زمینه و هدف: رفتار رودخانه، از دو دسته عوامل طبیعی و عوامل انسانی تأثیر می‌پذیرد. عوامل طبیعی مانند وقوع سیل، فرسایش خاک، حرکت توده‌ای و عوامل انسانی مانند ساخت‌و‌ساز تأسیسات، تغییر کاربری اراضی و برداشت شن و ماسه از بستر، نقش اساسی در رفتار و تشدید تغییرات رودخانه دارد. خطرات جدی و جبران‌ناپذیری که جابه‌جایی‌ها و تغییرات رودخانه‌ها ممکن است به دنبال داشته باشد، ضرورت بررسی مورفولوژی آن را در مرحله مطالعات، قبل از هر گونه اقدامی نمایان می‌سازد. شبکه آبراهه‌ها پیوسته مکان خود را براساس زمان، عوامل محیطی و دخالت بشر تغییر می‌دهند. مطالعه تغییرات آبراهه‌ها به‌منظور ارائه راه‌کارهای مدیریتی برای حفاظت خاک از اهمیت بسزائی برخوردار است. یکی از روش‌های نوین در این رابطه، استفاده از هندسه فرکتال می‌باشد. هدف از این پژوهش، محاسبه بُعدهای فرکتالی آبراهه و بررسی رابطه آن با خصوصیات مورفومتری حوضه بود.روش پژوهش:بدین منظور نقشه توپوگرافی حوضه مزداران شهرستان فیروزکوه استان تهران تهیه و با استفاده از نرم‌افزار ARC GIS 10.3 نقشه آبراهه‌ها تهیه و خصوصیات مورفومتری حوضه تعیین گردید. سپس سه بُعد فرکتالی شبکه زهکشی (انشعاب آبراهه)، تراکم زهکشی و مساحت حوضه محاسبه شد. در نهایت با وارد کردن داده‎ های به‌دست آمده از محاسبات در نرم‎افزارهای SPSS 18 و Curve Expert روابط خصوصیات مورفومتری حوضه با ابعاد فرکتالی بررسی گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد کم ترین و بیش‌ترین بُعد فرکتالی نسبت انشعاب 25/0 و 99/2، بُعد فرکتالی تراکم زهکشی 19/0 و 34/2 و بُعد فرکتالی مساحت 76/0 و 60/2 می‌باشد. میزان بُعد فرکتالی نسبت انشعاب، بُعد فرکتالی تراکم زهکشی و بُعد فرکتالی مساحت کل حوضه به ترتیب برابر 84/1، 71/0 و 46/1 به دست آمد. رابطه بین بُعد فرکتالی نسبت انشعاب با مساحت زیرحوضه‌ها با ضریب تببین‌ 90/0، معکوس و رابطه بین بُعد فرکتالی تراکم زهکشی با مساحت و بُعد فرکتالی مساحت با مساحت زیرحوضه‌ها به ترتیب با ضریب تببین 88/0 و 87/0، مستقیم می‌باشد. هرچه حوضه کشیده‌تر و ضریب شکل، گردی و کشیدگی کوچک تری داشته باشد، بُعد انشعاب کوچک تری خواهد داشت. بُعد فرکتالی مساحت با ضریب فشردگی، ضریب کشیدگی، ضریب شکل، نسبت انشعاب، عرض مستطیل معادل و طول مستطیل معادل رابطه مستقیم و با سایر متغیرها رابطه معکوس دارد. براین اساس هرچه حوضه کشیده‌تر باشد و ضریب شکل و کشیدگی کوچکتری داشته باشد، بُعد مساحت کوچکتری خواهد داشت. بُعد فرکتالی تراکم زهکشی با ضریب گردی، ضریب فشردگی، ضریب کشیدگی، ضریب شکل، نسبت مساحت، نسبت انشعاب، عرض مستطیل معادل و طول مستطیل معادل رابطه مستقیم و با سایر متغیرها رابطه معکوس دارد. بنابراین با گردتر شدن حوضه، بُعد فرکتالی تراکم زهکشی افزایش می‌یابد.نتایج: باتوجه به ضریب تبیین مدل‌های به‌دست آمده برای رابطه ابعاد فرکتالی و خصوصیات مورفومتری، می‌توان ابعاد فرکتالی مورد بررسی را با استفاده از خصوصیات مورفومتری به راحتی محاسبه و به تحلیل آن‌ها پرداخت . با توجه به اهمیت خصوصیات آبراهه در مدیریت حوزه‌های آبخیز از نظر سیل، فرسایش و حفاظت خاک، می‌توان از مدل‌های فرکتالی جهت تصمیم‌گیری سریع‌ و دقیق‌تر برای مدیریت آبراهه‌ها استفاده کرد. در آخر با توجه به اینکه استفاده از هندسه فرکتالی روشی نوین در بررسی خصوصیات شبکه آبراهه‌ها می‌باشد پیشنهاد می‌شود در مناطق مختلف با شرایط مورفومتری متفاوت‌تر، حوضه‌ها مورد تحلیل فرکتالی قرار گیرند تفاصيل المقالة

