عنوان پایان‌نامه
انا لیز چند منظوره تغیرات در یا چه ای مطالعه موردی حوضه ابریز دریاچه ویکتو ریا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران- نقشه برداری- ژئودزی(هیدروگرافی)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39169;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1424
- تاریخ دفاع
- ۱۲ آذر ۱۳۸۷
- دانشجو
- احسان فروتن
- استاد راهنما
- محمدرضا سراجیان مارالان, محمدعلی شریفی
- چکیده
- چکیده: دریاچه ویکتوریا در شرق آفریقا، بین کشورهای کنیا، اوگاندا و تانزانیا، از لحاظ وسعت، دومین دریاچه آب شیرین جهان بشمار می¬رود. این دریاچه در چند سال اخیر با کاهش سریع ارتفاع سطح آب مواجه شده است. وقوع این پدیده به همراه موقعیت استراتژیک و حساس این دریاچه به واسطه تامین آب شرب و ا.قتصاد حدود 30 میلیون انسان که در اطراف آن زندگی می¬کنند و مسائل زیست محیطی مربوط به کم آب شدن حوضه آبریز دریاچه، نظر محققین را در سرتاسر جهان به خود معطوف ساخته است. در این تحقیق سعی شده است با بکارگیری اطلاعات ماموریت¬های ماهواره¬ای گوناگون نظیر ماهواره ثقل سنجی GRACE، ماهواره¬های ارتفاع سنجی TOPEX/Poseidon و Jason1، ماهواره مربوط به سنجش بارندگی مناطق حاره¬ای TRMM به همراه مدل هیدرولوژی GLDAS عوامل وقوع این تغییر را مورد بررسی قرار داده شود. اساس آنالیز های انجام شده بر مبنای تغییرات میزان آب ذخیره شده در حوضه آبریز منطقه بین سال¬های 2003 تا 2008 بوده که از داده¬های ژئوئید ماهیانه GRACE قابل استنتاج است. مشاهدات سایر ماموریت¬ها به عنوان پارامترهای هیدرولوژی موثر، در شناخت نحوه و علت تغییرات مورد استفاده قرار داده شده¬اند. خلاصه¬ای از بررسی¬های انجام شده بر روی این ماموریت¬ها به شرح زیر می¬باشد: 1. آنالیز داده¬های ژئوئید ماهیانه GRACE: به منظور تخمین میزان تغییرات آب در کل منطقه مورد مطالعه، می¬توان با توجه به طبیعت میدان ثقل و عوامل موثر در شتاب ثقل یک نقطه، تغییرات شتاب ثقل را بصورت مستقیم به تغییرات دانسیته و در نهایت آب معادل منطقه مربوط نمود. نتایج حاصل از این بررسی¬ها نشان می¬دهد میزان آب معادل در حوضه آبریز دریاچه ویکتوریا در بازه زمانی ژانویه 2003 ا¬لی نوامبر 2006 با سرعتی حدود 5.5 میلیمتر در ماه در حال کاهش بوده است. اما، در اواخر سال 2006 به مدتی در حدود سه ماه، جهش چشمگیری در میزان ضخامت آب معادل دیده می¬شود که علت وقوع آن بارندگی¬های شدید در اثر وقوع پدیده ا¬ل نینو (ElNi?o) می¬باشد. 2. آنالیز داده¬های ارتفاع¬سنجی ماهواره¬های (T/P) TOPEX/Poseidon و Jason1: در این پایان نامه از خاصیت تکرار شوندگی مکانی مشاهدات ماهواره ارتفاع¬سنجی T/P و Jason1 جهت ایجاد سری¬های زمانی بر روی دریاچه ویکتوریا استفاده شده است. بدین منظور با استفاده از داده¬های خام بیش از 10 سال از مشاهدات ماهواره T/P و 6 سال از مشاهدات Jason1 و آنالیز سری¬های زمانی ایجاد شده، نحوه تغییرات ارتفاع این دریاچه بدست آمده است. با توجه به آنالیزهای انجام شده بر روی این سری¬های زمانی در بازه زمانی 2003 الی 2008، کاهش حدود 25 میلیمتر درماه، در ارتفاع سطح دریاچه ویکتوریا مشهود می¬باشد که این مقدار از میزان بدست آمده در کل حوضه آبریز بیشتر است. 3. آنالیز داده¬های مدل GLDAS: جهت بررسی تغییرات سایر اجزای هیدرولوژیک در منطقه از اطلاعات گنجایش آب (Water Budget) مدل GLDAS در بازه زمانی مذکور استفاده شده است، که بنا بر نتایج حاصل شده، در میزان تغییرات رطوبت خاک، بخار آب و روان آب خروجی از حو.ضه آبریز تغییر عمده¬ای دیده نمی¬شود. 4. آنالیز داده¬های ماهواره TRMM: یکی از ویژگی¬های منحصر بفرد حوضه آبریز دریاچه ویکتوریا آن است که قسمت عمده این حوضه را خود دریاچه تشکیل داده است. بنابراین، وابستگی معناداری بین میزان بارندگی بر روی دریاچه و میزان تغییر سطح دریاچه و آب حوضه آبریز وجود دارد. لذا جهت بررسی میزان بارندگی در کل حوضه آبریز از داده¬های ماموریت TRMM استفاده شده است. بر اساس آنالیزهای انجام شده در بازه مشاهداتی 1998 الی 2008 تغییر محسوسی در میزان بارندگی کل حوضه آبریز، بجز در اواخر سال 2006 که مربوط به پدیده ا¬ل نینو می¬شود، مشاهده نشده است. 5. آنالیز تصاویر سنجنده Landsat: جهت بررسی تغیرات مساحت دریاچه در اثر پدیده خشکسالی در این تحقیق از قابلیت ثبت طول موج¬های گوناگون در تصاویر سنجش از دور که در تصاویر دقیق ماهواره Landsat نیز وجود دارد، استفاده شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، این