Abstract:
در این پژوهش، روابط بین ابعاد فرکتال با خصوصیات مورفومتری حوضههای آبریز دامنهی شمالی بینالود مطالعه شده است. هدف مقاله، محاسبهی ابعاد فرکتال حوضههای مورد مطالعه و مقایسهی نتایج آن با خصوصیات مورفومتری آنها و تحلیل رفتار فرکتالی این حوضهها بوده است. در ابتدا رودخانههای طرق، گلستان، اسجیل، گلمکان، فریزی و اخلمد در دامنههای شمالی بینالود انتخاب و مرز حوضههای آبریز آنها با استفاده از عکسهای هوایی، تصاویر ماهوارهای و نقشههای توپوگرافی مشخص شد. سپس شاخصهای مورفومتری و هیدرولوژی حوضه مانند نسبت انشعاب، طول شبکههای رودخانه، تعداد شبکهها، مساحت حوضهها و طول آبراههی اصلی هر یک از حوضهها اندازهگیری و در نهایت بعد فرکتال برای هر حوضه محاسبه گردید. بر اساس محاسبات صورت گرفته، حوضهی آبریز رودخانهی اسجیل دارای بیشترین مقدار بعد فرکتال، و حوضهی آبریز رودخانهی طرق حداقل مقدار عددی بعد فرکتال را دارا میباشد. نتایج حاصل از این پژوهش مشخصکنندهی روابط معناداری بین ابعاد فرکتال حوضهها، شبکههای زهکشی، فرمها، الگوهای نهایی و خصوصیات مورفومتری آنها میباشد. بررسی رابطهی بین بعد فرکتال نسبت انشعاب با مساحت حوضههای مورد مطالعه، یک رابطهی معکوس و منفی را نشان میدهد، بهطوری که در بین حوضههای مورد مطالعه، حوضهی آبریز اسجیل با کمترین مساحت، دارای بیشترین بعد فرکتال انشعاب رودخانهای و حوضهی آبریز طرق با بیشترین مساحت، حداقل بعد فرکتال انشعاب روخانهای را نشان میدهد. همچنین نتایج ضریب همبستگی در سطح اطمینان 95% بین پارامترهای مورفومتری و ابعاد فرکتال انشعاب رودخانهای و تراکم زهکشی، نشان داد که بعد فرکتال انشعاب رودخانهای و شکل حوضه، بیشترین ضریب همبستگی را داراست.
Fractal dimension is a parameter used to indicate the complexity of data. The analysis of fractal dimension of river networks and their basins facilitate the perdition of their behavior in the future. This paper focuses on the relationship between fractal dimensions of basins and the morphometric characteristics of drainage networks. Therefore، through an analysis of fractal dimension of basins and its comparison with morphometric characteristics، the fractal behavior of these basins are investigated. At the first، six rivers including Torough، Golestan، Esjil، Golmakan، Frizi and Akhlamad located in the northern slopes of Binaloud were selected. The boundaries of basins were determined using aerial photos، imagery data، and topographic maps. Then، hydromorphometric and hydrologic parameters such as length of each river network، the number of networks، basin area، the main channel length of each basin and their fractal dimensions were measured. Results showed the basin of Esjil and Torough Rivers indicate highest and lowest fractal dimension respectively. The results also indicated a significant and meaningful relationship between fractal dimensions of basins، drainage networks، forms، final patterns and morphometric characteristics. Moreover، we found an inverse relationship between the fractal dimension and the area of basins under study. Accordingly، Esjil basin with the lowest area (226.79 km) shows the highest river bifurcation fractal dimension of (3.21) while Torogh basin with the greatest basin area (2370.4 km) indicates the lowest river bifurcation fractal dimension (1.74). In this context، a positive relationship was observed between morphometric parameters and fractal dimension of river bifurcation and drainage density، so that the greatest correlation coefficient was found between the fractal dimension of river bifurcation and the shape of the basin (0.939). Furthermore، the highest correlation was between the fractal dimension of drainage density and bifurcation ratio (0.937).
Machine summary:
1- Diffusion-limited aggregation 2- Shen 3- Yellow River 4- Ordos Block 5- Papanicolaou 6- Hermanis در این پژوهش ، با استفاده از قوانین فرکتالی که وجود دارد، ژئوسیستم های رودخانه ای دامنه های شمالی بینالود و ارتباطی که بین ابعاد فرکتال و ویژگیهای مورفومتری این حوضه ها وجود دارد، مورد بحث و پژوهش قرارگرفته است .
(رجوع شود به تصویر صفحه) شکل (٣) مورفولوژی حوضه های مورد مطالعه : الف ) حوضه ی آبریز اخلمد ب ) حوضه ی آبریز فریزی ج ) حوضه ی آبریز گلستان د) حوضه ی آبریز گلمکان ه )حوضه آبریز اسجیل و) حوضه ی آبریز طرق مواد و روش به منظور بررسی ارتباط بین شبکه ی زهکشی، فرم ها و الگوها در ژئوسیستم های رودخانه ای و همچنین پیش بینی الگوی رفتار حوضه های مورد مطالعه از قوانین فرکتالی حاکم بر فرم ژئوسیستم ها استفاده شده است و اشکال الگوی منظم یا فرکتال در این سیستم ها بررسی شده است .
(رجوع شود به تصویر صفحه) ١/٩٠٨ ١/٧٤٩ ١/٨٧ ١/٨٥٨ بعد فرکتال تراکم زهکشی ١/٨١٦ ٢/٠٦ ٢/٠٣٣ ٢/٦٩١ ٢/٢٥ ٣/٢٤٢ بررسی رابطه ی بین بعد فرکتال نسبت انشعاب با مساحت حوضه های مورد مطالعه (جدول ٢)، یک رابـطه ی معکوس و مـنفی را نشان مـی دهد، به طوری که در بین حوضه های مورد مطالعه ، حوضه ی آبریز اسجیل با کمترین مساحت (km٢٦٧٩٢)، دارای بیشترین بعد فرکتال انشعاب رودخانه ای (٣/٢١) و حوضه ی آبریز طرق با حداکثر مساحت (km٣٧٠٤٢) دارای حداقل بعد فرکتال انشعاب روخانه ای (١/٧٤) میباشد (شکل ٥ الف ).