فهرست:
1) فصل اول: کلیات تحقیق 2
1-1) مقدمه..................................................................................................... 2
1-2) بیان مسئله و ضرورت تحقیق......................................................................... 4
1-3) سؤال تحقیق............................................................................................. 5
1-4) اهداف تحقیق............................................................................................ 5
1-5) ساختار پایان نامه....................................................................................... 6
2) فصل دوم: پیشینه تحقیقاتی و منطقه مورد مطالعه 8
2-1) مقدمه .................................................................................................. 8
2-1-1) پهنهبندی عرصههای طبیعی از نظر ریسک آتشسوزی.................................. 8
2-1-2) تحقیقات انجام شده در زمینهی شبیهسازی رفتار و گسترش آتشسوزی.........11
2-1-2-1) استفاده از سلولهای خودکار به منظور شبیهسازی آتشسوزی............... 12
2-1-2-2) استفاده از مدل FARSITE به منظور شبیهسازی آتشسوزی................ 14
2-2) منطقه مورد مطالعه................................................................................... 15
2-2-1) پوشش گیاهی................................................................................. 16
3) فصل سوم: چهارچوب نظری تحقیق 20
3-1) مقدمه ............................................................................................... 20
3-2) آتشسوزی............................................................................................. 20
3-2-1) انواع آتشسوزی............................................................................... 21
3-2-1-1) آتشسوزی زمینی (داخل خاک)................................................... 22
3-2-1-2) آتشسوزی سطحی................................................................... 22
3-2-1-3) آتشسوزی تاجی...................................................................... 22
3-2-1-4)آتشسوزی تنهای....................................................................... 23
3-3) مدلسازی رفتار آتش.................................................................................. 22
3-4) سیستمهای شبیهسازی رفتار آتش............................................................... 23
3-4-1) مدلهای پیش بینی آتش سوزی و طبقهبندی آنها 23
3-4-1-1) طبقهبندی بر مبنای مدلسازی جریان گرمایی................................... 25
3-4-1-1-1) مدلهای فیزیکی (تئوریکی)................................................. 25
3-4-1-1-2) مدلهای نیمهتجربی (نیمه فیزیکی)...................................... 25
3-4-1-1-3) مدلهای آماری (تجربی)..................................................... 26
3-4-1-1-4) مدلهای احتمالی............................................................. 27
3-4-1-2) طبقهبندی مدلهای آتشسوزی براساس متغیرهای مورد مطالعه............ 27
3-4-1-3) طبقهبندی بر اساس سیستم فیزیکی مدل شده................................. 27
3-4-1-3-1) مدلهای پیشبینی آتشسوزیهای سطحی............................. 28
3-4-1-3-2) مدلهای پیشبینی آتشسوزیهای تاجی............................... 28
3-4-1-3-3) مدلهای پیشبینی آتشسوزی زمینی.................................... 29
3-4-1-3-4) مدلهای پیشبینی آتشسوزیهای نقطهای............................. 29
3-4-2) تکنیکهای شبیهسازی آتش............................................................... 28
3-4-2-1) سلولهای خودکار..................................................................... 30
3-4-2-2) انتشار موج بیضوی.................................................................. 31
3-4-2-2-1)مدل FARSITE............................................................... 31
3-4-3) تکنیک انتشار FARSITE.................................................................. 31
3-4-4) مدل رفتار آتش در FARSITE........................................................... 35
3-4-5) پارامترهای تأثیرگذار.......................................................................... 35
3-4-5-1)توپوگرافی................................................................................ 37
3-4-5-2)پوشش گیاهی........................................................................... 38
3-4-5-2-1)میزان تاج پوشش............................................................... 38
3-4-5-2-2)ارتفاع توده جنگل............................................................... 38
3-4-5-2-3)مدل ماده سوختنی............................................................. 39
3-4-5-3) شرایط آب و هوایی.................................................................. 41
3-4-5-3-1) دما و رطوبت نسبی............................................................ 41