ماموریت دارای قدرت تفکیک مناسب جهت تشخیص نحوه تغییرات مرز دریاچه بوده است. اما بدلیل عدم دسترسی به داده¬های مناسب بصورت یک سری زمانی منظم در بازه زمانی 2003 الی 2008، تغییرات این دوره قابل محاسبه نبوده است. مجموعه نتایج بدست آمده حاکی از آن است که، علت اصلی تغییرات سریع ارتفاع سطح دریاچه ویکتوریا می¬تواند مربوط به سدهای احداث شده جدید و در نتیجه تغییرات میزان آب رودخانه¬های منتهی به دریاچه باشد. در کنار آنالیزهای انجام شده از آنالیز طیفی کمترین مربعات، به منظور مدل نمودن رفتار تغییرات سطح آب در دریاچه ویکتوریا و شناخت فرکانس¬های معنادار آن استفاده شده است. جهت اعمال این روش ابتدا با استفاده از داده¬های تایدگیج موجود اثر ترند تغییرات ارتفاعی شناخته شد. سپس با تصحیح اثر فرکانس¬های معلوم نظیر جزرومد اجرام سماوی و فرکانس¬های محاسبه شده مربوط به مدار ماهواره، سیگنال باقیمانده¬ها محاسبه و در انتها با اعمال آنالیز طیفی کمترین مربعات فرکانس-های معنادار موجود در دریاچه ویکتوریا محاسبه گردیدند. با مقایسه نتایج حاصل از آنالیز طیفی مشاهدات ارتفاع سنجی ماهواره¬ای و تایدگیج با مشاهدات بارندگی، حضور فرکانس¬های مربوط به بارندگی در تغییرات سطح آب دریاچه ویکتوریا قابل تشخیص می¬باشند.
- Abstract
- Abstract Lake Victoria is the second largest freshwater lake in the world by area. Shared by the three East African countries: Kenya, Uganda and Tanzania and supports a livelihood of about 30 million people living around it. However, a dramatic fall in the water level of the lake during 2002 to 2008 caused the attraction of worldwide attention. In general, the existent water in the lake, subsurface runoff, snow water content and soil moisture consist the stored water in the basin. Therefore, any changes in the lake basin can be related to the precipitation, water flow of feding rivers and evaporation changes. The aim of this research is to monitor the variations of lake Victoria basin using various satellite-derived data and study their correlations. Therefore, we have employed Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), TOPPEX/Poseidon and Jason1, Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) as well as the Global Land Data Assimilation System (GLDAS). In general, changes in the stored water of the basin directly influence the local gravity field. Analysis of monthly geoid model (realize 04 of the GRACE level-2 data) from 2003 to 2008 also reveals a trend in the decline of the basin’s stored water. Similarly, during the same period TOPEX/Poseidon and Jason1 mission altimeter data shows a descending mean height level. However, TRMM rainfall analysis does not show any drop in rainfall. Additionally, GLDAS hydrological model is used to achieve additional data on ground water and soil moisture in order to evaluate the results. Some of our results are: • Analysis of GRACE mission level-2 data shows that the water content during the research period (2003 to 2008) decreased with value of around (equal to equivalent water variation with the rate of ). • TRMM mission shows a 2.233 mm/year increase in the rate of rainfall, which is equal to increase of the basin water content with the value of . Therefore, changes in rainfall amount were not significant for this period. • GLDAS data shows water content in the lake basin decreased with the value of during 2002 to 2008. • GRACE analysis of lake Victoria’s basin reveals the decline trend of the basin’s stored water. However, the decreasing rate of the lake level obtained from Jason1 mission is much more than the GRACE results. Due to the almost constant rainfall and evaporation rates, it seems that the basin does not loose the whole and it may stored. From our results, the difference might be originated from a major contributing of the discharge from the expanded Owen Falls dam, which is now consisting of the original Naluabaale Dam and the new Kiira Dam extension.
