آمار
| تعداد نشریات | 31 |
| تعداد شماره‌ها | 734 |
| تعداد مقالات | 8,011 |
| تعداد مشاهده مقاله | 9,807,320 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 9,286,449 |
کاربرد دو روش ناپارامتریک در تعیین آستانه‌ی عوامل مؤثر بر رشد طولی آبکندها با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی (مطالعه موردی: حوضهی آبخیز سنگانه‌ی کلات) | ||
| هیدروژئومورفولوژی | ||
| مقاله 7، دوره 3، شماره 12، پاییز 1396، صفحه 131-152 اصل مقاله (1.45 MB) | ||
| نوع مقاله: علمی -پژوهشی | ||
| نویسنده | ||
| ابوالقاسم امیراحمدی | ||
| گروه ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده تعیین آستانه‌ی عوامل مؤثر بر رشد طولی آبکندها می‌تواند به مدیران و تصمیم‌گیران کمک کند تا بتوانند با شناخت دقیق، راه‌کار مناسبی را پیش‌بینی و از تخریب اراضی به نحو مطلوب جلوگیری به عمل آورند. هدف از انجام پژوهش حاضر در حوضهی آبخیز سنگانه‌ی کلات تعیین آستانه‌ی عوامل مؤثر بر رشد طولی آبکندها با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی می‌باشد. در این پژوهش ابتدا بر اساس مطالعات میدانی مشخصات مورفومتری 23 آبکند همراه با نمونه‌برداری از خاک شامل تعیین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مؤثر خاک اندازه‌گیری گردید. سپس با بهره‌گیری از روش‌های ناپارامتریک الگوریتم خوشه‌بندیK-Means و درخت تصمیم CARTبه تعیین آستانه‌ی عوامل مؤثر بر گسترش طولی آبکندها پرداخته شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که مهمترین عوامل مؤثر بر گسترش طولی آبکندها در این منطقه عرض آبکند، نسبت جذب سدیم، شیب پیشانی آبکند و درصد سیلت می‌باشد. همچنین مهمترین عامل شکل‌گیری فرسایش آبکندی در منطقهی مورد مطالعه و گسترش آن تحت تأثیر عوامل اقلیمی از یک طرف که باعث ایجاد رواناب و تغییر در میزان نفوذپذیری، و از طرف دیگر تحت تأثیر ویژگی‌ها و خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک‌های منطقه می‌باشد. بنابراین ارائه و اعمال راه‌کارهایی جهت اصلاح خاک و حوضهی آبخیز بالادست آبکندهای این منطقه می‌تواند در کاهش گسترش آبکندها تأثیرگذار باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آبکند؛ آستانه؛ داده‌کاوی؛ ناپارامتریک؛ رشد طولی؛ سنگانه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Application of Two Nonparametric Methods in Determination of the Threshold of Effective Factors in Length Expansion of Gullies Using Data Mining Techniques (Case Study: Sanganeh Kalat Basin) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Abolghasem Amir Ahmadi | ||
| Department of geomorphology, Faculty of Geography and Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Extent Abstract Introduction Gully erosion is a major problem for natural resource management, leading to land degradation and economic losses worldwide. Determining the threshold for research on Geomorphology and natural ecosystems is important for many scholars. Land managers and specialists knowledge about factors affecting the growth of gully enables them to control them and predict their growth rate under similar conditions in other ecosystems. In the study area, this type of erosion has caused many lands to be destroyed, and with runoff and flood runoff, there is a significant amount of sediment that leads to unutilized land. It seems that examining these factors and determining their thresholds will help determine control strategies and more successful implementation of water and soil conservation projects. The purpose of this study was to determine the threshold of effective factors in the longitudinal growth of gullies using data mining techniques in Sanganeh Kalat watershed in the northern part of Khorasan Razavi province. Methodology Initially, the location of 23 gullies was recorded using the Global Positioning System (Garmin 76CSX) and the distribution map of the gullies in the study area. Then, the Soil gravel, bare soil, cover, litter in heads of the selected gully were measured. For this purpose, 15 plots were placed in one square meter