3-4-5-3-2) باد................................................................................. 41
3-5) جمعبندی.............................................................................................. 43
4) فصل چهارم: مواد و روشها ............................................................................... 45
4-1) مقدمه:.................................................................................................. 45
4-2) دادهها.................................................................................................... 46
4-2-1) توپوگرافی....................................................................................... 46
4-2-2) آب و هوا........................................................................................ 48
4-2-3) تاج پوشش منطقه............................................................................ 48
4-2-4) پراکنش گونههای درختی.................................................................... 50
4-2-5) موانع گسترش آتشسوزی................................................................... 51
4-2-6) نرم افزارهای مورد استفاده................................................................... 52
4-3) روش تحقیق........................................................................................... 52
4-3-1) انتخاب مدل ماده سوختنی.................................................................. 52
4-3-2) مدلسازی جریان باد........................................................................... 54
4-3-3) ارتفاع توده جنگل............................................................................. 55
4-3-4) شبیهسازی با استفاده از مدل FARSITE............................................... 56
4-4) سناریوهای مختلف شبیهسازی گسترش آتشسوزی 57
4-5) روش ارزیابی دقت..................................................................................... 57
4-6) پهنهبندی از نظر وسعت گسترش آتش ......................................................... 58
5) فصل پنجم: نتایج و بحث ................................................................................. 60
5-1) مقدمه................................................................................................... 60
5-2) اجرای اولیه مدل در شرایط و سناریوهای مختلف ............................................ 60
5-2-1) شبیهسازی در شرایط یکسان محیطی.................................................... 61
5-2-2) شبیهسازی در شرایط محیطی مختلف و ماده سوختنی یکسان 63
5-2-3) شبیهسازی در شرایط کاملاً مختلف محیطی .................................... 65
5-3) شبیهسازی آتشسوزی رخ داده در منطقه مورد مطالعه در آذر ماه 1389 ............. 67
5-4) پهنهبندی از نظر خطر گسترش آتش (وسعت آتشسوزی) 71
6) فصل ششم: جمعبندی و پیشنهادات 81
6-1) جمعبندی.............................................................................................. 81
6-2) پیشنهادات............................................................................................. 82
منبع:
منابع فارسی
ثابتی، حبیبالله (1387). "جنگلها، درختان و درختچههای ایران"، انتشارات دانشگاه یزد، چاپ چهارم.
جهدی، رقیه.، درویش صفت، علیاصغر.، پیرباوقار، مهتاب.، اعتماد، وحید (1390). "شبیهسازی و پیشبینی گسترش آتشسوزی جنگل با استفاده از مدل رشد آتش FARSITE در جنگلهای شمال ایران (مطالعه موردی: جنگل خیرود نوشهر"، اولین همایش بینالمللی آتشسوزی در عرصههای طبیعی، گرگان، ایران.
حسینعلی، فرهاد.، رجبی، محمدعلی (1384). "شبیهسازی آتشسوزی جنگل با استفاده از سامانههای اطلاعات مکانی"، همایش ژئوماتیک سازمان نقشهبرداری، تهران، ایران.
رحیمی، ایرج.، اسماعیلی، علی (1389). "بررسی آتشسوزی جنگلها و مراتع با استفاده از تصاویر ماهوارهای سنجنده MODIS و تکنیکهای سنجش از دور: منطقه مورد مطالعه جنگلهای شهرستان مریوان"، همایش ژئوماتیک سازمان نقشهبرداری، تهران، ایران.
عادلی، ابراهیم.، یخکشی، علی (1354). "حمایت جنگل"، انتشارات دانشگاه تهران.
عزیزی، قاسم.، یوسفی، یدالله (1386). "گرمباد (باد فون) و آتشسوزیجنگل در استانهای مازندران و گیلان (نمونه: آتشسوزی تاریخ 25-30 آذر 1384)"، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 92.
عموزاد مهدیرجی، محمد.، محمدنژاد، علیرضا.، علایی، نورمحمد.، صفایی، صدراله (1390). "بررسی علل و عوامل آتشسوزی جنگلها در سال 1389 (حوزه جنگلداری شهرستان نکا)"، اولین همایش بینالمللی آتشسوزی در عرصههای طبیعی، گرگان، ایران.
کاظمی، سیدمحمود (1380). "آتشسوزی و اکوسیستم جنگلی". http://www.jangaliha.rozblog.com/post/465
کردجزی، محمد.، مشکواتی، امیرحسین.، باقری، سعید.، بابائیان، ایمان (1389). "تحلیل تغییر اقلیم و اثرات آن بر آتشسوزی جنگل در دوره 2011-2040 میلادی با استفاده ار اثرات جمعی مدلهای AOGCM، مطالعه موردی: استان گلستان، ایران"، اولین همایش بینالمللی آتشسوزی در عرصههای طبیعی، گرگان، ایران.
