ارزیابی اثرات تغییرات کاربری اراضی و نوع کشت بر تغییرات حجم آب ورودی به دریاچه ارومیه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 رئیس گروه تحلیل داده ها و اطلاعات دفتر تحقیقات منابع آب ایران

2 استاد تمام دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تبریز

چکیده

شرایط کنونی دریاچه ارومیه پیامد توسعه نامتوازن و ناپایدار در حوضه آبریز آن و برداشت بی‌رویه از منابع آب تجدیدپذیر حوضه بویژه در دو دهه اخیر می‌باشد. هدف پژوهش حاضر سنجش اثرگذاری تغییرکاربری اراضی کشاورزی بر روند کاهش تراز آب دریاچه ارومیه و تسریع روند خشکی آن است.‬‬‬‬‬ داده‌های مورد استفاده در این پژوهش شامل تصاویر ماهواره‌ای لندست در بازه زمانی سال 2000 الی 2020 و آمار و اطلاعات منابع آب ورودی به دریاچه ارومیه می‌باشند که توسط الگوریتم‫های SVM, Kappa Coefficient در نرم‫افزارENVI5.3 طبقه‫بندی و صحت سنجی شده و سپس با استفاده از نرم‌افزارArc-GIS میزان تغییرات کاربری‌ها مشخص شده است. در نهایت بعد از مشخص نموندن میزان تغییرات هر کاربری میزان آب مورد نیاز هر نوع کشت بر اساس تیپ اقلیمی و ویژگی خاک آن شهرستان توسط مدلNETWAT محاسبه گردید. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره‫ای نشان می‫دهد در بازه زمانی هدف پژوهش روند تغییر الگوی کشت از کشاورزی آبی به باغداری بسیار سریع بوده به طوری که از مساحت 395 کیلومترمربع در سال 2000 به 688 کیلومترمربع در سال 2020 رسیده است. همچنین خروجی‫های مدل NETWAT نیز نشان می‫دهد که با توجه به تغییر مساحت کاربری اراضی کشاورزی و تغییر الگوی کشت میزان مصرف آب مورد نیاز در بخش کشاورزی در بازه زمانی رشدی تقریبا دو برابری داشته و از 1600 میلیون متر‫مکعب در سال 2000 به 2900 میلیون مترمکعب در سال 2020 رسیده است و این افزایش نیاز مصرفی باعث حذف جریان سطحی رودخانه‌ها و پایین رفتن سطح آب‫های زیرزمینی حوضه شده است که خود مبین دلیل اصلی کاهش حجم آب ورودی به دریاچه ارومیه می‌باشد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of the effects of land-use changes and cultivation type on changes in the volume of water entering Lake of Urmia

نویسندگان [English]

  • hassan Golmohammadi 1
  • kiomars roshangar 2
  • mohammad taghi aalami 2
1 Head of Data Analysis Department of Iran Water Resources Research Office
2 Professor of the whole Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

The purpose of this study is to measure the impact of agricultural land-use change on the process of reducing the water level of Urmia Lake and accelerate its land process. The data used in this research include Landsat satellite images in the period 2000 to 2020 and statistics and information of water sources entering the lake of Urmia Lake Rehabilitation Headquarters, which are classified by SVM, Kappa Coefficient algorithms in ENVI5.3 software and Validated and then using Arc-GIS software to determine the extent of user changes. Finally, after determining the number of changes in each land use, the amount of water required for each type of cultivation was calculated based on the climatic type and soil characteristics of the city by the NETWAT model. The satellite images show that in the period, the research aimed to change the cultivation pattern from irrigated agriculture to cropland, from an area of 395 km3 in 2000 to 688 km3 in 2020. The outputs of the NETWAT model also show that due to the change in the land-use area of agricultural lands and the change in the cultivation pattern, the amount of water consumption required in the agricultural sector has almost doubled in the growth period, from 1600 million cubic meters in 2000. It reached 2900 million cubic meters in 2020. This increase in consumption needs has eliminated the surface flow of rivers and lowered the groundwater level of the basin, which is the main reason for reducing the volume of water entering Urmia Lake.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cultivation type change
  • Land use change
  • Urmia Lake catchment area
  • Super vector machine

