1- بررسي روش‌هاي ميانيا‌بي و انتخاب مناسب‌ترين روش………………………………………………………………….24
1-7-1- روش تيسن…………………………………………………………………………………………………………………………………26
2-7-1- روش عكس فاصله……………………………………………………………………………………………………………………….26
3-7-1- روش‌هاي زمين آمار…………………………………………………………………………………………………………………….26
فصل دوم: پيشينه تحقيق
بررسي سوابق پژوهشي در داخل کشور……………………………………………………………………………………….29
2-2- بررسي سوابق پژوهشي در خارج از کشور……………………………………………………………………………………….34
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1- منطقه مورد مطالعه………………………………………………………………………………………………………………………….40
3-2- زمين‌شناسي استان مازندران…………………………………………………………………………………………………………..41
3-3- آب و هواي استان مازندران……………………………………………………………………………………………………………..45
3-4- اقليم استان مازندران……………………………………………………………………………………………………………………….45
3-4-1- ناهمواري‌هاي استان مازندران…………………………………………………………………………………………………..46
3-5-كوه‌هاي استان مازندران……………………………………………………………………………………………………………………48
3-6-پوشش گياهي استان مازندران………………………………………………………………………………………………………….48
3-7- باد ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………49
3-8- بارش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….50
3-9- داده‌هاي مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………………………..51
3-9-1- داده‌هاي بارش……………………………………………………………………………………………………………………………..51
3-9-2- مشخصات ايستگاه‌هاي مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………..51
3-9-3- داده‌هاي زمين لغزش………………………………………………………………………………………………………………….53
3-10 – روش انجام پژوهش……………………………………………………………………………………………………………………..54
3-10 -1- كنترل صحت و همگني داده‌ها……………………………………………………………………………………………….54
3-10-2- انتخاب پايه زماني مشترك ……………………………………………………………………………………………………..55
3-10-3- بازسازي و تطويل آمار………………………………………………………………………………………………………………55
3-10 – 4- بررسي مشخصات آماري داده‌ها…………………………………………………………………………………………….56
3-10 -5- تهيه نقشه پارامترهاي مختلف بارش………………………………………………………………………………………57
3-10 -6- تهيه نقشه پراكنش نقاط زمين لغزش…………………………………………………………………………………….57
3-10 -7- محاسبه پارامترهاي مختلف بارش در نقاط زمين‌لغزش‌ها……………………………………………………..57
3-10 -8- محاسبه پارامترهاي مورفومتريك زمين لغزش……………………………………………………………………….58
3-10 -9- بررسي ارتباط بين پارامترهاي مورفومتري زمين‌لغزش‌ها و خصوصيات بارش………………………58
3-10-9-1 – آزمون همبستگي………………………………………………………………………………………………………………..58
3-10-9-2- تحليل آماري………………………………………………………………………………………………………………………..59
فصل چهارم: نتايج
4-1- بررسي پارامترهاي مختلف بارندگي…………………………………………………………………………………………………61
4-2- محاسبه پارامترهاي مختلف بارش…………………………………………………………………………………………………..62
4-2-تهيه نقشه پارامترهاي مختلف بارش………………………………………………………………………………………………..74
4-3- نقشه پراكنش زمين‌لغزش‌ها……………………………………………………………………………………………………………84
4-4- بررسي آماري ارتباط بين خصوصيات لغزش و بارندگي………………………………………………………………….85
4-4-1- آزمون همبستگي…………………………………………………………………………………………………………………………85
4-4-2- تحليل آماري……………………………………………………………………………………………………………………………….87
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات
اثبات فرضيات………………………………………………………………………………………………………………………………………….102
پيشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………………….103
منابع
منابع فارسي…………………………………………………………………………………………………………………………………………….105
منابع انگليسي………………………………………………………………………………………………………………………………………….110
چکيده انگليسي ………………………………………………………………………………………………………………………………………112
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1- طبقه‌بندي اقليم ايستگاه‌هاي موجوددراستان مازندران به روش‌هاي دکترکريمي و دومارتن (كتاب جغرافياي تاريخي مازندران)…………………………………………………………………………………………………………..47
جدول 3-2- مشخصات ايستگاه‌هاي مورد مطالعه در استان مازندران……………………………………………………..52
جدول4- 1- ميانگين ماهانه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………………………….61
جدول4- 2-ميانگين بارش دوره‌ي 35 ساله آماري در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه……………………………………62
جدول4- 3- نسبت درصد بيشترين ميزان بارندگي در ايستگاه هاي مختلف………………………………………….73
جدول4- 4- مشخصات مناسب‌ترين مدل‌هاي واريوگرام به دست آمده براي پارامترهاي مختلف بارش..74
جدول 4- 5- نتايج آزمون همبستگي پيرسون بين مقادير پارامترهاي بارندگي و مورفومتري……………….86
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شكل1- 1- اجزاي مختلف زمين لغزش……………………………………………………………………………………………………10
شكل1-2نمونه اي از زمين لغزش در استان مازندران در روستاي گرمستان از توابع شهرستان ساري…..18
شكل1- 3- اجزاي تغيير نماي ايده آل……………………………………………………………………………………………………..21
شكل3-1- نقشه موقعيت استان مازندران در ايران…………………………………………………………………………………..41
شكل4- 1- ميانگين بارش سالانه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………………..63
شكل4- 2- ميانگين بارش روزانه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران………………………………………………63
شكل4- 3- ميانگين حداكثر كل بارش در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………64
شكل4- 4- ميانگين بارش در فصل بهار در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………..64
شكل4- 5- ميانگين بارش در فصل تابستان در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………….65
شكل4- 6- ميانگين بارش در فصل پاييز در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران………………………………….65
شكل4- 7- ميانگين بارش فصل زمستان در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………66
شكل4- 8- ميانگين بارش فروردين ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………66
شكل4- 9- ميانگين بارش ارديبهشت ماه در ايستگاه هاي مختلف استان مازندران……………………………….67
شكل4- 10- ميانگين بارش خرداد ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………….67
شكل4- 11- ميانگين بارش تير ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران………………………………………….68
شكل4- 12- ميانگين بارش مرداد ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………..68
شكل4- 13- ميانگين بارش شهريور ماه درايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………69