گزمه، حسن (1391). "مدلسازی گسترش آتشسوزی جنگل با استفاده از اتوماسیون سلولی (مطالعه موردی: جنگلهای استان گلستان)"، دانشکده مهندسی نقشهبرداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر، تهران.
معماریان، فرشید (1378). "بررسی پوشش گیاهی پارک ملی گلستان پس از آتشسوزیهای سال 1374 و ارزشگذاری اکولوژیکی آن"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.
منابع لاتین
Albini, F.A., (1976). “Estimating wildfire behavior and effects”. USDA forest service, General Technical Report INT-30, 77 pp.
Albini, F.A., (1979). “Spot fire distance from burning trees: a predictive model”. USDA forest service, General Technical Report INT-56
Albini, F.A., (1981). “Spot fire distance from isolate source: extension of a predictive model”. USDA forest service, Research note INT-309
Albini, F.A., (1983). “Potential spotting distance from wind-driven surface fire”. USDA forest service, Research paper INT-309
Albani, F.A., (1986). “Wildland fire spread by radiation, a model including fuel cooling by convection”. Combust Sei Technol, vol.45, pp. 101-113.
Albright, D., and Meisner, B.N., (1999). “Classification of fire simulation systems”. USDA For Serv. fire Mgt . Notes, vol. 59, pp. 5-12.
Alexandridisa, A., et al., (2008). “A cellular automata model for forest fire spread prediction: The case of the wildfire that swept through Spetses Island in 1990”. Applied mathemathics and computation, vol. 204, pp.191-201.
Anderson, D.H., (1982). ”Aids to determining fuel models for estimating fire behavior”. USDA Forest Service, General Technical Report, INT-122, 22p.
Anderson, D.H., Catchpole, E.A., De Master N.J., Parkes, T., (1982). “Modeling the spread of grass fires”. J. Austral. Math. Soc. (Series B), vol. 23, pp. 451-466.
Andrews, P.L., (1982). “BEHAVE: Fire behavioure prediction and fuel modeling system-BURN subsystem, part 1”. USDA forest service, General technical report, INT-194.
Bando, T., (2009). “Development for FARSITE fire growth simulation for the hardwood forest in south eastern Ohio”. MSc thesis, Ohio University, 93p.
Berjak, S and Hearne, J., (2002). “An improved cellular automation model for simulation fire in a spatially heterogeneous savanna system” Ecol. Model, vol. 148.
Botfon, S and Duguenne. F., (1997) “GPS, Location and Navigation”. Paris.
Camera, A., and Ferreire. F., (1998). “Spatial simulation modeling”. Gasa..
Carmel, Y.,Shlomit, P., Jahshan, F., Shoshani, M., (2009). “Assessing fire risk using Monte Carlo Simulation of fire spread”. Forest Ecology and Management. Vol. 257, pp. 370-377
Castro, R., Chuvieco. E., (1998). “modeling forest fire danger from geographic information systems”. Geocarto International, vol. 13, pp. 15-23.
Catchpole, W.R., Catchpole, E.A., Rothermel, R.C., Morris, G.A., Butler, B.W., Latham, D.J., (1998). “Rate of spread of free-burning fires in woody fuels in a wind tunnel”. Combustion Science Technology, vol 131, pp1-37.
Chandler, C., et al., (1983). “Fire in forestry-Forest fire behaviore and effects”, Ed.john wiley & Sons, vol 1.
Coban, H.O., (2010). “Analysis of forest road network conditions before and after forest fire”, Suleyman Demiral University, Isparta, turkey. P,11.
Dwomoh, F.K., (2009). “Forest fire and carbon emission from burnt tropical forest: The case study of Afram Headwaters forest reserve, Ghana”. MSc thesis, Kumasi University, Ghana, 62p.
Finney, M.A., Ryan K.C., (1995). “ Use of the FARSITE fire growth model for fire prediction in the US National parks”. International emergency management and engineering conference, Parise, france.
Finney, M.A., (1998). “FARSITE: fire area simulator-model development and evaluation”. USDA forest service, research paper, RMRS, 52pp.
Forthofer, J.M., (2007). “Modeling wind in complex terrain for use in fire spread prediction”. MSc thesis, Fort Collins University, Colorado State, 123p.