مراجع

اصغری سراسکانرود، ص.، حسن‌زاده، ر؛ و میری آتشگاه، ز. 1398. بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز علی‌آباد چای هوراند و ارزیابی اثرات آن بر روند مصرف آب در باغات میوه، فصلنامه هیدروژئومورفولوژی، 19: 37-56.
اسدی زارج، م ا.، جم نژاد، ف.، اختصاصی، م. و حسینی، س. ز. 1399. تأثیر خشک‌سالی و تغییرات کاربری اراضی بر کمیت و کیفیت منابع آب زیرزمینی دشت داراب، فصلنامه مهندسی اکوسیستم بیابان، 9 (28): 89-102.
تقافیان، ب.، فرازجو، ح.، سپهری، ع. و نجفی نژاد، ع. 1385. بررسی اثرات تغییرات کاربری اراضی بر سیل‌خیزی حوضه آبریز سد گلستان، تحقیقات منابع آب ایران، 2(1): 18-28.
دسترنج، ح.، توکلی، ف. و سلطان‌پور، ع. 1397. بررسی تغییرات سطحی و حجمی آب دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و ارتفاع سنجی ماهواره‌ای، فصلنامه اطلاعات جغرافیایی، 7 (107): 149-163.
رجایی، ف.، اسماعیلی ساری، ع.، ماهینی، ع.، دلاور، م. و مساح بوانی، ع ر. 1399. ارزیابی تغییرات کاربری اراضی در حوضه آبخیز رودخانه تجن با تکیه‌بر سنجه‌های سیمای سرزمین، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. 92: 366- 351.
علیزاده، ا. 1380. نیاز خالص آبیاری محصولات زراعی و باغی ایران (NETWAT). پروژه بهینه‌سازی الگوی مصرف آب کشاورزی ایران، سازمان هواشناسی کشور و وزارت جهاد کشاورزی.
Ang, KH. 2017. Land Use Land Cover Changes in Detection of Water Aquality:A Study Based on Remote Sensing and Multivariate Statistics, Hindawi Journal of Environmental and Public Health. 7515130:1-12.
Barhagh, S.E., Zarghami, M., Alizade Govarchin Ghale, Y. and Shahbazbegian, M.R. 2021. System dynamics to assess the effectiveness of restoration scenarios for the Urmia Lake: A prey-predator approach for the human-environment uncertain interactions, Journal of Hydrology. 593: 125891
Dylan, S.A., Richard, W.S., Randy, A.D, Michael, A., Joshua, J. and Kenneth, W.T. 2005. Land use and land cover influence on water quality in the last free-flowing river draining the western Sierra Nevada, California, Journal of Hydrology. 313(3): 234-247.
Habtamu, T., Casper, I. M., Joel, O.B., Abubeker, H., Ayana, A. and Yared, M. 2018. Evaluation of land use land cover changes using remote sensing Landsat images and pastoralists’ perceptions on range cover changes in Borana rangelands, Southern Ethiopia, International Journal of Biodiversity and Conservation. 10(1):1-11. DOI: 10.5897/IJBC2017.1123, pp.1-11
Hesami, A. and Amini, A. 2016. Changes in irrigated land and agricultural water use in the Lake Urmia basin. Lake and Reservoir Management. 32(3): 288–296.
Hu, X. and Weng, Q. 2009. Estimating impervious surfaces from medium spatial resolution imagery using the self-organizing map and multi-layer Perceptron Neural Networks. Remote Sensing of Environment. 113(10): 2089–2102.
 Jog, S. and Dixit, M. 2016. Supervised classification of satellite images, Conference on Advances in Signal Processing (CASP). 10.1109/CASP.2016.7746144
Karlsson, I. B., Sonnenborg, T. O, Refsgaard, J. C, Trolle, D., Børgesen, C. D., Olesen, J. E. and Jensen, K. H. 2016. Combined effects of climate models, hydrological model structures and land use scenarios on hydrological impacts of climate change. Journal of Hydrology. 535: 301-317. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.01.069
Kim, J., Choi, J., Choi, C. and Park, S. 2013. Impacts of changes in climate and land use/land cover under IPCC RCP scenarios on streamflow in the Hoeya River Basin, Korea. Science of the Total Environment, 452: 181-195. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.02.005
Mirzaei, A., Saghafian, B., Mirchi, A. and Madani, K. 2019.The Groundwater-Energy-Food Nexus in Iran’s Agricultural Sector: Implications for Water Security, Journal of water. 11(9): 1-15.
Nathan, E.O. and Liuzzo, L. 2019. Impact of land use on water resources via a Gaussian
process emulator with dimension reduction, Journal of Hydroinformatics. 21 (3): 411–426.
Nedjai, R., Nghiem, V. T., Do, T. P. T. and Nasredine, M. N. 2016. The impact of land use and climate change in the centre region of France on the physico-chemical status of aquatic systems. International Journal of Spatial, Temporal and Multimedia Information Systems. 1 (1): 102-117.
Notter, B., Hurni, H., Wiesmann, U. and Abbaspour, K. C. 2012. Modelling water provision as an ecosystem service in a large East African river basin. Hydrology and Earth System Sciences. 16(1): 69-86. doi: 10.5194/hess-16-69-2012
Ortegón, Y.A.C., Acosta-Prado, J.C. and Acosta Castellanos, P.M. 2022. Impact of Land Cover Changes on the Availability of Water Resources in the Regional Natural Park Serranía de Las
 
Quinchas. Sustainability. 14(6):3237. https://doi.org/10.3390/su1406323
Rong, K., Li, X., Yang, Q. 2022. Influence of Land Use Change on Green and Blue Water Resources in Xixi Basin of Southeast China during 1970s–2018. Water Resources, 49(3): 378-390. https://doi.org/10.1134/S0097807822030071
Seyed Hamidreza, S., Sharifi Moghadama, E., Delavarb, M. and Zarghami, M. 2020. Application of water-energy-food nexus approach for designating optimal agricultural management pattern at a watershed scale, Agricultural Water Management. 233: 106071
Shirmohammadi, B., Malekian, A., Salajegheh, A. and Taheri, B., Azarnivand H, Malek Z, Verburgcd PH. 2020. Scenario analysis for integrated water resources management under future land use change in the Urmia Lake region, Iran, Land use policy journal. 90:104299.
Shrestha, S. and Htut, A.Y. 2016. Land use and climate change impacts on the hydrology of the Bago River Basin, Myanmar. Environmental Modeling & Assessment. 21: 819-833. doi:10.1007/s10666-016-9511-9.
Srivastava, P.K. 2012. Selection of classification techniques for land use/land cover change investigation. Advances in Space Research. 50(9): 1250-1265.
Zubeyri, M. and Majd, A. 2013. Introduction to Remote Sensing Technique and Application in Natural Resources. Tehran: University of Tehran Publications.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار