Сочинение на тему Применение дистанционного зондирования и ГИС для количественной оценки эффекта миграции речного канала
- Опубликовано: 24.09.2020
- Предмет: Наука
- Темы: сельское хозяйство
Аннотация
В этой статье рассматривается влияние миграции русла рек на сельскохозяйственное производство с использованием данных дистанционного зондирования, которые мало изучены в Непале. Оценка исторических изменений в центральной линии русла реки в сочетании с изменениями в эродированных сельскохозяйственных землях показала, как скорость миграции русла повлияла на производство сельскохозяйственных земель. В этом исследовании были проанализированы модели миграции в период с 1990 по 2014 год для верховья, центрального и нижнего течения реки Кандра с использованием формы канала, спутниковых изображений и гидрометеорологических данных. Влияние на сельское хозяйство было заметно в связи с переключением каналов. Большая часть сельскохозяйственных земель была потеряна в районе реки Кандра из-за вырубки берегов. Миграция каналов и связанная с ними опасность, такая как эрозия, оказывает существенное влияние на сельскохозяйственное производство. Хотя сельскохозяйственное производство в любом районе зависит от различных факторов, таких как ирригация, плодородие почвы, количество осадков, но на производство в русле реки в извилистой зоне в значительной степени повлиял процесс миграции канала.
Ключевые слова: сельское хозяйство, дистанционное зондирование, модель линейной миграции, миграция русла реки
Введение
Извивающиеся потоки более динамичны, и их тенденция к смещению местоположения по дну долины увеличивается с извилистостью, нагрузкой на пласт и уклоном. Извивающиеся извилистые реки, демонстрирующие прогрессивное изменение местоположения русла, когда они мигрируют через свои поймы с течением времени (Торн 1992), не только сложны, но и играют роль в развитии поймы и эволюции ландшафта (Леопольд и др. 1964; Торн 2002) и также имеют и социальные последствия эрозии банков и миграции каналов (Leopold and Wolman 1957; Randle 2004).
Извивающийся русло реки предлагает широкую область исследований в области окружающей среды как в пространственном, так и во временном масштабе, охватывающую различные концепции, подходы и методы. Из многих существенные исследования были сосредоточены на моделировании RCM (Guneralp et al. 2012; Hasegawa 1989a; Hasegawa 1989b; Howard 1976; Ikeda et al. 1981; Larsen и Greco 2002; Nagata et al. 2000) Характеристики морфодинамики миграции изгиба (Aldesoky 1992; Hickin и Nanson 1975; Hickin и Nanson 1984; Klaassen и Masselink 1992; Marston и др. 1995; O’Connor и др. 2003; Sarkar и др. 2012), тогда как с развитием Географической информационной системы и Различные исследования по дистанционному зондированию были сосредоточены на применении ГИС и РС для изучения миграции каналов (Ercan and Younis 2008; Guneralp et al. 2012; Hudson and Kesel 2000; Sarkar et al. 2012; Sharma 2003; Thorne 2002). В то время как некоторые исследования посвящены влиянию прибрежной растительности, лесная зона (MacDonald et al. 1991; Micheli and Kirchner 2002; Micheli and Kirchner 2002; Micheli et al. 2004) на миграцию рек. Сельскохозяйственные угодья и производство были в значительной степени затронуты процессом смещения каналов (Sarkar et al. 2012). Поскольку многие гектары сельскохозяйственных угодий вблизи реки размыты рекой из-за вырубок и обширных затоплений из-за частых изменений в русле реки, береговой эрозии и эрозии в меандрах реки (Poudel 2002), сельскохозяйственное производство вблизи реки сильно пострадало. Все эти проблемы, связанные с рекой, усиливают явление миграции русла реки (Randle 2004) создает проблему для сельскохозяйственного сектора (Howard 1976). Кроме того, западная Гималайская речная система имела многочисленные притоки, которые берут свое начало с очень хрупких холмов Сивалик, которые имели высокую скорость переноса отложений, а также проявляют извилистую природу в своей южной низменности Индо-Гангских равнин. Таким образом, эта статья направлена на количественную оценку влияния миграции каналов на сельскохозяйственное производство пойменной зоны реки Чандрия, протекающей в Кандре.
Материалы и методы
Учебная зона
Исследование проводилось в пределах течения реки Кандра, основного притока реки Мохана, в районе Кайлай на западе Непала, берущем начало с холмов Чурия. Общая длина реки составляет 62 км до границы между Индо-Непалом, которая протекает через РДМ Рам-Шикар, Джхала, Дараха, Пахалманпур, Хайлад и Бхаджани Кайлайских районов. Рельеф района исследования варьируется от 133 до 198 м над уровнем моря. Преобладают тропические и субтропические климатические условия с максимальной температурой 40 ° C летом и минимумом 6 ° C зимой. Исходя из морфологических характеристик, весь изученный участок реки был разделен на три зоны. верхний терай вблизи зоны Бхавар, средний терай и внутренний терай. В каждой зоне для изучения был выбран участок протяженностью 2 км на основании извилистости канала.
Выборка
Исследовательские участки были расположены между мостом Пахалманпур (шоссе Махендра) и границей Индо-Непала. Всего три течения были выбраны между ними на основе геоморфологического деления Тераи Непала. Одна область была выбрана в средней части тераи, а две области были выбраны в нижней части тераи на расстоянии 2 км. Помимо первого течения, два других течения были расположены около деревень (Хайлад и Бхаджини) с сельскохозяйственными угодьями, покрывающими большую часть периферии реки. При этом первая досягаемость расположена возле Басантского коридора (Международного биологического коридора между Непалом и Индией, где он был покрыт лесом и сельскохозяйственными угодьями.
Коэффициент боковой миграции
Анализ скорости миграции рек с использованием дистанционного зондирования и ГИС включает подготовку базовой карты с помощью топографических карт Обзора Индии и спутниковых снимков (Micheli et al. 2004; Sarkar et al. 2012).
Подготовка нормализованного разностного индекса воды (NDWI)
Нормализованный разностный индекс воды готовили для каждого года с помощью Arc GIS 10.1, а затем речной канал оцифровывали вручную
Подготовка базовой карты
После подготовки изображения NDWI весь канал реки от моста Пахалманпур до слияния реки с рекой Мохана (62 км) был оцифрован вручную в Arc GIS 10.1. Затем были очерчены осевые линии канала thalweg для каждого года. Центральная линия была оцифрована через небольшую середину канала.
Расчет уровня миграции
Скорость боковой миграции трех изгибов измерялась ежегодно в период с 1990 по 2014 год. Центральная двухлетняя линия была пересечена для определения полигонов, представляющих районы затопленной равнины, которые были взяты для расчета средней скорости миграции. Средний коэффициент миграции для данного многоугольника размытой области был рассчитан по методу, разработанному Michelli (2000), средний коэффициент миграции был рассчитан путем деления площади многоугольника на половину его периметра и количества лет, прошедших между центральными датами.
«Коэффициент миграции =» («Площадь полигона (» м
2)) / («1 ″ /» 2 »« Периметр многоугольника (м) × номер года, прошедшего между (годом) »)
Оценка воздействия на производительность сельского хозяйства
Чтобы оценить влияние миграции русла реки на сельскохозяйственное производство, был проведен множественный регрессионный анализ с потерей сельскохозяйственного производства различных сельскохозяйственных культур в качестве зависимых переменных и скорости миграции, площади эродированных земель и продуктивности основных сельскохозяйственных культур в качестве независимых переменных.
Расчет потери сельскохозяйственных земель
Сельскохозяйственные угодья каждого года были отделены от спутниковых снимков. Затем пространственные изменения в сельскохозяйственных угодьях у реки Кандра были оценены путем наложения сельскохозяйственных площадей разных лет.
Производительность крупного урожая
Районный отдел сельского хозяйства ведет учет сельскохозяйственной продукции, выращиваемой в районе. Для этого исследования были использованы урожайность основных сельскохозяйственных культур, таких как рис, пшеница и злаки.
Результаты
Коэффициент миграции канала
Скорость миграции русла реки Кандра была равна 12,60 +7,88 м / год в Рич 1, т.е. около моста Фалманпур, в то время как она была равна 12,72 +4,89 м / год в Рич 2, то есть в деревне Хайлад и в достичь 3, т. е. скорость миграции канала Бхаджини составила 12,24 + 7,35 м / год. Река значительно мигрировала ежегодно (P <0,03), в то время как не было существенной разницы в миграции каналов вверх и вниз по течению (P> 0,05). Максимальная миграция осевой линии канала была найдена в 1990/91 году для Reach1 (40,04 м / год), а для Reach 2 (21,92 м / год) и Reach 3 (21,18 м / год). Год 2010/11 имел наивысшие показатели в Достижениях 2 и 3. На рисунке ниже показано снижение тенденции изменения уровня миграции в каждом сегменте реки Кандра
Обсуждение
Скорость боковой миграции любого канала является функцией характеристик отложений, параметров потока (Duan and Julien 2005; Ikeda et al. 1981) и характеристик формы плана (Parker 1983). Речной канал с связующим материалом мигрирует медленнее, чем несвязные материалы (Hudson and Kesel 2000). Анализ спутниковых карт показал, что река Кандра ежегодно мигрирует со средней скоростью 12,60 м / год (SD = 7,88) в верхнем течении, 12,72 м / год (SD = 4,89) в среднем течении и 12,24 м / год (SD = 7,35). в нижележащих сегментах. В реках и ручьях, где высота берега меньше корневого проникновения в береговую растительность, сопротивление берега увеличивается. Из полевых наблюдений было обнаружено, что высота берега была больше, чем высота проникновения корня в пределах досягаемости 1 и 2, что свидетельствует о высокой когезии на поверхности, но при этом отсутствует закрепление подошвы берега. Это приводит к сокращению пальца ноги и, следовательно, банк разрушается. Вот почему, хотя речной сегмент в верхнем и среднем течении состоит из покрытого лесом берега, он сталкивается с темпом миграции, аналогичным нижестоящему сегменту, который включает сельскохозяйственные угодья. Можно сказать, что скорость миграции канала выше при столкновении реки Меандр с такими связующими материалами, как гравий.