and their means and the previously mentioned parameters were determined. In order to measure the physical and chemical properties of the soil, a soil sample was taken from a point at the head of each gully. After they were transferred to the erosion and sedimentation laboratory, the electrical conductivity (ECe), PH, OM, SAR, Clay, Silt and the Sand were measured. Also, the permeability at the top site of head of each gully was calculated using double cylinders. In addition, the amount of water penetration of the soil was calculated. Finally, using the data mining technique (K-Means Clustering and CART Decision Tree), the threshold of the factors influencing the longitudinal growth of gully in the study area was determined. Discussion Of the total of 23 gullies studied in this study, the accuracy of the estimation based on the parameters influencing the longitudinal extension of the gullies in the final model were measured and were respectively 100% and 85% for the educational and experimental data sets. The interpretation of the rules extracted from the decision tree of the CART, based on the clustering of the length of the gullies, is as follows: - The results of the analysis of the CART decision tree algorithm show that when the width of the gullies is 275.32, the SAR is 0.147, the gullies headcuts slope is 1.39, and the percentage of silt would increase from 37.12, long-length gullies (cluster 1) are created. - In the formation of mid-range gullies, when the ratio of girder width is greater than 198.84, the SAR is less than or equal to 0.174, and the gradient of the gully headcuts slope is less than 0.73, the average length gullies (cluster 2) are created. - When the width of the gullies is from 108.77 m, the SAR is less than or equal to 0.174, and the gullies headcuts slope is smaller or equal to 0.481, gullies of low length (101.35 to 163.23 m) are created. Conclusion The results of the decision tree of CART based on the length of gullies clustering showed that the most important factors affecting the longitudinal expansion of gullies in the study area were gully width, SAR, gully headcuts slope and silt percentage.As a result, the main factor in the longitudinal expansion of gullies is the surface runoff. The second factor is the soil erosion sensitivity in the study area. The main reason for this is the poor vegetation and low soil permeability. In addition, the texture of the soil is another factor that overwhelms the longitudinal extension of the gullies. The prevalence of the amount of silt in the soil texture is due to the lack of adhesion, waste, and the transfer of more sediment, resulting in the longitudinal extension of the gullies. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Gully, Threshold, Data Mining, Nonparametric, Length Expansion, Sanganeh | ||
| اصل مقاله | ||
|
- | ||
| مراجع | ||
|
- بشری، مهدی؛ صادقی، سید‌حمید‌رضا و عبدالصالح رنگ‌آور (1391)، مقایسه تولید رسوب در دو جهت شمالی و جنوبی با استفاده از کرت کوچک، نشریهی مهندسی و مدیریت آبخیز، شمارهی 3، صص 140-134. - بیاتی‌خطیبی، مریم و فریبا کرمی (1395)، برآوردمیزانفرسایشآبیوخاک تلفشدهازیکخندق در سطح حوضهی آتشبیگ، مجله‌ی هیدروژئومورفولوژی، شمارهی 7، صص 106-87. - دستورانی، محمد‌تقی؛ حبیبی‌پور، اعظم؛ اختصاصی، محمد‌رضا و جواد محجوبی (1391)، بررسی کارایی مدل درخت تصمیم در پیش‌بینی بارش (مطالعهی موردی: ایستگاه سینوپتیک یزد)، مجله‌ی تحقیقات منابع آب ایران، شمارهی 3، صص 27-14. - رستمی‌زاد، قباد؛ سلاجقه، علی؛ نظری‌سامانی، علی‌اکبر و جمال قدوسی (1394)، تعیین عوامل مؤثر بر رشد طولی خندق‌ها و پیش‌بینی گسترش آن (مطالعهی موردی: شهرستان دره‌شهر)، مجله‌ی پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، شمارهی 1، صص 58-46. - زارع، مریم؛ صوفی، مجید؛ نجابت، مسعود و لادن جوکار (1393)، بررسیآستانهی توپوگرافیفرسایشآبکندیدردو منطقهازاستانفارس (مطالعهیموردی:فداغ لارستان، علامرودشتلامرد)، مجله‌ی علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، شمارهی 67، صص 336-323. - زین‌العابدین، نرگس (1390)، داده‌کاوی و اکتشاف دانش، ماهنامهی کارآفرین ناب، ماهنامهی آموزشی، پژوهشی، خبری، تحلیلی، شمارهی 19. صص 28-24. - سلیمان‌پور، سید‌مسعود؛ هدایتی، بهرام؛ صوفی، مجید و حسن احمدی (1394)، تعیین آستانه‌ی عوامل مؤثر بر گسترش طولی آبکندها با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی در منطقهی ماهورمیلاتی استان فارس، نشریهی علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شمارهی 29، صص 56-47. - محمد‌ابراهیمی، مریم؛ جوادی، محمد‌رضا و مهدی وفا‌خواه (1395)، تعیین عوامل مؤثر در رخداد فرسایش خندق پنجه‌ای در حوضهی آبخیز آق امام، نشریهی آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، شمارهی 6، صص 1992-1978. - نظری‌سامانی، علی‌اکبر؛ توکلی، فاطمه؛ احمدی، حسن و غلام‌رضا راهی (1393)، تعیین عوامل مؤثر بر رشد طولی فرسایش خندقی (مطالعهی موردی: حوضهی آبخیز درهی کره)، مجله‌ی مرتع و آبخیزداری، شماره 1، صص 126-117. - نوحه‌گر، احمد؛ کاظمی، محمد؛ احمدی، سید‌جواد؛ غلامی، حمید و رسول مهدوی (1396)، بررسی میزان رسوب‌زایی با استفاده از واحدهای همگن روی کاربری‌های اراضی و سازنده‌های زمین‌شناسی (مطالعهی موردی: حوضهی آبخیز تنگ بستانک، استان فارس)، مجله‌ی هیدروژئومورفولوژی، شماره 10، صص 119-99. -Akgün, A., Türk, N. (2011), Mapping erosion susceptibility by a multivariate statistical method: a case study from the Ayvalık region, NW Turkey, Computers and geosciences, Vol. 37(9). PP. 1515-1524.
-Chaplot., V. (2013), Impact of terrain attributes, parent material and soil types on gully erosion, Geomorphology, Vol. 186. PP. 1-11.
-Ghosh, S and Maji, T. (2011), Pedo-Geomorphic analysis of soil loss in the lateritic region of Rampurhat I block of Birbhum district, West Bengal and Shikaripara block of Dumka district, Jharkhand, International Journal of Environmental Sciences, Vol. 1(7). PP. 1734-1761.
-Gutiérrez, Á.G., Schnabel, S., Contador, J.F.L. (2009), Using and comparing two nonparametric methods (CART and MARS) to model the potential distribution of gullies, Ecological modelling, Vol. 220(24). PP. 3630-363.
-Patton, P.C and Schumm., S.A. (1975), Gully erosion, Northwestern Colorado: a threshold phenomenon, Geology, Vol. 3(2). PP. 88-90.
-Phillips., J.D. (2006), Evolutionary geomorphology: thresholds and nonlinearity in landform response to environmental change, Hydrology and Earth System Sciences, Vol. 10. PP. 731-742.
-Poesen, J., Nachtergaele, J., Verstraeten, G., Valentin, C. (2003), Gully erosion and environmental change: importance and research needs, Catena, Vol. 50(2). PP. 91-133.
- Romero Díaz, A.R., Sanleandro, P.M., Soriano, A.S., Serrato, F.B., Faulkner, H. (2007), The causes of piping in a set of abandoned agricultural terraces in southeast Spain, Catena, Vol.69, PP.282-293.
-Sneddon, J., Williams, B.G., Savage, J.V., Newman, C.T. (2005), Erosion of a gully in duplex soils-Results of a long term photogrammetric monitoring program, Soil Research, Vol.26(2), PP.401-408.
-Torri, D., Poesen, J. (2014), A review of topographic threshold conditions for gully head development in different environments, Earth-Science Reviews, Vol. 130. PP. 73-85.
-Vanmaercke, M., Poesen, J., Van Mele, B., Demuzere, M., Bruynseels, A., Golosov, V., Fuseina, Y. (2016), How fast do gully headcuts retreat?, Earth-Science Reviews, Vol. 154. PP. 336-355.
-Vanwalleghem, T., Van Den Eeckhaut, M., Poesen, J., Deckers, J., Nachtergaele, J., Van Oost, K., Slenters, C. (2003), Characteristics and controlling factors of old gullies under forest in a temperate humid climate: a case study from the Meerdaal Forest (Central Belgium), Geomorphology, Vol. 56(1). PP. 15-29. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 169 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 227 |
||
