Viac

Objednávate Horton Stream v ArcGIS?

Objednávate Horton Stream v ArcGIS?


Existuje spôsob, ako objednať toky pomocou metódy Horton (na rozdiel od Horton-Strahler) v ArcGIS (10.2.2)? Viem, že nástroj Stream Order vám umožňuje používať Strahler a Shreve.


Neverím, že pomocou ArcGIS môžete vykonávať skutočné objednávanie streamu Horton Poradie streamu nástroj. Poradie Hortonovho prúdu je však v zásade rovnaké ako poradie Strahlerovho prúdu, okrem toho, že po objednaní musíte nahradiť každú z Strahlerových poradových hodnôt pozdĺž hlavného kmeňa toku poradovou hodnotou výstupu. Ak teda dokážete nájsť/vyvinúť skript, ktorý identifikuje hlavný kmeň siete rastrových prúdov, mali by ste byť schopní vytvoriť Hortonovo poradie (ak nie hlavný kmeň, priradiť strahler, inak priradiť max. Strahler pozdĺž hlavného kmeňa). Nájdenie kmeňa je pomerne jednoduché a je možné ho dosiahnuť sledovaním tokových tokov z každého výstupu v sieti rastrových prúdov proti prúdu. Keď dôjde k rozdvojeniu, postupujte podľa prítoku, ktorý má väčšiu hodnotu akumulácie prietoku (väčšia veľkosť nádrže) alebo najdlhšiu dĺžku proti prúdu. Obe sú platnými kritériami a zvyčajne vedú k rovnakému hlavnému kmeňu s výnimkou najbližších horných vôd, kde sa môžu mierne líšiť. Tu je príklad kódu, ktorý to robí, ak hľadáte niečo, na čom je skript založený. Všimnite si však, že je napísaný v jazyku Java a nie je zameraný na oblúkové skriptovanie, ale mal by poskytovať dobré koncepčné vedenie. Prípadne, ak ste na túto úlohu schopní použiť iný softvér ako ArcGIS, GRASS's r.stream.order nástroj ponúka metódy objednávania streamu Horton aj Strahler. Tieto je možné použiť aj z doplnku GRASS pre QGIS.


Poradie streamu

Jedným z najdôležitejších aspektov fyzickej geografie je štúdium svetového prírodného prostredia a zdrojov - jednou z nich je voda.

Pretože je táto oblasť taká dôležitá, geografi, geológovia a hydrológovia používajú na skúmanie a meranie veľkosti svetových vodných ciest poradie prúdov.

Prúd je klasifikovaný ako vodný útvar, ktorý prúdi po zemskom povrchu prúdom a je obsiahnutý v úzkom kanáliku a brehoch.

Na základe poriadku toku a miestnych jazykov sa najmenším z týchto vodných ciest niekedy hovorí aj potoky a/alebo potoky. Veľké vodné cesty (na najvyššej úrovni poradie tokov) sa nazývajú rieky a existujú ako kombinácia mnohých prítokových tokov.

Streamy môžu mať aj miestne názvy ako bayou alebo burn.


Škálovanie vzťahov medzi brehovou vegetáciou a poradím tokov v sieti rieky Whitewater, Kansas, USA

Ripariálne komunity boli dobre študované pozdĺž jednotlivých tokov, ale nie v kontexte sietí, ktorých sú prúdy súčasťou. Na štúdium sietí hydrológovia používajú Horton -Strahlerovo usporiadanie na priradenie tokov k diskrétnym kategóriám, v ktorých zvyšujúca sa číselná hodnota (ω) odráža rastúcu veľkosť toku a zložitosť siete. Kľúčovým použitím tejto klasifikačnej metódy bolo demonštrovať škálovanie vzťahov medzi hydrogeomorfnými premennými a poradím. Tieto vzťahy teraz poskytujú základ pre určenie, ako sú ekologické procesy spojené s geometriou a topológiou riečnych sietí. Na mapovanie a meranie siete tokov a brehových porastov povodia rieky Whitewater vo východnom Kansase v USA sme použili geografické informačné systémy (GIS). S výslednými údajmi sme testovali, či (1) brehová vegetácia je zmenšená v poradí a (2) brehová vegetácia na sútokoch dvoch tokov sa líši od vegetácie nachádzajúcej sa pozdĺž prúdov, ktoré ju tvoria. Väčšina charakteristík brehových porastov je škálovaná podľa poriadku. V oblastiach sútoku sú hustota a diverzita brehových porastov spravidla ekvivalentné hustote a diverzite najväčšieho toku. Škálovanie vzťahov medzi brehovou vegetáciou a poriadkom poskytuje rámec na kvantifikáciu úlohy brehových porastov vo vodnej bilancii tokových sietí a nástroj na predpovedanie oblasti a distribúcie brehových porastov z topológie siete.

Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​ku ktorému máte prístup prostredníctvom svojej inštitúcie.


Študijná oblasť

Rieka Kanhar (23 ° 12 ′ severnej šírky až 24 ° 272 ′ severnej šírky a 83 ° 2 ′ vd až 84 ° 1 ′ vd) je dôležitým prítokom rieky Son. Celková zemepisná oblasť povodia je 5 654 km 2. Preteká indickými štátmi Chhattisgarh, Jharkhand a Uttar Pradesh (obr. 1). Kanhar pochádza z Gidha-Dhodha na náhornej plošine Khudia v okrese Jashpur v Chhattisgarh. Spočiatku tečie na sever a tvorí hranicu s okresom Garhwa v časti Palamu v meste Jharkhand. Potom preteká asi 100 kilometrov (62 míľ) okresom Surguja v Chhattisgarh.


Objednávate Horton Stream v ArcGIS? - Geografické informačné systémy

Autorské práva a kópie 2015 od autorov a Scientific Research Publishing Inc.

Toto dielo je chránené medzinárodnou licenciou Creative Commons Attribution (CC BY).

