تجمع جریان
انباشت جریان به مقدار آب تجمع یافته از مناطق بالادست و کمک به جریان زمینی اشاره دارد. اساساً به عنوان تعداد سلولهای بالادستی که بر اساس جهت جریان به هر سلول سرازیر می شوند محاسبه می شود. شکل ۷-۱۷ نشان می دهد که چگونه تجمع جریان بر اساس جهت جریان محاسبه می شود. مقدار هر سلول در رستر انباشت جریان، تعداد سلول هایی است که به آن سرازیر می شوند (خود سلول در نظر گرفته نمی شود) و فلش ها جهت جریان را نشان می دهند. مکانهایی که دارای مقدار انباشت جریان زیاد هستند، مناطق جریان متمرکز هستند که عموماً مربوط به کانالهای جریان است، در حالی که مکانهایی که مقدار تجمع آنها صفر است با الگوی خط الراس مطابقت دارد. بنابراین، تجمع جریان مبنایی برای ترسیم شبکه های زهکشی و شناسایی خطوط ریج فراهم می کند.
هنگام محاسبه انباشت جریان نیز می توان وزن ها را برای هر سلول اعمال کرد. به عنوان مثال، وقتی در اندازه سلول ضرب می شود، مقدار تجمع جریان برابر با اندازه منطقه زهکشی یا منطقه کمک کننده است. وقتی در میانگین بارندگی در هر سلول در طول طوفان معین ضرب شود، مقدار تجمع جریان نشان‌دهنده مقدار بارانی است که در هر سلول جریان دارد یا مقدار بارانی که در ناحیه شیب هر سلول باریده است، با این فرض که همه باران‌ها به رواناب تبدیل می‌شوند و رهگیری، نفوذ و تبخیر وجود نداشت. شکل ۷-۱۸ نقشه جریان است که از DEM بدون فرورفتگی ایجاد شده در کادر ۷-۱ به دست آمده است.
شبکه زهکشی
تجمع جریان برای ایجاد یک شبکه زهکشی بر اساس جهت جریان هر سلول استفاده می شود. با انتخاب سلول‌هایی با مقدار تجمع جریان بیشتر از مقدار آستانه، می‌توان شبکه‌ای از سلولهای با جریان بالا ایجاد کرد. این سلولهای با جریان بالا باید روی کانالهای جریان و در ته دره قرار گیرند. با این حال با اعمال مقدار آستانه، شبکه های زهکشی را می توان از DEM با چگالی تخلیه دلخواه استخراج کرد. به طور کلی، چگالی شبکه زهکشی با افزایش مقدار آستانه کاهش می یابد. دو شبکه زهکشی در شکل ۷-۱۹ هر دو از نقشه انباشت جریان در به دست آمدند شکل ۷-۱۸ به شکل ۷-۱۹ الف با مقدار آستانه ۱۰۰۰ سلول تولید شد، در حالی که شکل ۷-۱۹ ب بر اساس مقدار آستانه ۷۰۰۰ سلول بود. مقادیر آستانه متفاوتی برای انتخاب مناسب‌ترین مورد نیاز است تا شبکه زهکشی استخراج‌شده مطابق یا نزدیک به چیزی باشد که با روش‌های سنتی‌تر، مانند نقشه‌های توپوگرافی با وضوح بالا یا کار میدانی به دست می‌آید. چندین معیار دیگر نیز برای استخراج شبکه های زهکشی از DEM ها پیشنهاد شده است ، مانند آستانه در شیب محلی ، ترکیبی از ناحیه زهکشی و شیب ، آستانه ای در انحنای محلی و تغییر جهت شیب آستانه (هاینه و همکاران ۲۰۰۴ ؛ لاشرمز و همکاران ۲۰۰۷).