شكل4- 14- ميانگين بارش مهر ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………………69
شكل4- 15- ميانگين بارش آبان ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران………………………………………..70
شكل4- 16- ميانگين بارش آذرماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………………..70
شكل4- 17- ميانگين بارش دي ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………………71
شكل4- 18- ميانگين بارش بهمن ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران……………………………………..71
شكل4- 19- ميانگين بارش اسفند ماه در ايستگاه‌هاي مختلف استان مازندران…………………………………….72
شكل4- 20- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل بهار…………………………………………..75
شكل4- 21- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل تابستان………………………………………75
شكل4- 22- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل پاييز…………………………………………..76
شكل4- 23- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فصل زمستان……………………………………..76
شكل4- 24- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در فروردين ماه………………………………………..77
شكل4- 25- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در ارديبهشت ماه…………………………………….77
شكل4- 26- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در خرداد ماه……………………………………………78
شكل4- 27- پراكنش باران درنقاط مختلف استان مازندران در تير ماه………………………………………………….78
شكل4- 28- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مرداد ماه…………………………………………….79
شكل4- 29- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در شهريور ماه………………………………………….79
شكل4- 30- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در مهر ماه………………………………………………..80
شكل4- 31- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آبان ماه……………………………………………….80
شكل4- 32- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در آذر ماه…………………………………………………81
شكل4- 33- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در دي ماه……………………………………………….81
شكل4- 34- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در بهمن ماه…………………………………………….82
شكل4- 35- پراكنش باران در نقاط مختلف استان مازندران در اسفند ماه……………………………………………82
شكل4- 36- پراكنش روزانه باران در نقاط مختلف استان مازندران………………………………………………………..83
شكل4- 37- پراكنش سالانه باران در نقاط مختلف استان مازندران……………………………………………………….83
شكل4-38- پراكنش كل باران در نقاط مختلف استان مازندران……………………………………………………………84
شكل4-39- موقعيت زمين لغزش‌هاي موجود روي نقشه استان مازندران………………………………………………85
شكل 4- 40- نمودار طبقات بارش متوسط فروردين ماه……………………………………………………………………….87
شكل 4- 41- نمودار طبقات بارش متوسط ارديبهشت ماه…………………………………………………………………….88
شكل 4- 42- نمودار طبقات بارش متوسط خرداد ماه………………………………………………………………………….88
شكل 4- 43- نمودار طبقات بارش متوسط تير ماه………………………………………………………………………………..89
شكل 4- 44- نمودار طبقات بارش متوسط مرداد ماه…………………………………………………………………………….90
شكل 4- 45- نمودار طبقات بارش متوسط شهريور ماه…………………………………………………………………………90
شكل 4- 46- نمودار طبقات بارش متوسط مهر ماه………………………………………………………………………………91
شكل 4- 47- نمودار طبقات بارش متوسط آبان ماه………………………………………………………………………………92
شكل 4- 48- نمودار طبقات بارش متوسط آذر ماه………………………………………………………………………………..92
شكل 4- 49- نمودار طبقات بارش متوسط دي ماه……………………………………………………………………………….93
شكل 4- 50- نمودار طبقات بارش متوسط بهمن ماه…………………………………………………………………………….94
شكل 4- 51- نمودار طبقات بارش متوسط اسفند ماه……………………………………………………………………………94
شكل 4- 52- نمودار طبقات بارش متوسط فصل بهار……………………………………………………………………………95
شكل 4- 53- نمودار طبقات بارش متوسط فصل تابستان……………………………………………………………………..95
شكل 4- 54- نمودار طبقات بارش متوسط فصل پاييز…………………………………………………………………………..96
شكل 4- 55- نمودار طبقات بارش متوسط فصل زمستان……………………………………………………………………..96
شكل 4- 56- نمودار طبقات بارش متوسط حداكثر روزانه……………………………………………………………………..97
شكل 4- 57- نمودار طبقات بارش متوسط حداكثر كل…………………………………………………………………………97
شكل 4- 58- نمودار طبقات بارش متوسط سالانه…………………………………………………………………………………98
تأثير مؤلفه‏هاي مختلف بارندگي بر خصوصيات مورفومتري زمين لغزش‌هاي استان مازندران
به وسيله: سارا محمدنژاد اردشيري
چكيده
زمين لغزش يكي از فرايندهاي اصلي زمين ريختي است كه تكامل چشمانداز مناطق كوهستاني را تحت تاثير قرار داده و سبب ايجاد حوادث فاجعه برانگيزي ميشود، زمينلغزشها در ايران بهخصوص در حوضههاي شمال كشور، يكي از مهمترين بلاياي طبيعي هستند كه همه ساله نقش بسزايي در تخريب جادههاي ارتباطي تخريب مراتع، باغها و مناطق مسكوني و همچنين ايجاد فرسايش و انتقال حجم بالاي رسوب به حوضههاي آبخيز كشورمان دارند. بارندگي از عوامل اصلي وقوع زمينلغزشها به شمار ميرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهاي در وقوع زمين لغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندي از قبيل شرايط اقليمي، توپوگرافي و ساختمان زمينشناسي شيبها و نفوذپذيري دامنه نيز وابسته است.با توجه به اينکه خصوصيات مختلف ب بارندگي در مناطق مختلف تغيير مينمايند و از آنجايي که خصوصيات زمينلغزشها نيز در اثر تغييرات مکاني داراي تغييراتي هستند بنابراين شايد بتوان اين تغييرات را به تغيير در خصوصيات مختلف بارندگي نسبت داد. در اين تحقيق سعي بر اين خواهد بود که ارتباط بين تغييرات مکاني خصوصيات بارش و تغييرات خصوصيات مورفومتريك زمينلغزشهاي استان مازندران بررسي گرديده و در صورت معنيداري اين ارتباط به روابطي آماري دست پيدا نماييم. خصوصيات ريختشناسي زمينلغزشها که در اين تحقيق مورد بررسي قرار ميگيرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضريب معادل اصطکاک )نسبت ارتفاع به طول لغزش) و … ميباشد. همچنين خصوصيات بارندگي نيز شامل متوسط بارندگي سالانه، متوسط بارندگي ماهانه در ماههاي پرباران سال، متوسط بارندگي ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و … ميباشند. نکتهاي که در اين مورد قابل پرداختن ميباشد اين است که وقتي پارامترهاي مختلف بارش به صورت طبقات مختلف دستهبندي گرديد، شاخصهاي مورفومتريک داراي تغييراتي در هر طبقه بود. شاخص ضريب تغيير شكل طولي در همهي طبقات مختلف بارش داراي روند افزايشي و شاخص ضريب تغيير شكل داراي روند كاهشي بوده است.
