مقدمه سیل یک خطر طبیعی قابل توجه است که هرساله، میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار میدهد و خسارات زیادی به اموال، زیرساخت‌ها و بوم‌سازگان‌های مختلف وارد می‌کند. بررسی تغییرات مناطق سیلابی برای درک و کاهش این اثرات بسیار مهم است. تحقیقات علمی نشان میدهد که دشت های سیلابی تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله تغییرات آب و هوا، شهرنشینی و شیوه‌های مدیریت رودخانه است. تغییرات آب و هوایی، به ویژه در سال های اخیر، منجر به افزایش شدت بارش های رگباری شده است که به نوبه خود پهنه های سیلگیر را گسترش و خطر سیل را افزایش می دهد. شهرنشینی و توسعه مناطق مسکونی نیز با افزایش رواناب سطحی و کاهش مناطق نفوذ طبیعی آب، حجم و دبی حداکثر سیلاب را تشدید می‌کند. اولین قدم جهت مدیریت بهینه سیلاب شناسایی مناطق سیلگیر، تهیه نقشه محدوده سیلگیر و پایش تغییرات سطوح آن در طی زمان است. تهیه نقشه پهنه های سیلگیر پس از واقعه و پایش مستمر وقایع سیلابی، معمولاً سخت و استفاده از تصاویر ماهواره ای یکی از مهم‌ترین انتخاب واقع بینانه برای این موضوع است. از سوی دیگر تحولات اخیر در پایش سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای نیز، پتانسیل پایش سیلاب را در جهان به صورت چشمگیری افزایش داده است. تصاویر ماهوارهای و فناوری‌های سنجش از دور، به‌ویژه از طریق پلتفرم‌هایی مانند گوگل ارث انجین، داده‌های ارزشمندی را برای تجزیه و تحلیل تغییرات زمانی و مکانی در مناطق سیلگیر ارائه می‌کنند.
مواد و روشها در تحقیق حاضر به پایش وقایع سیلابی به وقوع پیوسته با دبی حداکثر لحظه ای در ایستگاه هیدرومتری سد کهک پرداخته شد. هامون های سیستان، به ویژه در سال های اخیر، تنها از طریق آب ورودی از رودخانه های افغانستان به ایران در مواقع سیلابی آبگیری شده اند. لذا پایش سطح آبگیر هامون های سیستان در وقایع سیلابی و سطوح سیلگیر دشت سیستان در طی زمان، با استفاده از سری زمانی تصاویر ماهوارهای (در بازه زمانی 1984 تا 2021) انجام شد. برای این منظور از تصاویر ماهواره ای لندست (شاخص NDVI ، الگوریتمهای شناسایی پهنه های آبی انتقال و فصلی) در محیط سامانه گوگل ارث انجین استفاده شد. بدین منظور در اولین گام، تاریخ های وقوع سیلاب، در ایستگاه هیدرومتری سد کهک واقع بر رودخانه سیستان در محل ورودی از رودخانه هیرمند به ایران در بازه زمانی 1984 تا 2021 استخراج شد. سپس در چند تاریخ شامل قبل از وقوع سیلاب، اولین تاریخ وجود تصویر بعد از وقوع سیلاب و همچنین بعد از اتمام آبگیری (بر اساس هیدروگراف روزانه ایستگاه سد کهک) تصاویر ماهواره ای لندست دانلود شد. سپس به منظور پردازش و استخراج اطلاعات از تصاویر، ابتدا به پیش پردازش و در نهایت شناسایی پهنه های آبگیر هامون های سیستان در وقایع سیلابی با استفاده از شاخص NDVI و با استفاده از باندهای مادون قرمزو قرمز پرداخته شد. همچنین با استفاده از الگوریتم های GSWE، توزیع زمانی و مکانی سطوح آب در مقیاس جهانی و در طول سه دهه گذشته پایش شد.