Prijaté 27. januára 2015 prijaté 11. apríla 2015 zverejnené 15. apríla 2015

Táto štúdia identifikovala dôležitosť atribútov povodia pre manažment vodných zdrojov pomocou softvéru ArcGIS, ASTER DEM a satelitných snímok pre mikro povodie Chelekot, Tigray, Etiópia. Štúdia tiež hodnotí rôzne hydrologické parametre, ktoré sú významné pre hospodárenie s vodnými zdrojmi v mikro povodí, a na základe zistenia hľadá alternatívne riešenia na zber vody v študovanej oblasti zavedením vhodných štruktúr na ochranu pôdy a vody. Pre štúdiu mikro povodia boli vyhodnotené a interpretované hlavné atribúty povodia vrátane modelu drenáže, topografických parametrov, typov využívania pôdy a typov pôd. Na výpočet, vymedzenie hraničnej a morfometrickej analýzy mikro povodia pomocou topografických máp a údajov ASTER DEM bol použitý softvér ArcGIS. Výsledky naznačujú, že mikro povodie sa klasifikovalo ako dendritický vzor s prúdovými radmi v rozmedzí od prvého do piateho rádu. Mikro povodie má homogenitu v štruktúre a chýba mu štrukturálna kontrola povrchového toku. Hustota drenáže je stredná, čo naznačuje, že oblasť obsahuje pôdy so strednou mierou infiltrácie a miernym reliéfom. Textúra drenáže, frekvencia toku a tvarový faktor mikro povodia sú 4,1, 1,7 a 0,4. Pomer rozdvojenia mikro povodia sa pohybuje od 1 do 4,5 a pomer predĺženia je 0,7, čo ukazuje, že mikro povodie patrí do kategórie menej predĺžených tvarovaných mikro povodí. Priemerný pomer bifurkácie celého mikro povodia je 3,3, čo naznačuje, že drenážny profil nie je geologickými štruktúrami výrazne ovplyvnený. Rozloha územia povodia mikro povodia zahŕňa: obrábanú pôdu (75,8%), osídlenie a voľnú pôdu (10,5%), kríky a plantáže (13,2%) a vodný útvar (0,4%). Hlavnými druhmi pôdy sú Vertisol (58%), Camisole (32%), Regosol (9,5%) a Luvisol (0,7%). Triedy textúry sú ílové (5%), hlinité (22%), ílovité (17%), piesočnaté (21%) a ílovité (35%) na základe pôdnej textúrnej mapy mikro povodia. Naše výsledky odhalili, že používanie morfometrickej analýzy povodia na základe údajov GIS a ASTER DEM a hydrologického hodnotenia v rozsahu povodia je v porovnaní s inými dostupnými technikami aplikovanejšie a presnejšie.

GIS, morfometrická analýza, povodie, frekvencia drenáže, hustota drenáže, Chelekot, Etiópia

V polosuchých a suchých oblastiach Afriky vytvára mestská expanzia, zavlažovacie projekty a zmena klímy spolu s nedostatočným a nepredvídateľným spôsobom zrážok tlak na existujúce vodné zdroje. Zdroje povrchovej a podzemnej vody nie sú dostatočné na to, aby splnili požiadavku plodinovej vody a vody na domácu spotrebu v dôsledku rýchleho rastu populácie a dopytu po väčšom množstve vody. Dopyt po vode sa v priebehu rokov zvyšoval, a preto je posúdenie množstva a kvality vodných zdrojov a ich optimálneho využitia najdôležitejším. Vyhodnotenie vodných zdrojov je naliehavo potrebné, pretože voda zohráva primárnu úlohu v udržateľnosti živobytia a regionálnom hospodárstve. Vodné hospodárstvo je primárnou ochranou pred suchom a zohráva ústrednú úlohu pri dosahovaní potravinovej bezpečnosti na miestnej, národnej a globálnej úrovni. Neustále rastúca populácia a urbanizácia vedú k nadmernému využívaniu vodných zdrojov, čím sa vyvíja tlak na obmedzené občianske vybavenie, z ktorých mnohé sú na pokraji zrútenia [1] [2].

Identifikácia prvkov zeme, ako sú geologické štruktúry, geomorfické prvky a ich väzba na hydrologické charakteristiky, môže slúžiť ako priamy alebo nepriamy ukazovateľ potenciálu podzemnej a povrchovej vody v oblasti. Geomorfické podmienky sú základnými predpokladmi porozumenia charakteristikám tvrdých hornín a drenážnych vodných štruktúr. Funkciu typov hornín a geologických štruktúr pri vývoji prúdových sietí je možné lepšie pochopiť štúdiom povahy a typu drenážnych vzorcov a kvantitatívnou morfometrickou analýzou. Morfometrické parametre povodia do značnej miery odrážajú jeho hydrologickú odozvu a môžu byť nápomocné pri syntéze jeho hydrologického správania a vodnej bilancie. Kvantitatívna morfometrická charakterizácia a analýza povodia sa považuje za najuspokojivejšiu metódu pre správne plánovanie manažmentu povodia a implementáciu opatrení na ochranu pôdy a vody. Charakterizácia geomorfického atribútu nám umožňuje porozumieť vzťahu medzi rôznymi aspektmi drenážneho systému povodia a tiež umožňuje porovnateľné hodnotenie rôznych drenážnych nádrží vyvinutých v rôznych geologických a klimatických režimoch [3].

Vďaka údajom z diaľkového snímania a zvýšenému rozlíšeniu zo satelitných snímok sa tieto technológie zdajú byť pripravené na to, aby mali veľký vplyv na iniciatívy v oblasti manažmentu pozemných zdrojov zahrnuté v monitorovaní využívania krajiny a mapovaní pozemkových zátok (LULC) a zisťovaní zmien. Tieto nástroje umožňujú výskumníkovi určiť rôzne priestorové rozsahy v polosuchých oblastiach, ktoré sú vystavené silnému namáhaniu vlhkosťou v dôsledku kombinovaných účinkov variability zrážok, zmeny klímy a rastúcej populácie [4].

Povrchové hydrologické indikácie sú sľubnými vedeckými nástrojmi na hodnotenie a riadenie vodných zdrojov. Drenážne morfometrické analýzy sú predpokladom pre výber miest na doplnenie vody, modelovanie povodia, modelovanie odtoku, vymedzenie povodia, mapovanie perspektívy podzemných vôd a geotechnické skúmanie [5] [6]. Analýza drenážnej siete sa spravidla vykonáva pomocou prevládajúcich geologických variácií, topografických informácií a štruktúrneho súboru povodia a ich vzájomných vzťahov. Diaľkové snímanie a hodnotenie odvodňovacích nádrží na základe GIS vykonali rôzni vedci pre rôzne terény. Táto analýza je potvrdená ako veľmi vedecký nástroj na generovanie presných a aktualizovaných informácií na charakterizáciu parametrov povodia [7] -[11].

