مقایسه تراکم و بعد فراکتال شبکه های زهکشی در مقیاس و دقت های مختلف (مطالعه موردی: حوزه های آبخیز استان ایلام)

پدیده ها و عوارض موجود در طبیعت به رغم پیچیدگی های فراوان دارای نظم و قواعد خاصی است. رفتار و الگوی رودخانه ها نیز به عنوان یکی از پدیده های پیچیده طبیعی، از این امر مستثنی نیست. بسته به شرایط ژئومورفولوژیکی، اقلیمی، توپوگرافی و فرسایشی، آبراهه ها رفتار و الگوی متفاوتی از خود نشان می دهند. یکی از پارامترهایی که می توان با استفاده از آن به پیچیدگی الگوی شکل عوارض و پدیده ها دست یافت، هندسه فراکتال می باشد. هدف از این پژوهش محاسبه و مقایسه بعد فراکتال شبکه های هیدروگرافی در حوزه های آبخیز استان ایلام که ازdem 50 متر و داده های srtm استخراج شدند، که شبکه های هیدروگرافی به دست آمده از داده های srtmبا دقت بیش از 5 متر با استفاده از تصاویر گوگل ارث ترسیم شده اند. بدین منظور، ابتدا 12 حوزه آبخیز در استان ایلام (اما، تنگ سازبن، دویرج، هلیلان، نظرآباد، چم گز، کُلم، سیاگاو، جعفرآباد، چاویز، جزمان و ورگچ) انتخاب و پس از تعیین واحد های 25 کیلومتر مربع در محدوده هرکدام از حوزه ها و ترسیم و تکمیل الگوهای شبکه زهکشی در محدوده های مورد مطالعه، به کمک نرم افزار فراکتالیز بعد فراکتال آنها محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که محاسبه و مقایسه بعد فراکتال به روش های تصویری در صورتی صحت دارد که عرصه های مورد مقایسه از مساحت یکسانی برخوردار بوده و همچنین، دقت و مقیاس ترسیم شبکه های هیدروگرافی نیز یکسان باشد. از سوی دیگر شبکه زهکشی ترسیم شده از روی گوگل ارث با دقت بیشتر از پنج متر نسبت به شبکه آبراه ه ای متناظر با دقت dem 50 متر در پلات های 5 ×5 کیلومتر مربع (25 کیلومتر مربع) از دقت بسیار بالایی برخوردار است. همچنین کمترین مقدار بعد فراکتال قبل از اصلاح شبکه های هیدروگرافی مربوط به حوزه آبخیز اما (1.042) و بیشترین مقدار آن مربوط به حوزه آبخیز تنگ سازبن (1.424) می باشد. در حالیکه پس از اصلاح شبکه های هیدروگرافی و محاسبه بعد فراکتال، کمترین مقدار به دست آمده بعد فراکتال مربوط به حوزه آبخیز چاویز (1.11) و بیشترین مقدار آن مربوط به حوزه آبخیز نظرآباد (1.49) است.

Comparison Density and Fractal Dimension of Drainage Networks in Different Scales and Precision Different (Case Study: Ilam Watersheds)

Every phenomena in the nature, despite the complexity of the subject, has certain rules and regulations. River pattern and behavior as one of the most complex natural phenomena to this is not an exception. Depending on geomorphologic, climatic, topographic and erosive conditions, the waterways exhibit different patterns and behaviors. One of the parameters which can be achieved using the complexity of the pattern of the form of phenomena is fractal geometry. The purpose of this study is to calculate and compare the fractal dimension of hydrographic networks in Ilam watersheds, which were extracted from 50 m DEM and SRTM satellite data. Hydrographic networks that were derived from SRTM data with a precision of more than 5 meters are mapped by using Google Earth images. For this purpose, 12 watersheds were first selected in Ilam province (Ema, TangeSazbon, Doiraj, Holylan, Nazarabad, Chamgahs, Kolm, Siagav, Jafarabad, Chaviz, Jezman and Vargach) and after determining the units of 25 square kilometers in each of the areas and drawing and completing the drainage network patterns in the studied areas, their fractal dimension were calculated using Fractalys software. The results showed that the calculation and comparison of fractal dimension with visual methods is correct if the compared fields have the same area, and the accuracy and scale of the drawing of hydrographic networks is also the same. On the other hand, the drainage network drafted on Google Earth with a precision of more than five meters compared to the corresponding waterway network with a precision of 50m DEM in 5 times; 5 square kilometers (25 square kilometers), has a very high accuracy. Also, the minimum fractal dimension before the modification of hydrographic networks is for Ema watershed (1/042) and the maximum amount is for TangeSazbon watershed (1,424). However, after the modification of hydrographic networks and calculating fractal dimension, the lowest fractal dimension is for Chaviz watershed (1.1) and the highest amount is for Nazarabad (1.49).