كلمات كليدي: زمين لغزش، خصوصيات مورفومتريك، خصوصيات بارش، استان مازندران
فصل اول
کليات
1-1- مقدمه
زمين لغزش يكي از فرايندهاي اصلي زمين ريختي است كه تكامل چشماندازمناطق كوهستاني را تحت تاثير قرار داده و سبب ايجاد حوادث فاجعه برانگيزي ميشود،زمينلغزشها از جمله ويرانگرترين حوادث طبيعي در مناطق شيبدار به حساب ميآيند(كانانگو و همكاران1،2006). زمين لغزش يك معضل جهاني بوده و متداولترين نوع از پديده هاي طبيعي شكل دهنده سطح زمين ميباشد كه در تمامي دورانهاي زمينشناسي به وقوع پيوسته است(ثروتي، 1381). خسارات وارد به مناطق مسكوني و زير بناي اقتصادي و همچنين تلفات انساني ناشي از زمينلغزشها در سراسر جهان در حال افزايش است. طي دهه 1990 زمين‌لغزشها تقريبا %9 بلاياي طبيعي كه در سراسر جهان اتفاق افتادهاند را به خود اختصاص دادهاند. سالانه در جهان 1000 كشته و 4 ميليون دلار خسارت مالي در اثر وقوع زمينلغزشها ايجاد ميشوند. عوامل متعددي مانند شرايط زمينشناسي، شرايط هيدرولوژي و هيدروژئولوژي، وضعيت توپوگرافي و مورفولوژي، آب و هوا و هوازدگي بر پايداري يك شيب تاثير گذاشته و ميتوانند سبب ايجاد زمينلغزش شوند(گارفي و همكاران2، 2007). زمينلغزشها در اثر بسياري عوامل محرك از قبيل زلزله، بارندگي و ذوب سريع برف ايجاد شده و تحت تاثير عواملي مثل توپوگرافي، نوع سنگ و خاك، شکستگيها و سطوح بستر و ميزان رطوبت قرار ميگيرند )ترنر و اسكات3، 1996). زمينلغزشها در ايران بهخصوص در حوضههاي شمال كشور، يكي از مهمترين بلاياي طبيعي هستند كه همه ساله نقش بسزايي در تخريب جادههاي ارتباطي تخريب مراتع، باغها و مناطق مسكوني و همچنين ايجاد فرسايش و انتقال حجم بالاي رسوب به حوضههاي آبخيز كشورمان دارند (كلارستاقي وهمكاران، 2007). بارندگي از عوامل اصلي وقوع زمينلغزشها به شمار ميرود. شدت بارش و دوام آن نقش عمدهاي در وقوع زمينلغزش به عهده دارد، که البته به عوامل چندي از قبيل شرايط اقليمي، توپوگرافي و ساختمان زمينشناسي شيبها و نفوذپذيري دامنه نيز وابسته است(اسپيزوآ4،2002). بيشترين تعداد گسيختگي دامنهها بعد از بارندگيهاي سنگين يا ذوب برف در بهار و به علت نفوذ آب در شکافها صورت ميگيرد. شدت تأثير عامل بارش در ناپايداري دامنهها به شرايط آب و هوايي، توپوگرافي منطقه، ساختارهاي زمين شناسي دامنهها، نفوذ پذيري و سايرخواص تودههاي سنگي و خاکي بستگي دارد(زندي، 1378). با توجه به اينکه خصوصيات مختلف بارندگي در مناطق مختلف تغيير مينمايند و از آنجايي که خصوصيات زمينلغزشها نيز در اثر تغييرات مکاني داراي تغييراتي هستند(موسوي خطير و همکاران، 1388). بنابراين شايد بتوان اين تغييرات را به تغيير در خصوصيات مختلف بارندگي نسبت داد. در اين تحقيق سعي بر اين خواهد بود که ارتباط بين تغييرات مکاني خصوصيات بارش و تغييرات خصوصيات ريختشناسي زمينلغزشها بررسي گرديده و در صورت معنيداري اين ارتباط به روابطي آماري دست پيدا نماييم. خصوصيات ريختشناسي زمينلغزشها که در اين تحقيق مورد بررسي قرار ميگيرند شامل مساحت، حجم، عمق، ضريب معادل اصطکاک (نسبت ارتفاع به طول لغزش) و … مي‌باشد. همچنين خصوصيات بارندگي نيز شامل متوسط بارندگي سالانه، متوسط بارندگي ماهانه در ماههاي پرباران سال، متوسط بارندگي ماهانه در فصل پرباران سال، حداکثر شدت 24 ساعته و … ميباشند.