Например, было установлено, что коэффициент боковой миграции реки Сакраменто с гравийным берегом составляет 4,9 + 2,3 м / год (Constantine et al. 2009). Смещение русла реки для любого меандрового канала регулируется параметром потока (Marston et al. 1995), таким как скорость около берега, полное состояние реки и характеристики отложений, такие как частицы отложений, плотность частиц и динамика. Из-за большой ширины канала и песчаных глинистых береговых материалов реки, которые могут быть легко разрушены водой, русло реки очень уязвимо для эрозии и, следовательно, для миграции канала. Исследование, проведенное Michelli and Krigner (2002), показывает, что уровень миграции рек на сельскохозяйственных угодьях выше, чем на лесных участках. Миграция реки наблюдалась сравнительно высоко на сельскохозяйственных угодьях, чем на лесных угодьях в реке Кандра. Деревья в лесной зоне выступают в качестве якоря для береговых отложений, в то время как из-за отсутствия такой якорной растительности сельскохозяйственные угодья были затронуты главным образом процессом смещения каналов (Leopold et al. 1964). Это основная причина того, почему на участке 2 достигли больших потерь сельскохозяйственных земель, чем на участке 1.
Сельскохозяйственные угодья вблизи русла реки подвержены потерям в производстве из-за миграции русла. Воздействие на сельское хозяйство может наблюдаться либо за потерянными землями в результате вырубки берегов, либо за счет осаждения песка и ила над сельскохозяйственными угодьями из-за затопления. Существуют различные факторы, которые определяют потери в сельскохозяйственном производстве, среди них потеря сельскохозяйственных земель. Из таблицы 3 видно, что есть большие потери в сельском хозяйстве из-за эрозии, связанной с процессом миграции канала. Это связано с тем, что по мере того, как мы движемся от верхнего к нижнему течению, сопротивление канала также уменьшается с увеличением напряжения сдвига воды в качестве связующего материала для сельскохозяйственных земель, что снижает потенциальную способность противостоять напряжению сдвига. Влияние на сельское хозяйство было заметно в связи с переключением каналов. Большая часть сельскохозяйственных земель была потеряна в районе реки Кандра из-за вырубки берегов. Из многократного регрессионного анализа скорости миграции каналов, потери земли из-за эрозии, продуктивности и количества осадков можно сказать, что потери в сельскохозяйственном производстве в области вблизи извилистой реки с активной миграцией являются функцией скорости миграции каналов.
Заключение
С ростом человеческой деятельности вблизи русла реки, такой как строительство дорог, была осуществлена практика сельского хозяйства. Но, река также оказала большое влияние на те сообщества вблизи русла реки, которые в основном отмечались как наводнения, эрозия и разрушение берегов. Таким образом, с развитием ГИС и РС мы можем анализировать влияние миграции каналов на сельскохозяйственные угодья путем количественной оценки потерь производства, которые оно несет с определенной скоростью миграции.
Индия – это сельскохозяйственная развивающаяся страна. Экономический вклад Индии в сельское хозяйство в ВВП уменьшается вместе с общим экономическим ростом страны. Некоторые проблемы в реальном
Большинство людей считают пищу органической, если она выращена без использования пестицидов и других химических веществ. Хотя этот взгляд на органические продукты питания технически верен, необходимо
Органические зерновые культуры: настоящее устойчивое сельское хозяйство Сельское хозяйство значительно расширилось в науке и улучшило методы экспоненциально в течение прошлого столетия. Это фактически произвело революцию