Na extrakciu rôznych geomorfologických parametrov drenážnych nádrží vrátane drenážnych sietí, predelí povodia, sklonu svahu a aspektu a oblastí prispievajúcich proti prúdu toku boli použité digitálne výškové modely (DEM), ako sú modely ASTER, GDEM a ďalšie typy modelov [12] [13]. Vyhodnotenie povodia založené na GIS pomocou údajov Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) poskytlo presný, rýchly a lacný spôsob analýzy hydrologických systémov [14] [15].

Štúdia bola vykonaná v teplej miernej a sub-vlhkej oblasti regionálneho štátu Tigray [16]. Táto oblasť bola maximálne nabitá zrážkami a potrebovala integrovanú morfometrickú analýzu založenú na manažmente povodia, aby bolo možné rozpoznať celkový stav povodia. Hydrologická analýza a morfometrické vyhodnotenie mikro povodia Chelekot sa uskutočnili za účelom rozvoja a riadenia vodných zdrojov pomocou softvéru GIS, DEM a analýzy satelitných snímok. Cieľom štúdie bolo preskúmať rôzne terény povodia a morfometrické parametre a pochopiť potenciál mikro povodia Chelekot pre udržateľné riadenie vodných zdrojov.

Štúdia bola vykonaná v Enderta woreda, juhovýchodnej zóne regionálneho štátu Tigray, ktorá leží medzi 13 - 14 ° severnej šírky a 39 - 40 ° 30 východnej dĺžky. Enderta woreda pozostáva z dvoch hlavných miest, ako sú Mekelle a Kwiha. Okrem toho existuje niekoľko malých miest vrátane: Aynalem, May Keyah, May Mekden a Aragure. Prominentné dediny v tomto okrese sú: Chelekot, Debri, Kokolo, Adi Negoda a Alem. Štúdia bola vykonaná v mikro povodí Chelekot, kde bol navrhnutý projekt zavlažovania výťahom. Toto študijné miesto bolo vybrané s cieľom preskúmať rôzne charakteristiky mikro povodia a porozumieť potenciálu vodných zdrojov tejto oblasti. Okrem toho hlavným cieľom projektu bolo zlepšiť živobytie poľnohospodárov zavedením projektov zavlažovania.

Údolie Chelekot sa nachádza asi 16 km západne od mesta Mekelle. Dolina je porušená a skalné lôžka sú narušené litologickým zložením bridlíc, interkaláciou opukového doleritu a naplavených sedimentov. Priemerná ročná teplota v tejto oblasti sa pohybuje medzi 16 ° C - 20 ° C. Priemerné ročné zrážky v oblasti sa pohybujú medzi 500 - 1 000 mm. Táto oblasť sa vyznačuje nepravidelnými zrážkami a častým suchom. Obdobie dažďov nastáva od júna do septembra a existenčná poľnohospodárska výroba je takmer úplne závislá od tohto načasovania zrážok [16].

Študijná oblasť pozostáva z rôznych typov litológie, ktoré sa líšia v závislosti od morfológie. Morfologicky je študovaná oblasť rozdelená na tri hlavné pozemné systémy: „plató“ Mekelle, etiópsky priekopový zráz a prítoky rieky Giba. Vo všeobecnosti najbežnejšie pôdy zo štúdie woreda (Enderta) sú: kalcisoly, kambisoly, kastanozemy, leptosoly, luvisoly, faozemy, regosoly, vertisoly a fluvisoly. Fluvisoly sú obmedzené hlavne na naplaveniny v údolí rieky [16]. Prirodzený vegetačný porast je tvorený kaktusom (Opuntia ficus indica), trávami a krovinami s nízkymi stromami. Táto oblasť bola kedysi husto zalesnená druhmi, ako sú Juniper procera a Olea africana [17] [18]. Prírodný les bol vážne odlesnený. Pozostatok tohto lesa bolo možné vidieť v kostoloch, vyhradených priestoroch a na zrázu etiópskej trhliny. V súčasnosti má študovaná oblasť nízku produktivitu lesov v dôsledku suchého podnebia, chudobných pôd a topografických obmedzení [18]. Historické lesné pozemky boli v priebehu storočí premenené na poľnohospodárske a pastviny, s výnimkou nerovnomerných zvyškov starých lesov Afromontane okolo väčšiny etiópskych pravoslávnych cirkví Tewahido [19]. Našťastie sa vegetácia v súčasnosti rehabilituje implementáciou politík vyňatia (oblasti chránené pred zasahovaním ľudí a hospodárskych zvierat). Najreprezentatívnejšími druhmi rastlín vo výkrmoch sú: Acacia etbaica a Tarchonanthus camphoratus. Väčšina predtým odlesnených oblastí sa v súčasnosti znova zalesňuje exotickými druhmi rastlín, ako sú Eucalyptus globulus a Eucalyptus camaldulensis. Tieto stromy sú hlavnými druhmi používanými na stavebné účely vo worede.

2.2. Zdroje údajov a analýza

V tejto štúdii bolo na generovanie databázy a extrakciu rôznych parametrov drenáže použité integrované využitie multispektrálnych satelitných údajov, digitálneho výškového modelu (DEM) a topografických listov Etiópie. Podrobnosti o type údajov, softvéri a použitých zdrojoch sú uvedené nižšie:

Oblasť mikro povodia bola vymedzená z rektifikovaných mozaikových topografických máp Etiópskeho mapovacieho úradu (EMA) v mierke 1: 50 000 vytlačených agentúrou EMA [20] s projekciou priečneho Mercatora (mriežka: zóna UTM 37N), Clarke 1880 ako sféroidný a adindanský údaj . Tieto topografické mapy boli nakreslené pomocou panchromatickej leteckej fotografie, ktorú získal Swedsurvey v januári 1994, a niektoré dokončenia poľa agentúrou EMA v marci 1996. Topografické mapy boli naskenované do digitálneho formátu, georeferencované a použité ako referenčné obrázky na prevádzanie geometrických opráv na iných údajoch diaľkového prieskumu. . Mapy boli použité aj pri terénnych prieskumoch digitalizácie drenážnej siete a hranice povodia. Drenážna sieť bola digitalizovaná a počet a dĺžky tokov v každom obvode povodia a celého povodia a celková dĺžka a šírka povodia boli vypočítané pomocou softvéru ArcGIS 9.3. Hustota drenáže, frekvencia drenáže, bifurkačný pomer, tvarový faktor, obehový pomer a pomer predĺženia boli vypočítané pomocou metód navrhnutých rôznymi výskumníkmi pre morfometrickú analýzu. Letné vzorce (metodiky) použité na výpočet morfometrických parametrov sú uvedené v tabuľke 1. Okrem toho boli všetky geokódované toposheety formované do mozaiky pomocou softvéru na spracovanie obrazu ERDAS Imagine 9.1. Mikro rozvodná oblasť Chelekot bola vymedzená z ASTER DEM a prieskumu etiópskych topografických listov pomocou možnosti prípravy údajov v programe ERDAS Imagine Software. To sa dosiahlo tým, že sa z povodia stala oblasť záujmu (AOI). Rovnaký AOI bol použitý na rez satelitného obrazu študovanej oblasti.