بروز پديدهي زمينلغزش ميتواند ناشي از عوامل متعدد زمينشناسي، ژئومورفولوژيكي، هيدرولوژيكي، بيولوژيكي و انساني باشد، ولي معمولا در شروع زمين لغزش تنها يك محرك خارجي يا عامل ماشهاي يك نقش محوري دارد. بارندگي شديد، ذوب سريع برف، تغييرات ناگهاني در سطح آب زيرزميني، زلزله و فرسايش با سرعت زياد از مهمترين عوامل ماشهاي زمين لغزشها برشمرده مي شوند(سيدل و اوچياي5،2006). کانن و الن6 در سال 1958 و کروزير7 در سال 1999 و ژيکوب و ويترلي5در سال 2003، بارندگي را به عنوان متداولترين عامل ماشهاي وقوع زمين لغزشها بر شمردهاند.
مفهوم آستانه بارندگي براي وقوع زمين لغزش را نخستين بار كمبل8 در سال 1975 بيان کرد. سپس استارکل در سال 1979 موفق شد آن را در قالب روابط شدت و مدت بارندگي تئوريزه كند. سطح حداقل يا حداكثر كميت مورد نياز براي رخ دادن يك فرايند يا قرار گرفتن در وضعيت تغيير را ميتوان آستانه برشمرد. اين نكته كه بعضي رخدادهاي بارندگي سبب لغزش ميشوند و بعضي ديگر چنين اثري ندارند، مي تواند مبنايي براي پژوهش علمي در مورد آناليز رابطهي بين مقادير بارندگي و شروع لغزش باشد. به دست آوردن چنين رابطهاي با شناسايي آستانههاي بارندگي ميتواند با استفاده از مباني تجربي آستانههاي بارندگي حاصل ميشود(كروزير،1986).
2-1- فرضيات تحقيق
1- خصوصيات مورفومتريک زمينلغزشها و مولفههاي بارندگيدراستان مازندران داراي تغييرپذيري مکاني است.
2- تغييرات بارندگي ميتواند بر روي خصوصيات مورفومتريك زمينلغزشها در استان مازندران تاثيرگذار باشد.
3-1- اهداف تحقيق
1-3-1- اهداف علمي
تاثيرمولفه‏هاي مختلف بارندگي برخصوصيات مورفومتري زمينلغزشهاي استان مازندران
بررسي پراكنش مكاني خصوصيات بارش دراستان مازندران
بررسي پراكنش مكاني خصوصيات زمين لغزشها در استان مازندران
بررسي ارتباط بين خصوصيات بارش و خصوصيات زمينلغزشها در استان مازندران
2-3-1- اهداف کاربردي
تعيين موثرترين پارامترهاي مرتبط با بارندگي به منظور کاهش تاثير عامل بارش در وقوع زمينلغزشهاي استان مازندران
4-1-تعاريف
1-4-1- زمينلغزش
اصـطلاح زمين لغزش توسط بسياري از دانشمندان تعريف شده است.گاهي اين اصطلاح براي هر نوع توده خاکي که به سمت پايين دامنه حرکت کند، به کار ميرود. و در برخي موارد، اشاره به تيپ خاصي از حرکات تودهاي دارد.
زمينلغزشها دستهاى از حرکات تودهاى مىباشند که جابهجايى مواد سنگى يا خاکى دامنه تحت تاثير قوه ثقل را در بر مىگيرد. اين حرکت در سطح گسيختگى مشخص صورت مىگيرد و براساس معيارهايى چون سطح گسيختگى، مواد لغزشى، عوامل لغزش و…. به انواع مختلفى تقسيم مىشوند.
1-1-4-1-پيكر شناسي زمين لغزش
انجمن بين المللي زمينشناسي مهندسي وابسته به سازمان يونسكو9 در راستاي طرح تهيه بانك اطلاعات زمين لغزشها، در سال 1990 در قالب انتشار مقالهاي اقدام به انتشار فهرست اصطلاحات پيشنهادي براي توصيف يك زمين لغزش شاخص10 نمود. اين اصطلاحات به معرفي ابعاد و اجزا مختلف يك زمين لغزش مي‌پردازد. در شكل 1- 1 اجزاي مختلف زمينلغزش نشان داده شده است.
تاج11
در عمل، مواد جابجا نشده در يك زمين لغزش كه در مجاورت بالاترين بخش پرتگاه 12 اصلي لغزش قرار دارند.
افتگاه اصلي13
سطحي با شيب تند، واقع در لبه بالايي لغزش كه در اثر جدايش قطعه جابجا شده از زمين، حاصل شده است. پرتگاه گسلي بخش قابل مشاهده سطح گسيختگي مي باشد.
توده اصلي14
بخشي از توده جابجا شده زمين لغزش، كه سطح گسيختگي را در بين افتگاه اصلي و پنجه لغزش پوشانده است.
پاي لغزش15
آن بخش از زمين لغزش است كه از محدوده پنجه سطح گسيختگي فراتر رفته و سطح اوليه زمين را مي‌پوشاند.
نوك لغزش16
دورترين و جلوترين نقطه مواد جابجا شده از قله يك زمين لغزش، نوك لغزش ناميده ميشود.
پنجه17
انحناي لبه توده جابجا شده مواد، در پايين ترين سطح را، پنجه زمين لغزش نامند.
سطح گسيختگي18
سطحي در زير توده جابجا شده كه حركت توده مواد در راستاي آن صورت ميپذيرد. همچنين سطح لغزش و سطح برش نيز گفته مي شود. در صورت صفحهاي بودن آن صفحه لغزش و صفحه برش گفته ميشود.
