شاخص رطوبت توپوگرافی
TWI تأثیر توپوگرافی را بر موقعیت و اندازه نواحی تجمع آب در خاک ها تعیین می کند ( بیون و کرکبای، ۱۹۷۹). به صورت زیر تعریف شده است :
که در اینجا منطقه آبریز بالادست در واحد طول خط ، و θ زاویه شیب محلی است. همانطور که به عنوان حوزه آبریز خاص نامیده می شود. هنگامی که از DEM استفاده می شود ، همانطور که می توان نسبت منطقه آبریز بالادست به اندازه سلول (d) DEM را تخمین زد مگر اینکه DEM وضوح بسیار بالایی داشته باشد ( چیریکو و همکاران، ۲۰۰۵). روش زیر معمولاً برای تخمین TWI از DEM بدون فرورفتگی استفاده می شود :
- جهت جریان را از DEM استخراج کنید.
- تجمع جریان (facc) را از جهت جریان بدست آورید.
- حوضه آبریز بالادست (A) را به صورت زیر محاسبه کنید:
- حوضه خاص را به صورت زیر محاسبه کنید :
۵) شیب (θ) را از DEM محاسبه کنید.
۶) TWI را با استفاده از معادله ۷-۱۷ محاسبه کنید.
شکل ۷-۲۴ شاخص رطوبت توپوگرافی
از آنجا که خط الراس دارای مقدار انباشت جریان صفر است، باید ۱ را به تمام مقادیر تجمع جریان در معادلات ۷-۱۸ و ۷-۱۹ اضافه کنیم، در غیر این صورت اندازه منطقه آبریز اندازه سلول شبکه کوچکتر خواهد بود. شکل ۷-۲۴ نقشه TWI است که از DEM بدون فرورفتگی در کادر ۷-۱ ایجاد شده است.
TWI می تواند بینشی در مورد توزیع فضایی و نسبت مناطق مرطوب نسبی و مناطق خشک نسبی ارائه دهد. این به عنوان یک شاخص فیزیکی است که تأثیر توپوگرافی بر تولید رواناب را تخمین می زند و موقعیت مناطق اشباع سطح را برآورد می کند (بیون و کرک بای، ۱۹۷۹). مناطق تولید کننده اشباع جریان خشکی را می توان با استفاده از مقدار TWI آستانه شناسایی کرد. در حوضه، مناطقی که مقادیر TWI مشابهی دارند، زمانی که سایر شرایط محیطی آنها (مانند پوشش زمین و خاک) یکسان باشد، پاسخ هیدرولوژیکی مشابهی به بارندگی دارند (کوئین و همکاران، ۲۰۱۱). همچنین مشخص شده است که به خوبی با عمق آبهای زیرزمینی و pH خاک ارتباط دارد (سورنسن و همکاران، ۲۰۰۵). TWI به عنوان شاخصی برای الگوی رطوبت بالقوه خاک ، ورودی خاک دیجیتال مورد استفاده قرار گرفته است
نقشه برداری، یک پارامتر در مدل سازی تنوع فضایی عملکرد محصول و معیاری برای تعیین مناطق مدیریت نیتروژن(کوئین و همکاران، ۲۰۱۱). علاوه بر این، از آن برای پیش‌بینی توزیع فضایی غنای گونه‌های گیاهی آوندی در جنگل‌های شمالی سوئد استفاده شده است (زینکو، ۲۰۰۴). با این حال، TWI فرض می‌کند که هدایت هیدرولیکی خاک به صورت تصاعدی با عمق کاهش می‌یابد به طوری که جریان زیرسطحی به یک لایه کم عمق محدود می‌شود. اگر اینطور نباشد، ممکن است پیش بینی کننده خوبی برای توزیع فضایی آب خاک نباشد (ویلسون و گالانت، ۲۰۰۰).
کادر ۷-۵ محاسبه TWI در ArcGIS را نشان می دهد.
شاخص قدرت جریان
SPI اندازه گیری قدرت فرسایشی جریان زمینی است که به شرح زیر تعریف می شود (مور و همکاران ۱۹۹۱) :
با افزایش سطح آبریز خاص و شیب، مقدار آب ناشی از مناطق رو به بالا و سرعت جریان آب افزایش می یابد، بنابراین شاخص قدرت جریان و خطر فرسایش افزایش می یابد.
بدون دیدگاه