Analýza typu a štruktúry pôdy bola vykonaná v Mekelle University Soil Laboratory, Mekelle. Triedy veľkosti častíc USDA, napr. Pri prideľovaní tried textúry sa postupovalo podľa piesku (2,0 - 0,05 mm), silt (0,05 - 0,002 mm) a ílu (<0,002 mm). Textúra pôdy bola analyzovaná pomocou hydrometrickej metódy [21].

Na získanie mapy pozemkových jednotiek a aktualizácie drenážnej mapy povodia mikro povodia bol stiahnutý súbor 4 snímok Landsat-7 ETM a 2 Landsat-5 TM (údaje Landsat ETH+ z roku 2005), ktoré sú už ortorektifikované. Global Land Cover Facility (GLCF). Dve sady snímok Landsat-7 (získané 27. januára,

Stôl 1 . Vzorce prijaté na výpočty morfometrických parametrov.

2000 a 5. februára 2000) boli zlúčené do mozaiky. Zakúpil sa aj ASTER DEM s priestorovým rozlíšením 15 metrov, ktorý však bolo potrebné ortorektifikovať a georeferencovať. Obrázky Google Earth boli doplnkovým nástrojom počas fotografickej interpretácie kvôli vysokému rozlíšeniu väčšiny študovanej oblasti. To umožnilo dobré určenie využitia krajiny a štruktúry krajinnej pokrývky mikro povodia. Táto zbierka rôznych satelitných snímok a fotografií bola tiež užitočná pre viacnásobnú analýzu. DEM mikro povodia bol extrahovaný z údajov ASTER získaných vo februári 2005 s rozlíšením 90 m, stiahnutých z GLCF. ASTER DEM bol použitý na prípravu topografickej, svahovej a obrysovej drenážnej mapy mikro povodia pomocou nástroja priestorového analytika ArcGIS 9.3. Údaje z poľa a topografické mapy boli analyzované pomocou geografického informačného systému (ArcGIS) a softvéru ERDAS imag. Okrem toho boli na mapovanie LULC použité rôzne techniky, ako napríklad obnova obrazu, vylepšenie a klasifikácia satelitných snímok.

Plocha povodia, obvod povodia a dĺžka povodia Chelekotského povodia boli zistené na 106 km 2, 44 km, respektíve 16 km. Prúdy sú klasifikované podľa ich formy a vzorcov alebo sietí, ktoré vytvárajú v krajine. Termín „prúdová sieť“ sa týka konektivity tokových prítokov a stáva sa stále dôležitejším konceptom, pretože sa používa v hydrologickom distribuovanom modelovaní GIS [29]. Výsledky štúdie naznačujú, že klasifikácia mikro povodia je dendritický typ, ktorý sa vyznačuje homogénnymi podpovrchovými vrstvami. Poradie prúdov a ich lineárne charakteristiky sú uvedené v tabuľke 2. Analýza štruktúry drenáže mikro povodia naznačila, že oblasť má málo štruktúrnych alebo tektonických kontrol. Poradie prúdov mikro povodia sa líši od prvého rádu po piaty poriadok. V prvom a druhom poradí bol nájdený veľký počet prúdov. Ako sa poradie streamov zvyšuje, celkový počet streamov klesá. Mapa drenáže s poradím prúdov mikro povodia Chelekot je znázornená na obrázku 1. Usporiadanie toku v mikro povodí bolo vypočítané pomocou softvéru ArcGIS 9.3 použitím metód navrhnutých [23]. Celková dĺžka segmentu toku je najvyššia v tokoch prvého rádu a klesá so zvyšovaním poradia streamov. Táto zmena v poradí prúdov môže naznačovať prúdenie tokov z vysokej nadmorskej výšky a fyzikálne vlastnosti horninových variácií. Celková dĺžka tokov v mikro rozvodí je asi 177,1 km. Priemerná dĺžka toku (L.sm) a ich pomer bol tiež vypočítaný pomocou softvéru GIS (tabuľka 2). Chápanie tokov v drenážnom systéme predstavuje drenážny model, ktorý zase replikuje hlavne štrukturálne alebo litologické kontroly podložných hornín. Mikro povodie má klasifikáciu dendritických drenážnych schém, napriek dĺžkam tokov a iným hydrologickým vlastnostiam. Spravidla sa vyznačujú stromovitým vetviacim systémom alebo dendritickými usporiadaniami malých tokov alebo prítokov v horných tokoch (vetvách), ktoré tečú rôznymi smermi, pričom sa neustále spájajú s väčšími tokmi a nakoniec vytvárajú „hlavný“ tok alebo rieku.

Celková dĺžka segmentov toku klesá so zvyšujúcim sa poradím toku (obrázok 1). Spojenie medzi pomerom bifurkácie a pomerom dĺžky toku je určené hydrogeologickými, fyziografickými a geologickými charakteristikami. Hodnoty celkovej dĺžky, priemernej dĺžky a pomeru dĺžky rôznych usporiadaní tokov mikro povodia sú uvedené v tabuľke 2. Dĺžka toku a ich pomer sú veľmi dôležitými parametrami na skenovanie

Tabuľka 2 Lineárne parametre mikro povodia Chelekot.

Postava 1 . Odvodňovacia mapa s prúdovými radmi mikro povodia Chelekot.

hydrologické charakteristiky povodia, pretože charakterizujú priepustnosť skalných útvarov v povodí. Tiež naznačuje, či dochádza k zásadnej zmene hydrologických charakteristík podložných horninových povrchov v povodí [2].