پنجه سطح گسيختگي 19
محل تلاقي ييلاقي پايينترين سطح صفحه گسيختگي با سطح اوليه زمين است.
سطح جدايش6
بخشي از سطح كنوني زمين كه توسط پاي لغزش پوشيده شده است.
توده جابجا شده20
تودهاي از مواد تشكيل دهنده زمين كه در اثر لغزش از جاي اصلي خود در دامنه جابجا شدهاند.
پهنه تهي شدگي21
پهنهاي از لغزش در توده جابجا شده كه در قبل رخ داد، در زير سطح اوليه زمين واقع بوده است.
پهنه تجمع3
پهنهاي از لغزش كه پيش از رخ داد، در بالاي سطح اوليه زمين قرارداشته است.
توده تهي شده4
حجمي از مواد جابجا شده كه سطح گسيختگي را مي پوشاند و زير سطح اوليه زمين بوده است.
قله5
بالاترين نقطه تماس بين توده جابجا شده و افتگاه اصلي لغزش است.
پهلوي لغزش6
مواد جابجا نشده مجاور پهلوهاي سطح گسيختگي كه در صورت نگاه از تاج لغزش به سمت جلو، با پهلو راست و پهلو چپ معرفي ميشوند و در غير اين صورت توسط كمپاس با استفاده از جهات جغرافيايي معرفي ميشوند.
1-4-2-1- ابعاد زمين لغزش
طول صفحه گسيختگي 22Lr
اين طول شامل مسافت بين پنجه صفحه گسيختگي تا تاج لغزش است.
طول توده جابجا شده Ld23
فاصله بين قله تا نوك لغزش را نامند.
طول كلي لغزش L24
فاصله بين تاج لغزش تا نوك لغزش ميباشد.
شكل1- 1- اجزاي مختلف زمين لغزش
پهناي توده جابجا شده Wd1
بيشينه پهناي توده جابجا شده كه بر Ld عمود باشد.
عمق صفحه گسيختگي Dr2
بيشينه مقدار عمق گسيختگي كه بر سطح اوليه زمين عمود است.
عمق توده جابجا شدهDd25
بيشينه عمق توده جابجا شده كه به سطح توده جابجا شده عمود است.
? 1-4-3-1- علل وقوع زمين لغزشها
لغزش عبارت است از پايين افتادن و يا حركت يكپارچه و اغلب سريع حجمي از مواد رسوبي در امتداد دامنه ها . اين پديده بيشتر در سنگهاي منفصل دانه دانه عمل ميكند و حضور آب در پيدايش آن الزامي است چنانچه سنگها از طبقات سخت و سست تشكيل شده باشند نفوذ آب در لايهي سست حجم عظيمي از سنگ هاي سخت و يكپارچه فوقاني آنها را جا به جا مي نمايد (محمودي، 1374). در طـبيعت نمونههاي فراواني از لغزش وجود دارد و در ابعاد بسيار متفاوت كوچك يا بزرگ عمل ميكنند .همانند تمام حركات يكپارچه، جابجايي مواد و در امتداد سطح لغزش، به علت وجود آب دخالت نيروي جاذبه را آسان ميسازد. گاهي در رسوبهاي منفصل دانهريز اين پديدهها آنچنان آرام و غير قابل پيشبيني عمل ميكنند كه عوارض انساني داخل محدوده آن بدون آسيب چنداني پا برجاي ميمانند. نمونهي مشخص آن در غرب ايران در جنوب غربي كامياران است. تودهي لغزشي اغلب خشك است اما سطح لغزش هميشه مرطوب و حالت كلي دارد. بنابراين متناسب با لايههاي تشكيل دهنده سنگها، آبهاي نفوذي ميتوانند يكي از عوامل مهم در پيدايش آن باشند در اين حالت غالبا سطح لغزش نيمرخ كاو و خميده دارد. اين خميدگي اغلب حركتي چرخشي به توده لغزنده تحميل مي كند. به طور كلي دلايل وقوع زمين لغزش را ميتوان به سه دسته كـلي عوامل زمين شناسي ، عوامل ريخت شناسي و عوامل انساني دسته بندي نمود. كه در زير تقسيم بندي مربوط به هر دسته ذكر شده است .
1-4-3-1-1- عوامل زمين شناسي
الف) وجود موادحساس يا ضعيف
ب) وجود مواد هوا زده
ج) حضور مواد برش يافته، درز دار يا ترك خورده
د) ناپيوستگي با جهت يافتگي مخالف) لايه بندي، شيستوزيته، گسل، سطوح تماس ( و…
ه) تفاوت در نفوذ پذيري و يا سختي مواد
1-4-3-2-1- عوامل ريخت شناسي
الف) بالا آمدگي ناشي از فعاليت هاي تكنوتيكي يا آتشفشاني
ب) حذف فشار سر بار ناشي از ذوب يخچال ها
ج) فرسايش رودخانه اي، موجي يا يخچال در پنجه دامنه يا حاشيه كناري آن
د) فرسايش زير زميني(انحلال، جوشش)
ه) بارگذاري رسوبي بر روي دامنه يا بالاي آن
و) حذف پوشش گياهي و آتش سوزي، خشكسالي
ز) ذوب شدن برفها
ح) هوازدگي ناشي از يخ زدن- ذوب شدن
ط) هوازدگي ناشي از انقباض – انبساط
1-4-3-3-1- عوامل انساني
الف) حفاري بر روي دامنه يا پنجه آن
ب) بارگذاري بر روي دامنه يا پنجه آن
ج) افت سطح آب زير زميني
د) قطع درختان جنگلي
ه) آبياري
و) معدن كاري
ز) نوسانات لرزهاي مصنوعي
ه) نشت آب از تاسيسات
بارش باران به صورت مداوم و طولاني يا كوتاه مدت و شديد، مهمترين عامل اقليمي ايجاد كننده زمين لغزش‌هاست. تاثير اين عامل را ميتوان در مناطق و موقعيتهاي مختلف به شكلهاي زير در نظر گرفت:
1- زمينلغزشهاي ناشي از بارندگيهاي شديد در مناطق مرطوب؛ مثل زمين لغزشهاي ناشي از بارندگي‌هاي شديد در منطقه زاگرس.