نتایج و بحث با استفاده از تاریخ های وقوع سیلاب در ایستگاه هیدرومتری پایاب سد کهک واقع بر رودخانه سیستان (در محل ورودی از رودخانه هیرمند به ایران)، در سه مقطع زمانی شامل، قبل از وقوع سیلاب، اولین تاریخ وجود تصویر ماهواره ای بعد از وقوع سیلاب و بعد از اتمام آبگیری (بر اساس هیدروگراف روزانه ایستگاه سد کهک)، تصاویر ماهواره ای لندست دانلود شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در سال آبی 1368-1367 دبی حدکثر لحظه ای، معادل 83/901 مترمکعب بر ثانیه بوده که در تاریخ 18/01/1368 به وقوع پیوسته است. پایش تصاویر ماهواره ای لندست در سه مقطع زمانی قبل، حین و پس از وقوع سیلاب، نشان میدهد که با ورود جریان سیلابی از رودخانه هیرمند به ایران پهنه آبگیر تالاب های هامون افزایش یافته و مساحت پهنه آبگیر هامون های سیستان بعد واقعه سیلابی و در تاریخ 18/01/1368، برابر با 4/2614 کیلومترمربع بوده است.در سال های آبی 1370-1369 و 1395-1394 نیز، دبی حدکثر لحظه ای به ترتیب معادل 1178 و 6/624 مترمکعب بر ثانیه بوده که در تاریخ‌های 14/02/ 1369 و 22 /01/1395 به وقوع پیوسته است. استخراج پهنه های آبگیر تالاب های سیستان با استفاده از شاخص NDVI از تصاویر ماهواره ای لندست، نشان میدهد که در این دو واقعه سیلابی حداکثر پهنه آبگیر تالاب های هامون حاصل از جریان سیلابی و پس از ورود سیلاب بوده است که به ترتیب مساحتی برابر با 6/4477 و 8/1319 کیلومترمربع بوده است.
نتیجه گیری مطالعه سه واقعه سیلابی سالانه حداکثری در دشت سیستان، نشان داد که آبگیری هامونه ای سیستان کاملاً متأثر از وقوع سیلاب است. مقایسه گام به گام نقاط شروع تا انتهای هیدروگراف سیلاب با پهنه های سیلابی مستخرج از تصاویر ماهواره ای در همان گام های زمانی، نشان‌دهنده تطابق کامل سطح پهنه آبگیر با اندازه دبی سیلابی است. همچنین مطالعه تغییرات پهنه های آبگیر هامون های سیستان با استفاده از لایه GSWE، به خوبی تغییرات رخ داده در این پهنه ها را در بازه زمانی 1984 تا 2020 نشان می دهند. لذا نتایج بدست آمده از مطالعه آبگیری هامون های سیستان با استفاده از نقشه های GSW نشان داد که سطح آبگیر هامون ها در بازه زمانی بلند مدت، کاهش شدیدی را نشان می دهد بطوریکه تغییرات رخ داده به گونه‌ای بوده که در سال 2020 نسبت به 1984، بیش از 74 درصد از مساحت هامون های سیستان به صورت فصلی آبگیری می شود.همچنین از نظر مطالعه وضعیت آبگیری ماهانه بر اساس پایش پهنه های آبگیر متوسط بلند مدت نیز، نتایج نشان داد که تنها بخش کوچکی از دشت سیستان (حدود 11 هزار هکتار) بطور متوسط در تمام مدت سال آب‌دار است که این مساحت نیز متعلق به چاه نیمه‌هاست و حدود 5/0 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه را در بر میگیرد. همچنین بیش از دو میلیون هکتار از سطح منطقه مورد مطالعه، به طور متوسط تنها در یک ماه از سال آب‌دار بوده که معادل 4/88 درصد از مساحت کل منطقه مورد مطالعه (هامونهای سیستان، رودخانه های مشرف به آن و چاه نیمه ها) را شامل می شود.
Razavizadeh S, Dargahian F, Teimouri S, Gohardoust A. Changes in Flood Zones of Sistan’s Hamuns Based on Google Earth Engine. jwmseir 2025; 18 (67) : 2 URL: http://jwmsei.ir/article-1-1155-fa.html
رضوی زاده سمانه، درگاهیان فاطمه، تیموری سارا، گوهردوست آزاده. بررسی تغییرات پهنه‌های سیلگیر هامونهای سیستان در سامانه Google Earth Engine. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 1403; 18 (67) :16-30
به اطلاع کلیه نویسندگان ، محققین و داوران محترم می رساند:با عنایت به تصمیم هیئت تحریریه مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری فرمت تهیه مقاله به شکل پیوست در بخش راهنمای نویسندگان تغییر کرده است. در این راستا، از تاریخ ۱۴۰۳/۰۱/۲۱ کلیه مقالات ارسالی فقط در صورتی که طبق راهنمای نگارش جدید تنظیم شده باشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
