پیش‌بینی حساسیت‌پذیری فرسایش خندقی با استفاده از مدل‌های حداکثر آنتروپی، دمپسترشفر و وزن شاهد در دامنه‌ی جنوبی البرز: تعیین بهترین مدل و تاثیر مهم‌ترین شاخص‌ها

مقدمه و هدف پژوهش: شناسایی مناطق حساس به فرسایش خندقی با استفاده از مدل های آماری و استفاده حداکثری از اطلاعات موجود با صرف هزینه و زمان کم تر و دسترسی به دقت بیش تر از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. هدف این پژوهش تهیه نقشه حساسیت به فرسایش خندقی با استفاده از مدل های حداکثرآنتروپی، دمپسترشفر و وزن شاهد در حوزه آبخیز علاء در دامنه ی جنوبی البرز استان سمنان می باشد. شناسایی مهمترین عامل های محیط زیستی موثر بر رخداد فرسایش خندقی با روش جک نایف و بررسی اهمیت هر یک از عامل های محیط زیستی در منطقه ی مورد مطالعه با تحلیل منحنی های پاسخ از دیگر اهداف این تحقیق است.مواد روش ها: در این پژوهش پس از انتخاب منطقه مورد مطالعه، اطلاعات لازم جمع آوری و نقشه عوامل موثر بر فرسایش خندقی تهیه گردید. در ادامه نقشه پراکنش رخداد خندقی تهیه و داده ها به شکل تصادفی به دو دسته آموزشی یا واسنجی (70%) و دسته آزمایشی یا پیش بینی (30%) تقسیم شدند همچنین آزمون هم خطی چندگانه با شاخص های فاکتور تورم واریانس و ضریب تحمل به منظور بررسی هم پوشانی و همچنین اهمیت هر یک از عوامل موثر انجام شد. پس از اجرای مدل های بیشینه بی نظمی، دمپسترشفر و وزن شاهد نقشه حساسیت به فرسایش خندقی تهیه و در پنج کلاس خیلی کم تا خیلی زیاد طبقه بندی گردید. سرانجام ارزیابی مدل های پیش بینی حساسیت فرسایس خندقی منطقه مورد مطالعه انجام و روش برتر برای منطقه مورد مطالعه انتخاب گردید.نتایج و بحث: براساس نتایج بدست آمده از آزمون هم خطی، از 23 پارامتر موثر در رخداد فرسایش خندقی20 پارامتر شامل اقلیم، کاربری اراضی، تراکم آبراهه، نوع خاک ، ارتفاع، فاصله از آبراهه، بارش متوسط سالانه، شیب، شاخص انحنای نیم رخ، انحنای دامنه، شاخص فاصله قائم از آبراهه، شاخص هم گرایی، شاخص پوشش گیاهی، شاخص رطوبت توپوگرافی، جهت شیب، مساحت حوزه آبخیز، شاخص سایه روشن، سنگ شناسی، بافت سطح زمین و شاخص طبقه بندی انحنای برای مدل سازی مناسب تشخیص داده شدند. نقشه حساسیت به فرسایش خندقی حوزه مورد مطالعه نشان داد که رخنمون واحد سنگی رسی و مارنی کواترنری در مناطق جنوبی حوضه بیشترین تاثیر را در ایجاد فرسایش خندقی دارند. برای اعتبار سنجی مدل ها از منحنی مشخصه عملکرد ساختار و مساحت سطح زیرمنحنی استفاده شد. مدل های بیشینه ی بی نظمی، دمپسترشفر و وزن شاهد در مرحله مدل سازی به ترتیب دارای دقت 87.1، 81 و 83.7 درصد و در مرحله اعتبارسنجی نیز دارای دقت 87.5، 0.8 و 84.6 درصد می باشند و دارای کارایی خیلی خوب در پیش بینی مناطق حساس به فرسایش خندقی است.نتیجه گیری: مدل حداکثر آنتروپی با مقدار 0.91 در حالت توسعه مدل و مقدار 0.89 در حالت اعتبارسنجی می توانند در پهنه بندی و پیش بینی رخداد فرسایش خندقی کارآمد باشد فلذا مدل حداکثرآنتروپی با سرعت و دقت خوب در ارزیابی عوامل موثر و اعتبارسنجی پهنه بندی حساسیت نسبت به فرسایش خندقی به کار گرفته شد. پهنه بندی نقشه حساسیت نسبت به فرسایش خندقی در منطقه مورد مطالعه نشان داد بیشتر مناطق با حساسیت زیاد و خیلی زیاد در مناطق مرکزی و جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه متمرکز بوده، درحالی که مناطق با حساسیت فرسایش خندقی کم در مناطق پرشیب و مرتفع شمالی گسترش دارند.. نتایج این پژوهش قابل ترویج و آموزش است و دستگاه های اجرای برای مهار فرسایش خندقی می توانند با استفاده از نتایج این پژوهش اقدام های لازم را انجام دهند.

prediction of gully erosion susceptibility using me, dempster-shafer and woe models in the southern slope of alborz: determining the best model and the effect of the most important indicators

introduction: identifying areas sensitive to gully erosion using statistical models and making maximum use of available information with less cost and time and access to greater accuracy is of particular importance. the aim of this research is to prepare a map of sensitivity to gully erosion using maximum entropy, dempster-schaffer and witness weight models in the alaa watershed in the southern slope of alborz, semnan province. identifying the most important environmental factors affecting the occurrence of gully erosion using the jackknife method and examining the importance of each environmental factor in the study area by analyzing response curves are other objectives of this research.method: in this study, after selecting the study area, the necessary information was collected and a map of the factors affecting gully erosion was prepared. next, a gully occurrence distribution map was prepared and the data were randomly divided into two groups: training or calibration (70%) and experimental or prediction (30%). also, a multiple collinearity test was performed with the variance inflation factor and tolerance coefficient indices to examine the overlap and importance of each of the effective factors. after implementing the maximum disorder, dempster-schaffer, and witness weight models, a gully erosion sensitivity map was prepared and classified into five classes from very low to very high. finally, an evaluation of gully erosion sensitivity prediction models for the study area was performed and the superior method was selected for the study area.results and discussion: based on the results obtained from the collinearity test, 20 parameters from 23 effective parameters in the occurrence of gully erosion, including climate, land use, stream density, soil type, elevation, distance from the stream, average annual precipitation, slope, profile curvature index, slope curvature, vertical distance index from the stream, convergence index, vegetation index, topographic moisture index, slope direction, watershed area, light shade index, lithology, ground surface texture, and curvature classification index, were identified for appropriate modeling. the gully erosion sensitivity map of the study area showed that the outcrop of the quaternary clay and marl rock unit in the southern regions of the basin has the greatest effect on causing gully erosion. the structure performance characteristic curve and the area under the curve were used to validate the models. the maximum irregularity, dempster-schaffer, and witness weight models have accuracies of 87.1, 81, and 83.7 percent in the modeling stage, respectively, and 87.5, 80, and 84.6 percent in the validation stage, and are very effective in predicting areas susceptible to gully erosion.