Výsledky ukázali, že pomer bifurkácie (R.b) hodnoty v rozmedzí od 1 do 4,5 a priemerný pomer bifurkácie mikro povodia je 3,3. To naznačuje, že drenážny vzor nebol ovplyvnený štrukturálnymi poruchami a pozorovaným Rb nie je rovnaká v celom poradí tokov mikro povodia. Tieto nezrovnalosti závisia od geologického a litologického vývoja povodia (tabuľka 2). Hodnoty rozdvojenia mikro povodia v rozmedzí od 3 do 4,5 charakterizujú povodie, v ktorom došlo k minimálnym štrukturálnym poruchám [22]. Vyššia hodnota R.b naznačilo silnú štrukturálnu kontrolu nad drenážnym obrazcom a tiež toky, ktoré majú vyšší priemerný povodňový potenciál v dôsledku mnohých prítokových segmentov, ktoré odtekajú do relatívne malého počtu segmentov toku transportujúcich kmeň. To ukazuje jeho užitočnosť pre tvar hydrografu pre povodia podobné v iných ohľadoch. Predĺžené rozvodie má vyšší pomer bifurkácie ako normálne a približne kruhové rozvodie [2] [30] [31].

Výsledky tejto štúdie naznačili, že hustota odtoku mikro povodia Chelekot je 1,7. Nižšia hustota drenáže mikro povodia naznačuje hrubý drenážny vzor a sub-vlhké podnebie študovanej oblasti. Hrubá textúra poskytuje viac času na infiltráciu pozemného toku, a tým aj na doplnenie podzemnej vody. Nízka hodnota hustoty drenáže naznačuje relatívne nízku hustotu tokov a tým aj pomalú reakciu toku na odtok [32] [33]. Hustota drenáže je zaradená do piatich rôznych textúr. Hustota drenáže menšia ako 2 znamená „veľmi hrubú“, medzi 2 a 4 je „hrubá“, medzi 4 a 6 je „stredná“, medzi 6 a 8 je „jemná“ a väčšia ako 8 je „veľmi jemná“ drenážna textúra [ 26]. Mikro povodie má drenážnu textúru 4,1, čo naznačuje miernu drenážnu textúru. Podobne mierna textúra drenáže a stredná hodnota hustoty drenáže naznačujú prítomnosť stredne odolného polopriepustného materiálu so stredným reliéfom. Rozdiely v hodnotách štruktúry drenáže závisia od mnohých prírodných faktorov, ako sú podnebie, vegetácia, typ hornín, typ pôdy a ich vsakovacia schopnosť a reliéf mikro povodia. Stredná hustota drenáže je dôsledkom stredne silného alebo polopriepustného podpovrchového materiálu, stredného vegetačného krytu a mierneho reliéfu so strednou infiltračnou schopnosťou. Vysoká hustota drenáže je dôsledkom slabého alebo nepriepustného podpovrchového materiálu, riedkej vegetácie a horského reliéfu [2]. Frekvencia toku mikro povodia je 1,7. Hodnota frekvencie toku ukazuje pozitívnu koreláciu s hustotou drenáže mikro povodia, čo naznačuje, že so zreteľom na zvýšenie hustoty drenáže dochádza k zvýšeniu populácie toku. Hodnota nízkych frekvencií tokov naznačuje riedku drenážnu sieť, ktorá uprednostňuje dobíjanie podzemných vôd. Vypočítaný pomer predĺženia mikro povodia je 0,7, čo naznačuje, že povodie patrí do povodia s menej predĺženým tvarom a miernym reliéfom. Hodnoty pomeru predĺženia (R.e) sa spravidla pohybuje od 0,6 do 1,0 v rôznych klimatických, topografických a geologických podmienkach [10]. Hodnoty blízke 1,0 sú typické pre oblasti s veľmi nízkym reliéfom, zatiaľ čo hodnoty v rozsahu 0,6 až 0,8 sú zvyčajne spojené s vysokým reliéfom a strmým sklonom povrchu. Tieto hodnoty je možné rozdeliť do troch kategórií: 1) kruhový (> 0,9) 2) oválny (0,9 až 0,8) 3) predĺžený (<0,7) [22]. Pomer kruhovitosti mikro povodia je 0,68. Pomery obehovosti sa pohybujú od 0,4 do 0,5, čo naznačuje silne predĺžené a extrémne priepustné homogénne geologické materiály. Výsledok pomeru kruhovitosti mikro povodia naznačuje, že povodie je tvarovo menej predĺžené, má mierny odtokový tok a polopriepustné okolnosti podložia. Je ovplyvnená frekvenciou a dĺžkou tokov, geologickými štruktúrami, využívaním krajiny/krajinnou pokrývkou, podnebím, reliéfom a sklonom mikro povodia [34]. Vypočítaná hodnota faktora tvaru mikro povodia je 0,4, čo naznačuje, že tvar povodia je predĺžený. Predĺžené mikro povodie s nízkym faktorom naznačuje, že povodie bude mať plochší vrchol prietoku po dlhšiu dobu a prispeje k väčšiemu dobíjaniu podzemnej vody. Tento tvarový faktor udáva intenzitu toku v povodí pre definovanú oblasť. Povodia s vysokými formovými faktormi zažívajú väčšie vrcholové toky kratšieho trvania, čo naznačuje kratší kontaktný čas a menšiu infiltráciu, zatiaľ čo predĺžené povodie s nízkymi faktormi má nižšie vrcholové prietoky s dlhším trvaním. Dokonale kruhové povodie má hodnotu faktora> 0,78 [35]. Čím kratšia je dĺžka pozemného toku, tým rýchlejšie povrchové odtoky vstúpia do toku. V tejto štúdii je dĺžka pozemného toku 0,30. Hodnota naznačuje, že dochádza k menšiemu štrukturálnemu rušeniu, menším podmienkam odtoku a má mierny pozemný tok. Väčšia hodnota dĺžky pozemného toku naznačuje dlhšiu dráhu toku a tým aj miernejšie svahy. Dĺžka pozemného toku je najdôležitejšou premennou, ktorá ovplyvňuje vývoj terénu povodia. Dĺžka pozemného toku je väčšinou ovplyvnená hydrologickými aj fyziografickými štruktúrami oblasti. Pozemný tok súvisí nepriamo s priemerným sklonom tokov a je priamo rovný recipročnej hodnote hustoty drenáže [23] [36].

