فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدفمخازن سدها از مهم‌ترین منابع تامین آب محسوب می‌شوند که تخمین مساحت پهنه آب آن‌ها در بسیاری از مباحث هیدرولیکی و هیدرودینامیکی ضروری است. روندیابی و مدیریت سیلاب، شبیه‌سازی پخش و انتقال مواد آلاینده، و نیز مدل‌سازی لایه‌بندی حرارتی مخزن سد‌ از مباحث مهمی هستند که نیازمند اطلاع از مساحت پهنه آبی می‌باشند. با توجه به توسعه ‌علم سنجش از دور و بهبود روز‌افزون کیفیت تصویربرداری ماهواره‌های مختلف می‌توان با کمترین هزینه اطلاعات ارزشمندی از روند تغییرات مساحت پهنه‌های آبی بدست آورد و آن‌ها را در سری‌های زمانی بلند مدت ارزیابی کرد. در این پژوهش یک روش دقیق بر مبنای سنجش از دور با هدف محاسبه سطح آب مخازن سدها و دریاچه‌ها در تراز سطح آب دلخواه ارائه شده است.مواد و روش‌هاتصاویر ماهانه ماهواره Landsat-8 از آوریل 2013 تا سپتامبر 2023 برای مخزن سد زوجار در کشور اسپانیا واقع در طول جغرافیایی W2318°/5- و عرض جغرافیایی °N9295/38 از آرشیو سایت سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) دانلود شد و پس از انجام تصحیحات رادیومتریکی تصاویر، با استفاده از ترکیب پنج شاخص آبی MNDWI، NWI ،AWEIsh ،AWEInsh وTCwet یک آستانه تشخیص بین مناطق آب و خشکی برای هر تصویر ماهانه که شامل شکاف داده‌ها (ابهام در وضعیت آب یا خشک بودن پیکسل) به دلیل وجود سایه، ابر، حفره، یخ و غیره بود بدست آمد تا مشخص کند وضعیت پیکسل‌ها آب، خشکی یا شکاف می‌باشد. با استفاده از آستانه تشخیص بدست آمده تصاویر ماهانه به صورت پهنه‌های آب-خشکی که شامل شکاف در داده‌ها بودند طبقه‌بندی شدند. برای پر کردن این شکاف‌ها یک پهنه احتمال آب بلند مدت که در آن وضعیت هر پیکسل شکاف در تراز‌های سطح آب مختلف ماهانه با وضعیت بلند مدت (ده ساله) خود مقایسه شود محاسبه شد. با استفاده از روش تکرار در احتمالات آب مختلف و معادله‌ای که فاصله مساحت پهنه آب ماهانه و مساحت پهنه آب بلند مدت را به حداقل برساند مساحت‌های حاصل از شکاف داده‌ها برای هر تصویر ماهانه پر شدند و در نهایت یک سری زمانی ده ساله مساحت سطح آب مخزن تشکیل شد. برای اعتبارسنجی نتایج پژوهش از پایگاه داده‌ سری‌های زمانی هیدرولوژیکی آب‌های سطحی (DAHITI) که شامل اطلاعات هیدرولوژیکی دریاچه‌ها و مخازن سدهای مناطق مختلف از سال 1992 می‌باشد استفاده شده است.یافته‌هامساحت‌های سطح آب محاسبه شده مخزن سد زوجار در بازه ده ساله نشان داد که بیشترین مساحت سطح آب در آوریل 2013 و در تراز سطح آب 2/351 متر برابر با 3/140 کیلومترمربع و کمترین مساحت سطح آب در سپتامبر 2023 و در تراز سطح آب 1/316 متر برابر با 8/17 کیلومترمربع بوده است. بررسی‌ها نشان داد که مساحت سطح آب مخزن در دهه گذشته به طور پیوسته روند نزولی داشته است که تغییرات آب و هوایی و کاهش بارش در منطقه می‌تواند از مهم‌ترین دلایل آن باشد.از مقایسه مساحت سطح آب محاسباتی تصاویر ماهانه در این بازه ده ساله با پایگاه داده میانگین خطای محاسبات حدود 5/2 درصد بدست آمد. همچنین بیشترین اختلاف محاسبه سطح آب مربوط به جولای 2016 و در تراز سطح آب 4/344 متر حدود 3/4 کیلومتر مربع (6/3 درصد) بوده است. نتیجه‌گیریاگرچه مساحت سطح آب مخزن در هر تراز را ‌می‌توان به کمک منحنی اولیه سطح-ارتفاع مخزن محاسبه نمود اما این منحنی در طول زمان به دلایل مختلف مثل ته‌نشینی رسوبات توسط سیلاب‌ها تغییر می‌کند. بنابراین مساحت پهنه آبی رفتاری دینامیکی داشته و باید تغییرات زمانی آن در نظر گرفته شود. روش ارائه شده بر مبنای سنجش از دور با دقت بالایی قابلیت تفکیک پهنه‌های آب-خشکی و برآورد مساحت سطح آب مخزن سد را در سری زمانی بلند مدت دارد.