2- زمينلغزشهاي ناشي از بارندگيهاي شديد درمناطق خشك؛ وقوع اين زمينلغزش‌ها هنگام بارندگي‌هاي استثنايي قابل انتظار است.
3- زمينلغزشهاي ناشي از بارندگيهاي مداوم در مناطق مرطوب، مثل زمينلغزشهاي سال 72 در نقاط مختلف گيلان و مازندران.
4- در بعضي مناطق با بارندگي كم، وجود جريان آب زيرزميني در مناطق دور دست از طريق درزهها، گسل‌ها و سطوح لايه‌بندي و جذب آنها در لايههاي بالاي جريان آب زيرزميني، ايجاد ناپايداري ميكند. نمونههاي اين نوع گسيختگي در مجاورت چشمههاي كارستيك در زاگرس وجود دارند.
5- عمل رودخانهها در مواقع سيلابي كه از طريق فرسايش پيچه شيبها موجب ناپايداري كنارههاي خود ميشوند(معماريان، 1377).
در اين زمينه، بررسيها نشان ميدهد كه قريب 80 درصد زمينلغزشها به دنبال بارندگي هاي اواخر زمستان و اوايل بهار به وقوع ميپيوندند و نزديك به 60 درصد در كنار جريانهاي آبي رخ دادهاند كه مي توانند بار رسوبي رودخانهها را افز ايش داده، در نهايت موجب بروز سيلاب هاي گل آلوده شوند كه علاوه بر وارد نمودن خسارات مالي و جاني از عمر مفيد سازههاي آبي مستقر بر روي رودخانهها نيز كاسته شود(زمرديان، 1373).
مطالعات گستردهاي نيز در زمينهي علل وقوع زمينلغزش صورت گرفته كه از جملهي آنها ميتوان به نکته‌هاي زير اشاره کرد:
كلارستاقي(1381) عواملي مانند دامنه و فاصله از گسل و فاصله ازشبكه هيدروگرافي را داراي تاثير كم در زمين لغزشها عنوان نمود .
دومهري(1382) شرايط زمينشناسي و وضعيت توپوگرافي و آب و هوا و جهت دامنه را ازعوامل مهم لغزش دانسته است .
گرائي(1385) عوامل موثر در لغزش را شيب و جهت دامنه و فاصله از گسل و كاربري اراضي و بارندگي بيان نموده است .
زيزير26(1999) مهمترين عوامل موثر در لغزش را ساختار زمينشناسي و سنگشناسي كاربري زمين و وجود لغزشهاي قديمي و فعاليتهاي انساني عنوان نموده است .
ود و همكاران27(2001) بافت سنگين خاك و شيب بالاي دامنهها را از عوامل اصلي زمينلغزشها بيان نموده است .
كوماك و همكاران28(2006) شيب، سنگشناسي و نوع پوشش را عامل مهم زمينلغزشها عنوان نموده است.
حسني(1373) عوامل موثر در ناپايداري دامنه، بافت و رطوبت خاك و شيب دامنهها را عنوان نمود .
فيض نيا(1380) جاده سازي غير اصولي و وجود خاكهاي ريزدانه را از عوامل مهم لغزش ميداند .
شايان ذكر است كه نقش عوامل انساني در وقوع زمين لغزشها نيز درخور توجه است، حدود 35 درصد از زمينلغزشهاي موجود در بانك اطلاعاتي در اثر دخالتها و فعاليتهاي بيرويه انسان چون راهسازي غلط، تخريب پوشش گياهي و تبديل آنها به ديمزارهاي كم بازده، بارگذاري از طريق ايجاد سكونتگاهها و … تحريك و تشديد گرديدهاند.
زمينلغزش يكي از خطرات طبيعي به شمار ميرود كه هر ساله خسارات جاني و مالي فراواني را به همراه دارد. وقوع زمينلغزش در مناطق شمالي كشور و به دليل تبديل اراضي جنگلي به زمينهاي زراعي و جادهها در حال افزايش است و يكي از راهكارهاي مهم براي كاهش خسارات ناشي از وقوع زمين لغزشها دوري جستن از اين مناطق است.
1-4-4-1- خسارات زمين لغزش
زمين لغزش عبارت است ازحركات كلي و عمقي تمام قشر خاك برروي سطح زمين مادري كه هر ساله موجب خسارتهاي سنگيني مي گردد كه گاهي جبران اين خسارتها ممكن نيست و نيازمند صرف وقت و هزينهي بسياري است(خسروزاده،1387). سرعت عملكرد و وسعت آنها غالبا پديدههاي ديدني و گاهي فاجعه بار به وجود مي آورد و ممكن است دهها و يا صدها هزار متر مكعب سنگ و خاك را يك جا تحت تاثير قرار دهند اين پديده بيشتر در سنگهاي منفصل دانه دانه عمل مي كند. كشور ما با توپوگرافي عمدتا كوهستاني، فعاليت زمين ساختي و لرزه خيزي زياد، شرايط متنوع زمين شناسي و اقليمي، عمده شرايط طبيعي را براي ايجاد طيف وسيعي از زمين لغزشها داراست( نيك انديش،1376). بلاياي طبيعي به عنوان بزرگترين دشمن انسان باعث كشته شدن و مجروح شدن سالانه صدها هزار نفر و بيخانمان شدن ميليونها نفر در سراسر جهان ميشود. از اين رهگذر زمينلغزش يكي از معضلات جهاني پيش روي انسان داراي اهميت خاص ميباشد با توجه به اين كه زمينلغزشها نسبت به ساير بلاياي طبيعي مديريت پذيرتر مي باشند لذا شناخت اين پديده در جهت جلوگيري از خسارات ناشي از آن از اهميت زيادي برخوردار است (گرايي 1385).