V tejto štúdii je pomer úľavy (R.h) hodnoty povodia je 25,2, čo ukazuje, že veľká časť mikro povodia má mierne strmé svahy (tabuľka 3). Meria celkovú strmosť mikro povodia a je indikátorom intenzity prevádzky procesov erózie pôdy na svahu povodia. Vysoká hodnota pomeru reliéfu je charakteristikou kopcovitých oblastí s vysokou produkciou odtoku a eróziou pôdy.

3.4. Aspektová a svahová mapa mikro povodia

Aspektová mapa je veľmi dôležitým parametrom pre pochopenie vplyvu slnka na miestnu klímu oblasti. Zvlášť popoludní bude vo väčšine prípadov svah orientovaný na západ teplejší než svah orientovaný na východ. Aspekt má zásadný vplyv na distribúciu vegetácie. Aspektová mapa mikro povodia Chelekot bola odvodená z ASTER DEM a predstavuje smer kompasu tohto aspektu. 0_ je pravý sever a 90_ aspekt je východný (obrázok 2). Výsledok naznačuje, že mikro rozvodie Chelekot ukazuje vysoké percento svahov orientovaných na východ. Tieto svahy majú relatívne vyšší obsah pôdnej vlhkosti a miernu vegetáciu v porovnaní so západným svahom mikro povodia.

Najvyššia nadmorská výška v mikro rozvodí je 2424 m n.m. a najnižšia je 2019 m n.m. existuje v západnej a severozápadnej časti mikro povodia, ktoré vyvoláva najvyšší odtok, a teda aj menšiu možnosť infiltrácie dažďovej vody. Mapa svahu študijného mikro povodia je zoskupená do šiestich tried v percentách. 0% - 3% (plochý alebo takmer plochý), 3% - 8% (mierne šikmý), 8% - 15% (šikmý), 15% - 30% (mierne strmý), 30% - 50% (strmý) a & gt50% (veľmi strmé) (obrázok 3). Väčšina oblasti mikro povodia Chelekot je klasifikovaná ako mierne strmý svah. Mierne svahy boli zaradené do kategórie „vynikajúce“ na manažment podzemných vôd, pretože takmer rovinatý terén je priaznivý pre väčšiu infiltráciu. Mierne svahy sú tiež považované za „dobré“ kvôli mierne zvlnenej topografii, ktorá poskytuje maximálnu perkoláciu alebo čiastočný odtok. Oblasti „strmých“ tried, ktoré majú vysoký povrchový odtok s minimálnym množstvom vsakovania pôdy, sa považujú za dobré lokality pre výstavbu.

Tabuľka 3 Reliéfna charakteristika mikro povodia Chelekot.

Obrázok 2. Aspektová mapa mikro povodia Chelekot.

Obrázok 3. Mapa svahu mikro povodia Chelekot udávajúca rozsah sklonov svahov v percentách.

zastavovacích hrádzí na zber vody alebo vsakovacích jazierok na doplnenie podzemnej vody. Sklon je kľúčovým parametrom, ktorý priamo riadi rovnováhu medzi reakciou na odtok a mierou infiltrácie pôdy v teréne. Vysoká produkcia odtoku v oblastiach s vyšším sklonom svahu má za následok menšiu infiltráciu pôdy. Tento faktor výrazne riadi vývoj vodonosných vrstiev.

3.5. Mapovanie využitia krajiny/krajinnej pokrývky

Obrázok 4 ukazuje mapu krajinnej pokrývky mikro povodia, ktorá predstavuje vodný útvar (0,4%), krovinovú a plantážnu plochu (13,2%), osídlenie a otvára krajinu (10,5%) a obrábanú pôdu (75,8%). Väčšiu časť mikro povodia pokrýva obrábaná pôda. Zmeny štruktúry krajinnej pokrývky krajiny sú dôležitými faktormi pre hodnotenie podmienok vodných zdrojov. Vodné zdroje sú vystavené silnému tlaku v dôsledku postupov využívania pôdy s vysokými požiadavkami na vodu a zmeny klímy. Zmeny v štruktúre využívania pôdy a ich odhady opisujú využitie zdrojov pôdy ľudskou činnosťou, najmä poľnohospodárstvom a urbanizáciou [4] [37] [38]. Hydrologické závery zo spôsobov využívania krajiny môžu pomôcť porozumieť meniacim sa scenárom dopytu po vode

Obrázok 4. Mapa využívania krajiny na mape povodia Chelekot mi.

from different activities such as agricultural use, domestic needs and industrialization. It can also used to understand rain water infiltration in the micro-watershed, recharge to the groundwater and surface runoff rates. Land use pattern changes become an important component in hydrological monitoring, modeling and natural resources management in general [39] [40] . An analysis of land use changes for hydrologic processes is a major need for the future [41] . This includes: changes in water demands from changing land use practices such as introduction of irrigated agriculture and urbanization and changes in water supply from altered hydrological processes of infiltration, groundwater recharge and surface runoff. Many researchers reported that land use maps are very important inputs for understanding and managing watershed hydrological conditions [2] [42] . Assessment of land use land cover pattern of the micro-watershed reveals that most of the area is cultivated land, which indirectly supports the future for watershed development and management (Table 4).

3.6. Soil Type Classification

The results indicated that the soil types of the micro-watershed were Pellic Vertisol, Vertic Cambisol, Profoundic Luvisol, Calcaric Regosol, and Haplic Cambisol (Figure 5). The Pellic Vertisol (58%), Vertic Cambisol (32%), Calcaric Regosol covering (9.5%), Profoundic Luvisol (0.7%) and Haplic Cambisol which covers about 0.1% of the area (Table 5). The largest proportion of the micro-watershed is covered by Pellic Vertisol and Vertic Cambisol soil types. In the eastern part of the region the soils are mostly developed under arid conditions where the weathering process is slow and as a result very shallow soils are developed. Cambisols and Vertisols are developed in the higher rainfall areas of the south on alluvium derived from basalt [16] .

The majority of the soils of this region are reported to be shallow with low soil fertility, high runoff, and low infiltration capacity [43] . Declining soil fertility is particularly severe in Tigray because of high nutrient losses through soil erosion and extremely low fertilizer and manure inputs [44] .

3.7. Soil Texture of the Micro-Watershed

The soil texture was the only physical property that received laboratory analysis. Texture influences the porosity and the degree of soil compaction, which in turn, influences the movement and availability of water in the soil. Sandy soils contain mostly large pores. They hold little water, and excess water drains through them easily. A loam is a soil that contains a roughly balanced mixture of sand, silt, and clay. Soils which are mostly silt or clay have mostly small pores that do not drain water readily. Loamy soils have more chemical activity than sandy soils, and hold more water [45] . They offer more protection to groundwater management. Also, water tends to infiltrate through them more readily than through fine-textured soils, so the risk of runoff is less. The predominant textures of the soil profiles in the entire study micro-watershed were found to be: clay (5%), silty clay

Table 4 . Land use land cover of the Chelekot micro-watershed.

Table 5 . Soil type and its area coverage of the Chelekot micro-watershed.

Obrázok 5. Soil type map of the Chelekot micro-watershed.

(22%), clay loam (17%), sandy loam (21%) and loam (35%) (Table 6 Figure 6). According to [46] , soil erosion depends much on the infiltration rate of a soil. The infiltration rate is depending on the soil texture. In a sandy soil the infiltration rate is higher than in a silty soil. In a clayey soil it may be initially high (for heavy black clay with cracking), but becomes low when the soil is moist to wet.

3.8. Effects of Morphometric Analysis in the Hydrological Processes

Application of GIS and DEM for analysis of a micro-watershed’s morphological attributes plays a significant role for proper hydrological study of any terrain which indirectly maintains the hydrogeological condition of the watershed. The quantitative analysis of watershed attributes is found to be of great utility in watershed delineation, soil and water conservation and watershed management. The analysis of watershed attributes conducted in

Table 6 . Soil texture class of the Chelekot micro-watershed area in percent.

Obrázok 6. Soil texture map of the Chelekot micro-watershed.

the Chelekot micro-watershed confirmed that the watershed has moderate relief and less elongated shape. Artificial recharge and runoff harvesting for groundwater development are selected based on small-scale topographic maps. Drainage analysis makes a constructive input with the application of RS and GIS based tools in selecting artificial recharge sites in the area. These analyzed drainage parameters provide comparative indices of the permeability of rock surfaces. If this information is integrated with the other hydrological attributes, the strategy of sitting recharge and water harvesting measures provides better groundwater development and management plan for the area. The drainage pattern classification of the study micro-watershed is dendritic in nature. This may be due to more or less homogeneous lithology and structural controls. Moderate drainage density is observed over the hilly terrain with semi-permeable hard rock substratum, and moderate drainage density over the moderately semi-permeable sub-soils and moderate relief areas. Moderate drainage density areas are favorable for identification of groundwater potential areas. Slope of the micro-watershed plays a key role in determining infiltration and runoff production. Infiltration is inversely related to slope (i.e. the gentler the slope, the higher the infiltration) [2] .

4. Conclusions and Recommendation

The results of analysis of the micro-watershed attributes show that the micro-watershed has a moderate relief and less elongated shape. The micro-watershed drainage network is dendritic type, indicating homogeneity in texture and requiring less structural controls. This type of basin structure helps explain various terrain parameters such as the nature of the bedrock, infiltration capacity, groundwater recharge, runoff production and soil erosion. A moderate drainage density and stream frequency indicate a moderate subsurface formation permeability rate. The observed parameters reveal recharge related measures, and areas where surface water augmentation measures can be undertaken for water resource management and soil conservation structures. A large scale watershed analysis using GIS, remote sensing data and Digital elevation Model (DEM), would be efficient for understanding terrain parameters such as the nature of bedrock, infiltration capacity, surface runoff. The resulting information would help in understanding the status of land form and their processes, drainage management, and groundwater potential for watershed planning and management. This study will be useful for water resource management at the micro level of any terrain, by planners and decision makers for sustainable watershed development programs.

The results of this study can be used for site suitability analysis of soil and water conservation structures. Subsequently, these parameters were integrated with other hydrological information, land use land cover, land forms, geology, water level and soil in the GIS domain to arrive at decisions regarding suitable sites for soil and water conservation structures (bund, check-dam, and percolation ponds, recharge shaft, etc.) for groundwater development and management. The study recommended that the micro-watershed needs detail and further hydrogeological and geophysical investigations for more proper water management and selection of artificial groundwater recharge structures.

We would like to thank Mekelle University and Tigray Bureau of Water Resources and Energy for providing financial support for undertaking the Watershed Feasibility study and Detail Design of Head Works of Chelekot irrigation schemes. We also appreciate Bob Sturtevant from Colorado State University, Amare Sisay from Hawassa University and Etefa Guyassa from University of Ghent, Belgium for their comments and suggestions.


TACOS: 21st Century Geospatial #HistEnv Data Management

On 14 May 2014 the Council for British Archaeology (CBA) hosted a one day seminar on behalf of FISH and HEIRNET at the University of York to discuss common issues facing the historic environment information sector and make progress towards a shared vision and agenda for historic environment information management.

The TACOS keynotes, discussions and demonstrations will build upon a ‘show and tell’ event (the NACHOS seminar) held at the British Museum in November 2012, which identified the need for integration of information sources in support of the National Heritage Protection Plan (NHPP). The seminar will investigate current historic environment information management practices and identify areas for improvement through cross-sector collaboration.

  • Encourage discussion between different groups that produce and manage historic environment information from across the sector (professional, research and voluntary to identify common goals and issues
  • Develop information sharing networks and working partnerships across the sector to pool resources in the areas of skills development and application of information technology

There’s more info on the event (aims, topics, etc) here. Pokračovať v čítaní a rarr


Conclusion and recommendation

The detailed morphometric analysis of Jiledubanderu River Basin has been showcase the following facts: 1.