شکل ۷-۱۶ رستر جهت جریان
شکل ۷-۱۷ انباشت جریان به عنوان تعداد سلول هایی که به هر سلول جریان می یابد محاسبه می شود
نظم جریان
همانطور که در شکل ۷٫۲۰ نشان داده شده است، یک شبکه زهکشی که از طریق آن آب به سمت خروجی یا نقطه ریزش می رود را می توان به عنوان یک درخت مشاهده کرد که ریشه درخت در پایین دست خروجی و شاخه ها کانال های نهر هستند. نقطه ای که در آن دو کانال بالادست به هم متصل می شوند و کانال پایین دست را تشکیل می دهند، گره یا اتصال نامیده می شود. به بخشهای کانال جریان که دو پیوند پیاپی یا یک اتصال و خروجی را متصل می کند پیوندهای جریان می گویند. پیوندهای جریان اغلب به منظور شناسایی و طبقه بندی انواع جریانها بر اساس تعداد شاخه های آنها به منظور استنباط ویژگی های آنها سفارش می شوند. دو روش اصلی برای سفارش جریان وجود دارد: روش Strahler و روش Shreve.
شکل ۷-۱۸ نقشه تجمع جریان
شکل ۷-۱۹ شبکه های زهکشی بر اساس مقادیر آستانه : (الف) ۱۰۰۰ سلول و (ب) ۷۰۰۰ سلول
با روش Strahler (Strahler 1952) ، پیوندهای جریان بدون شاخه (یعنی مسیرهای جریان سرآب) به شماره ۱ اختصاص داده می شود که به عنوان مرتبه اول نامیده می شود. در جایی که دو پیوند مرتبه اول همگرا می شوند، به پیوند پایین شیب مرتبه ۲ اختصاص می یابد. در جایی که دو پیوند مرتبه دوم به هم می رسند، به پیوند پایین شیب مرتبه ۳ اختصاص داده می شود و به همین ترتیب (شکل ۷٫۲۱a). جایی که یک جریان مرتبه پایین تر (مثلاً مرتبه اول) به جریان مرتبه بالاتر (مثلاً مرتبه سوم) می پیوندد، پیوند پایین شیب مرتبه بالاتر (یعنی مرتبه سوم) را حفظ می کند. فقط در جایی که دو پیوند از یک ترتیب به هم می پیوندند، سفارش افزایش می یابد. این رایج ترین روش سفارش جریان است.
روش Shreve جریان ها را با اضافه کردن شماره های سفارش در محل تلاقی هر پیوند جریان سفارش می دهد (Shreve 1967). همچنین از سرچشمه‌ها شروع می‌شود – یعنی به همه پیوندهای جریان بدون شاخه‌ها مرتبه ۱ اختصاص می‌یابد. وقتی دو پیوند به هم می‌پیوندند، شماره سفارش آنها اضافه می‌شود و به پیوند پایین شیب تخصیص می‌یابد (شکل ۷ -۲۱ b). به عنوان مثال، جایی که مرتبه اول به پیوند جریان مرتبه دوم می پیوندد، به پیوند پایین شیب مرتبه ۳ اختصاص می یابد. ترتیب جریان روش موثر برای طبقه بندی آبراه ها است و گامی مهم در درک و مدیریت تفاوت های زیاد بین جریان های با اندازه های مختلف است. این می تواند در مطالعه میزان رسوب در یک منطقه، تعیین تعداد و انواع موجودات موجود در یک جریان با اندازه معین، طراحی برنامه های نظارت و مدیریت کیفیت آب و استفاده از آبراه ها به عنوان منابع طبیعی در شیوه موثر و پایدار مفید باشد. به عنوان مثال، بسیاری از گیاهان بیشتر می توانند در رودخانه هایی با رسوب آهسته تر از رسوبات زندگی کنند تا در شاخه سریع مرتبه پایین از همان رودخانه. به عنوان مثال دیگری که با استفاده از روش استرالر سفارش داده شده است، جریانهای درجه سوم یا بالاتر احتمالاً زیستگاههای ارزشمندی برای ماهیان هستند و از این رو می توانند از جمعیت ماهیان مناسب حمایت کنند.
شکل ۷-۲۰ شبکه زهکشی و مفاهیم مرتبط