ايران نيز به دليل مساعد بودن شرايط جغرافيايي و فقدان مديريت جامع محيطي و عدم رعايت آستانههاي محيطي به عنوان يك كشور پرخطر به شمار ميآيد به طوري كه جزء 10 كشور بلاخيز جهان قرار گرفته است و هر ساله پديده ي زمين لغزش در مناطق كوهستاني و مرتفع كشور خسارات وصدمات قابل توجه اي به بار ميآورد (كرم1380). زمينلغزشها از نظر تخريب و يا تهديد منابع ارضي به ويژه در دهههاي اخير سبب شده است كه اين پديده از جنبههاي مختلف مورد كنكاش قرار گيرد. بر اساس برآوردهاي اوليه، سالانه حدود 500 ميليارد ريال خسارات مالي از طريق زمينلغزشها بر كشور وارد ميشود (ايزانلو،1376). همچنين براساس آمار اوليه، بانك اطلاعاتي زمين لغزشهاي كشور خسارات ناشي از 2548 زمين لغزش بالغ بر 107 كشته و 386 ميليارد ريال است (وزارت جهاد كشاورزي،1383).
خساراتي كه لغزش وارد ميكند به صورت زير است:
1- تخريب جنگلها و مراتع
2- تخريب راههاي ارتباطي
3- تخريب منازل مسكوني وتجاري
4- تخريب پلها
5- رسوبزايي و بر هم زدن سيستم آب وخاك
6- از بين بردن ابنيه تاريخي
7- تخريب باغات و اراضي كشاورزي
8- خسارات جاني و مالي زياد
9- خسارت به سازهها، تاسيسات ومنابع طبيعي
10- خسارت به نيروگاهها، راه آهن، شبكه آبرساني وخطوط آب و برق
ميزان خسارات اقتصادي ناشي از زمين لغزش در كشورهاي پيشرفته بيشتر است ولي طبق مطالعات انجام شده توسط مركز مطالعات بلاياي طبيعي سازمان ملل متحد براي بسياري از كشورهاي درحال توسعه اين خسارات يك و دو درصد توليد ناخالص ملي آنها است (مهدوي فر، 1376). شكل 1-2، نمونه اي از خسارت وارده به يكي از راههاي روستايي در اثر زمين لغزش در استان مازندران را نشان ميدهد.
شكل1- -2نمونه اي از زمينلغزش در استان مازندران در روستاي گرمستان از توابع شهرستان ساري
5-1- زمين آمار29(ژئواستاتيستيك)
شاخصهاي زيادي براي كمي كردن نحوه پراكنش متغيرهاي محيطي با در نظر گرفتن تغييرات مكاني آنها وجود دارد كه از بارزترين آنها ميتوان به روشهاي زمين آمار اشاره كرد (تورنر،2001 ). زمين آمار شاخه‌اي از آمار كه در آن مختصات دادههاي مربوط به جامعه تحت بررسي، و به تبع آن ساختار فضايي دادههاي مربوط مورد مطالعه قرار ميگيرد. از ديدگاه زمين آمار هر نمونه تا يك حداكثر فاصلهاي معين با نمونههاي اطراف خود ارتباط فضايي دارد، اين فاصله حداكثر، دامنه تاثير ناميده ميشود كه داراي اهميت فراواني است. امروزه روشهاي زمين آماري عليرغم پيچيدگي آنها به دليل كاربرد نرم افزاري كامپيوتري در شاخههاي مختلف علوم خصوصا علوم محيطي و منابع طبيعي كاربرد فراواني دارد (حسني پاك،1386).
1-5-1- متغير ناحيهاي
اختلاف مقادير يك متغير ناحيهاي از دو مولفه تصادفي و جزمي تشكيل ميشود، بنابراين ساختار متغير ناحيهاي نيز شامل دو بخش ساختار مولفه جزمي و ساختار مولفه تصادفي است. ساختار مولفه تصادفي چيزي است كه اصطلاحا ساختار فضايي ناميده ميشود و تابعي است از فاصله ولي مستقل از مختصات. از خواص متغيرهاي ناحيهاي اين است كه بزرگي اختلاف مقادير آنها در زمان يا مكان متناسب با فاصله زماني يا مكاني آنها است. به عبارت ديگر در فواصل زماني و يا مكاني نزديك به هم احتمال اختلاف بين مقدار مولفههاي تصادفي كمتر و در فواصل زماني و يا مكاني دور از هم احتمال اختلاف بين مولفه تصادفي بيشتر ميگردد (محمدي،1377).
2-5-1- تغيير نما30
تابع واريوگرام، ابزار كليدي در نظريهي متغيرهاي ناحيهاي است. واريوگرام تجربي، عبارت از متوسط مجذور اختلافات بين دو مشاهده ((x+h )Z ,(x)Z) در دو موقعيت مكاني واقع در فضاي نمونهبرداري است كه توسط آرايه از هم جدا شدهاند:
y ?(h)=1.1/(2N(h)) ?_(i=1)^(N(h))??(z(x_(i+h ) ?))^2
() N، عبارت از جفت نمونههاي جدا شده توسط h است. هم چنين واريوگرام تجربي را ميتوان براي جهات مختلف جغرافيايي و همچنين، شبكههاي نمونهبرداري منظم و غيرمنظم نيز محاسبه كرد (محمدي،1377).