امروزه فرسایش خاک، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات کشورهای جهان به‌خصوص ایران می‌باشد. خطرات و عوارض ناشی از فرسایش در حوزه‌های آبخیز، از عمده‌ترین مشکلات و مسائلی است که به‌طور همه جانبه تعادل اکولوژیک آبخیز‌ها را تحت تأثیر قرار داده است. هدف اصلی این تحقیق، تعیین سطح بهینه کاربری اراضی به‌منظور کاهش میزان فرسایش و بالا بردن درآمد ساکنین حوزه آبخیز سقزچی واقع در استان اردبیل بود. برای این کار، مدل برنامه‌ریزی خطی برای سه وضعیت کنونی کاربری‌ها، کاربری استاندارد و کاربری استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک مطابق با اصول و معیارهای علمی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح کاربری‌های فعلی برای کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنین حوضه مناسب نبوده و در شرایط بهینه باید تغییر کند. در شرایط بهینه سطوح اراضی باغی از 29/132 هکتار به 83/1902 هکتار (4/1438 درصد افزایش)، مرتعی بدون تغییر، کشت آبی از 94/319 هکتار به 6/57 هکتار (99/81 درصد کاهش) و سطح اراضی کشت دیم نیز از 1549 هکتار به 8/40 هکتار (36/97 درصد کاهش) تغییر می‌یابد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که با بهینه‌سازی کاربری اراضی، در شرایط فعلی میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به‌ترتیب 07/0 درصد کاهش و 7/7 درصد افزایش، در شرایط استاندارد کاربری‌ها به‌ترتیب 72/3 درصد کاهش و 7/7 درصد افزایش و در شرایط استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک کاربری‌ها، میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به‌ترتیب 48/5 درصد کاهش و 65/30 درصد افزایش می‌یابد. تفاصيل المقالة

ساختمان خاک هم از نظر مدیریت منابع آب و خاک و هم ارتقای توان تولید پایدار، از اهمیتی فراوان برخوردار است. از آنجا که ساختمان خاک اغلب به صورتی کیفیبیان می شود، یکی از روش های نسبتاً نوین برای توصیف کمّی ساختمان خاک، کاربرد مفهوم هندسه فرکتالی است. با به کار بردن هندسه فرکتالی در تعیین پایداریساختمان خاک و مقایسه آن با روش های کلاسیک، می توان به درکی بهتر از ساختمان خاک دست یافت. هدف از این پژوهش، کمّی سازی ساختمان خاک با استفاده ازمدل های فرکتالی و مقایسه آن ها با روش های کلاسیک بود. بدین منظور، تعداد 30 نمونه از خاک سطحی یک منطقه زراعی تهیه شد. سپس با استفاده از روشالک های تر و خشک، میانگین وزنی و میانگین هندسی قطر خاکدانه ها محاسبه گردید. آنگاه با استفاده از چهار مدل فرکتالی تعداد اندازه و جرم اندازه - - Rieu وSposito ، تعداد اندازه - Mandelbrot و جرم اندازه - Tyler و Wheatcraft بُعد فرکتالی نمونه ها بدست آمد. نتایج نشان داد که دامنه بُعد فرکتالی مدل جرم اندازه - Rieuو Sposito در حالت خشک از 86 / 2 تا 92 / 2 و در حالت تر از 90 / 2 تا 99 / 2 متغیر است. حال آنکه این تغییرات برای مدل Tyler و Wheatcraft در حالت خشک از 53 / 2 تا 78 / 2 و در حالت تر از 24 / 2 تا 55 / 2 بدست آمد. دامنه تغییرات در مدل تعداد اندازه - Rieu و Sposito از 77 / 2 تا 59 / 3 در حالت خشک و از 35 / 2 تا 18 / 3 در حالت تر در نوسان بود. نتایج همچنین نشان داد که دامنه تغییرات در مدل Mandelbrot در حالت خشک از 89 / 2 تا 72 / 3 و در حالت تر از 21 / 2 تا 22 / 3 می باشد. بیشترین انحراف معیار بدست آمده مربوط به میانگین وزنی قطر خاکدانه ها و کمترین انحراف معیار مربوط به بُعد جرم اندازه مدل - Rieu و Sposito بود. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش بُعد فرکتالی، پایداری خاکدانه ها کاهش و ناپایداری آن ها افزایش می یابد. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت که استفاده از مدل های فرکتالی در مقایسه با روش های کلاسیک برای ارزیابی ساختمان خاک از دقتی بیشتر برخوردار است. تفاصيل المقالة