The morphometric analysis of Jilledubanderu River basin reveals that it is designated as VI th order stream and exhibits dendritic drainage pattern. It implies that the rocks are highly homogeneous having uniform resistance to erosion in the horizontal direction. However, drainage pattern of the basin is mainly controlled by structure and lithology. The simple geometric relationship between


CONCLUSIONS

The map-view reconstructions presented here integrate plane-strain shortening estimates, structural orientations, paleomagnetic rotations, and deformation timing constraints from thermochronology and geology into 3-D kinematic models for the Bolivian orocline. These models indicate that material displacements parallel to orogenic trend are critical to produce kinematically viable orocline reconstructions. In particular, out-of-plane displacements are largely the result of convergent orocline limb rotations that are accommodated at the orocline core by strike-slip and transpressional faulting. Overall, the reconstructed displacement field suggests that map-view shortening estimates may account for, or even exceed, modern crustal thickness at the central Andes. In general, plane-strain studies of deformation (such as balanced cross sections) in areas of orogenic curvature only record a portion of the total orogenic displacement field. Here, map-view shortening estimates from the reconstruction may exceed those required to account for modern crustal thicknesses. If correct, this suggests that formation of the Bolivian orocline contributed to localized crustal thickening and lower crustal loss proposed to explain rapid surface uplift in the Altiplano.

Our main conclusions are as follows.

By accounting for limb rotation, kinematic compatibility as measured by map-view overlap was drastically improved over a reconstruction with no rotation (plane-strain model). North-south displacements on the strike-slip RNF further reduced kinematic incompatibilities at the orocline core. Final overlap in the plane-strain reconstruction was ∼14,000 km 2 compared to ∼5000 km 2 in the minimum rotation model (6°), and ∼3000 km 2 in the maximum rotation model (13°). The minimum rotation model predicted ∼90 km of strike-slip displacement on the RNF fault while the maximum rotation model predicted ∼45 km of slip.

We developed a third, preferred model based on the maximum rotation model. The preferred model includes minor rotations at the orocline core and slip on both the RNF and CF, resulting in ∼1600 km 2 of final overlap. This model applied ∼50 km of left-lateral slip on the CF and <10 km of slip on the RNF. Imposed transpressional deformation predicted ∼60–70 km of additional strike-normal shortening in the vicinity of the CF and ∼50 km of shortening near the RNF. The model predicts that some of this shortening occurs after the main phase of deformation in the EC (before 25 Ma) where the faults are located.

In the preferred model, the combined effect of limb rotation and transpressional deformation produces map-view shortening estimates that are greater than in cross-section shortening estimates. Map-view shortening predicted by the preferred model is ∼370 km in the northern limb, ∼380 km at the orocline core, and 320–340 km in the southern limb. Lower shortening estimates are predicted for the southern limb because transpressional shortening is limited to the orocline core and northern limb. The 70–90 km increase in shortening in the northern limb and orocline core is the result of 60–70 km of transpressional shortening and ∼20 km of additional SA shortening due to curved slip paths.

Increases in SA shortening due to the curved slip paths imposed in the model would result in 5°–6° of limb rotation due to differential shortening between southern Peru, the orocline core, and northern Argentina. This is slightly less than half the total rotation applied in the preferred model, suggesting that regional bending may be a factor. If limb rotation is not the result of curved slip as modeled here, 8°–10° of the total 13° limb rotations required for kinematic compatibility would have to be the result of regional bending.

Map-view shortening at the orocline axis is predicted to be 380 ± 50 km. This value exceeds the magnitude required to account for modern cross-section area of the crust. This suggests that deformation at the orocline may be sufficient to account for the modern crustal thickness without significant additional shortening in the forearc. This opens the possibility that any excess may have been transferred along strike by lower crustal flow or removed from the system entirely by processes such as delamination.

We thank Stephen Johnston and an anonymous reviewer for their feedback and insightful comments on the initial version of this paper. Early versions of the reconstructions benefitted from discussions with Carmala Garzione, Laura Wagner, Todd Ehlers, Susan Beck, George Zandt, Brian Horton, Chris Poulsen, and their respective students. These interactions took place at workshops organized as part of the Central Andean Geodynamics and High Topography (CAUGHT) project funded by the National Science Foundation (NSF grant EAR-0908972 to McQuarrie). Blair Schoene provided comments on an early version of the manuscript. Melissa Brenneman created the original ArcGIS (geographic information system) script that produced the reconstructions shown here.


Morphometric analysis of vrishabhavathi watershed using remote sensing and gis

Abstract Vrishabhavathi Watershed is a constituent of the Arkavathi River Basin, Bangalore Urban and Ramanagara District and covers an area of 381.465Km2, representing seasonally dry tropical climate. To achieve the Morphometric analysis, Survey of India (SOI) topomaps in 1:50000 scales are procured and the boundary line is extracted by joining the ridge points. This will serve as study area or area of interest for preparing base map and thematic maps. The recent changes are updated with the help of Remote sensing satellite data. The drainage map is prepared with the help of Geographical Information System tool and morphometric parameters such as linear, aerial and relief aspects of the watershed have been determined. These dimensionless and dimensional parametric values are interpreted to understand the watershed characteristics. From the drainage map of the study area dendritic drainage pattern is identified. Strahler (1964) stream ordering method is used for stream ordering of the watershed. The drainage density of the watershed is 1.697 km/km2. Index Terms: Morphometric analysis, Remote Sensing, GIS, SOI Topomap and Vrishabhavathi Watershed


Statistical Law of Stream Numbers

The statistical nature and remarkable generality of Horton's law of stream numbers suggest the speculation that the law of stream numbers arises from the statistics of a large number of randomly merging stream channels in somewhat the same fashion that the law of perfect gases arises from the statistics of a large number of randomly colliding gas molecules. The fact that networks with the same number of first-order Strahler streams are comparable in topological complexity suggests equating "randomly merging stream channels" with a topologically random population of channel networks, defined as a population within which all topologically distinct networks with given number of first-order streams are equally likely. In a topologically random population the most probable networks approximately obey Horton's law but exhibit certain systematic deviations. For networks with given number of first-order streams, the most probable network order is that which makes the geometric mean bifurcation ratio closest to 4. For networks with both order and number of first-order streams specified, the most probable networks have the property that the bifurcation ratio of the second-order streams is always close to 4 and, hence, that the bifurcation ratios respectively decrease, remain unchanged, or increase with order and the corresponding curves on the Horton diagram are respectively concave upward, straight, or concave downward according as the geometric mean bifurcation ratio is less than, equal to, or greater than 4. Statistical comparison of these properties with 172 published sets of stream numbers strongly supports the conclusion that, as speculated, populations of natural channel networks developed in the absence of geologic controls are topologically random and, hence, that the law of stream numbers is indeed largely a consequence of random development of channel networks according to the laws of chance.