1-2-5-1- اجزاي تغيير نماي ايدهآل
1-2-5-1-1- دامنه تاثير31
براي يك متغير ناحيهاي با ساختار فضايي، توزيع طوري است كه تشابه مقدار متغير ناحيهاي براي نقاط نزديك به هم نسبت به نقاط دور ازهم بيشتر است. لذا با افزايش فاصله زماني يا مكاني بين نمونهها به حدي ميرسيم كه از آن به بعد مقدار متغير ناحيهاي در نقاط اطراف يكديگر بر هم تاثير چنداني ندارند و با افزايش فاصله مقدار واريوگرام تغيير معنيداري نميكند. به اين فاصله دامنه يا شعاع تاثير ميگويند (محمدي،1385). در شكل 1-3 اجزاي تغيير نماي ايده آل نشان داده شده است.
شكل1- 3- اجزاي تغيير نماي ايده آل
1-2-5-2-1- سقف32 واريوگرام
همچنان كه افزايش مييابد مقدار هر واريوگرام از مقادير كم شروع شده و پس از فراز و نشيبهايي كه ممكن است به سمت حد ثابتي ميل كند. بنابراين بعضي از واريوگرامها به مقدار نسبتا ثابتي ميرسند كه بعد از آن هر چه فاصله بيشتر شود مقدار واريوگرام تغيير معنيداري نميكند. به اين مقدار نسبتا ثابت كه تغييرات آن فقط تصادفي است سيل يا سقف گفته ميشود (محمدي،1385).
1-2-5-3-1- اثر قطعهاي33
از نظر تئوري مقدار واريوگرام به ازاء =0 بايد به حداقل مقدار خود يعني به صفر تنزل كند. ولي در عمل واريوگرامهاي واقعي كه محصول تجربه ميباشند، معمولا از چنين شرايطي تبعيت نميكنند. به مقدار واريوگرام به ازاء =0 اثر قطعهاي گفته ميشود (محمدي،1385).
6-1- روش كريجينگ34
در زمين آمار، روشهاي مختلفي براي تخمين وجود دارد كه در زير به شرح يك روش عمده از آن مي‌پردازيم. به طور كلي تخمين زمين آماري فرايندي است كه طي آن ميتوان مقدار يك كميت در نقاطي با مختصات معلوم را با استفاده از مقدار همان كميت در نقاط ديگري با مختصات معلوم به دست آورد. از مهمترين ويژگيهاي كريجينگ آن است كه به ازاي هر تخميني خطاي مرتبط با آن را ميتوان محاسبه كرد. بنابراين براي هر مقدار تخمين زده شده ميتوان دامنه اطمينان آن تخمين را محاسبه كرد.
6-1-1- معادلات كريجينگ
از آن جايي كه كريجينگ يك ميانگين متحرك وزندار است، اين تخمينگر به صورت زير تعريف مي‌شود:
z_v=?_(i=1)^n?z_i z_vi
كه در آن z_v عيار تخميني ?_i وزن يا اهميت كميت وابسته به نمونه iام وz_vi عيار نمونه iام است. اين نوع كريجينگ را كريجينگ خطي مينامند زيرا تركيب خطي از n داده است. شرط استفاده از اين تخمين‌گر آن است كه متغير z توزيع نرمال داشته باشد. در صورتي كه متغير مورد نظر توزيع نرمال نداشته باشد، بايد از كريجينگ غيرخطي استفاده كرد و يا ميتوان ابتدا تبديلي پيدا كرد كه توزيع متغير مورد نظر را به نرمال تبديل كند و آنگاه روي دادههاي تبديل يافته كريجينگ خطي انجام داد. تخمينگر كريجينگ بهترين تخمينگر نااريب است. لذا بايد اول عاري از خطاي سيستماتيك باشد و ثانيا واريانس تخمين آن حداقل باشد (محمدي،1377).
6-2-1- ويژگيهاي كريجينگ
كريجينگ يك تخمينگر نااريب با كمترين واريانس تخمين است. شرط نااريب بودن در ديگر روشهاي تخمين مانند روش چند ضلعي، عكس فاصله و عكس مجذور فاصله نيز اعمال ميشود ولي ويژگيهاي كريجينگ در آن است كه ضرايب ?_i را به گونهاي تعيين ميكند كه در عين نااريب بودن، واريانس تخمين نيز حداقل باشد. بنابراين كريجينگ، همراه هر تخمين، مقدار خطاي آن را نيز ميدهد و به اين ترتيب نه فقط ميتوان مقدار متوسط خطاها را محاسبه كرد بلكه ميتوان توزيع خطاها را در كل محدوده مورد بررسي بهدست آورد. با استفاده از اين ويژگي منحصر به فرد كريجينگ، ميتوان قسمتهايي كه در آنجا خطا بالاست و براي كاهش آن به دادههاي بيشتري نياز است را مشخص كرد و تحت پوشش لازم قرار داد. از طرفي ميتوان ميزان كاهش واريانس تخمين به ازاء هر نمونه را قبل از اقدام به نمونهبرداري آن تعيين كرد. بنابراين با استفاده از واريانس تخمين ميتوان بهترين نقاط نمونهبرداري را پيشنهاد كرد. از ويژگيهاي ديگر كريجينگ آن است كه در صورت تخمين مقدار كميت در نقاط نمونهبرداري مقدار تخميني با مقدار اندازهگيري شده بايد برابر باشد و واريانس اين تخمين صفر گردد. ويژگي ديگر كريجينگ آن است كه موجب نرم شدن تغييرات ميشود. از ويژگيهاي ديگر كريجينگ كه بايد به آن اشاره شود خاصيت جمعپذيري آن است. اين خاصيت باعث ميشود



قیمت: تومان


پاسخ دهید