Forthofer, J., Kyle, S., Bulter, B., (2009). “Simulating diurnally driven slope winds with WindNinja”. USDA forest service
French, I.A., (1992). “Visualization techniques for the computer simulation of bushfires in two dimensions”. MSc Thesis, University of South Wales, Australia
Green, D.G., (1983). “Fire behavior”. Melbourne, Australia: CSIRO, pp 55-80.
Hernandez Encinan, L., et al., (2007). “modeling forest fire spread using hexagonal cellular automata”. Applied Mathematical modeling, vol. 31, pp.1213-1227.
Johnston, P., (2005). “Overview of bushfire spread simulation system”. Report prepared for the bushfire CRC. School of computer science and software engeenering, University of Western Australia, 24 pp.
Keane, R.E., (1998). “Development of input data layers for the FARSITE fire growth model for the Selway-Bitterroot wilderness complex, USA”. USDA, General Technical Report RMRS-GRT-3
Larini, M., Giraud, F., Porterie, B., Loraud, JC., (1998). “A multiphase formulation for fire propagation in heterogeneous combustible media”. Int J Heat Mass Transf, vol. 41, pp. 881-897.
Li, X., and Magill, W., (2001). “Modeling fire spread under environmental influence using a cellular automation approach”. Complex. Int, vol. 8, pp. 1-14.
Manyangadze, T., (2009). “Forest fire detection for near real-time monitoring using geostationary satellites”. MSc thesis, Enschede University, Netherland, 92p.
Morais, M., (2001). “Fire behavior variables”, http://web.physics.ucsb.edu/~complex/research/hfire/fbehave/fbehave_variables.htm
Morais, M.E., (2001). “Comparing spatially explicit models of fire spread through Chaparral fuel: A new algorithm mased upon the Rothermel fire spread equation”. MSc thesis, California University. 79p.
Nyatondo, U.P., (2010). “Fire spread modeling in Majella National Park, Italy”. MSc thesis, Twente University, 91p.
Orozco, S.J., (2008). “Forest fire risk model for Michocan, Mexico”. MSc thesis, Enschede University, Netherland, 88p.
Pastor, E., Zarate, L., Arnaldos, J., (2003). “Mathematical models and calculation system for the study of wildland fire behavior”. Progression Energy And Combustion Science, vol. 29, pp. 139-153.
Peet, G.B., (1967). “The shape of Mild fires in Jaraah forest” Australian forestry 31 (2):pp, 121 – 127.
Perry, G.L.W., (1998). “Current approaches to modeling the spread of wildland fire: a review”. Progress in physical geography 22, pp 222-245.
Phillips, R.J., (2006). “Assessment of the FARSITE model for predicting fire behavior in the southern Appalachian Mountains”. Proceeding of the 13th biennial southern silvicultural research conference.
Pyne, S.J., Anderews P.L., Laven A.R (1996). “Introdaction to Wildfire” 2nd Edition. John Wily and Sons Edition. New York, pp 769.
Richard, G.D., (1990). “An elliptical growth model of forest fire fronts and its numerical solution”. International journal for numerical methods in engeenering. Vol 30, pp 1163-1179.
Richard, G.D., (1995). “A general mathematical framework for modeling two-dimensional wildland fire spread”. International journal of wildland fire, vol 5, pp 63-72.
Rothermel, R.C., (1972). “A mathematical model for prediction fire spread in wildland fuels”. USDA Forest Service.
Salis, M., (2007). “Fire behavior simulation in Mediteranian Maquis using FARSITE (Fire Area Simulator)”. PH.D thesis, Sassari University, 176p.
Scott, J.H., and Burgan, R. E., (2005). “Standard fire behavior fuel models: A comprehensive set for use with Rothermel’s surface fire spread model”. USDA. General Technical Report RMRS-GTR-153
Silvia, M. Huescab, M. Gonzalez, F., (2010). “MODIS Reflectance and active fire data for burn mapping and assessment at regional level”. Ecological Modelling, pp, 67-74.
Smith, M.P., (2003). “predicting fuel models and subsequent fire behavior from vegetation classification maps”. MSc thesis, North Carolina State University, 153p.
Tasel, E., (2003). “GIS-based spatial model for wildfire simulation: Marmaris-Cetibeli fire”. MSc thesis, Middle East Technical University, 175p.
Trunfio, G.A., (2004). “Predicting wildfire spreading through the hexagonal cellular automata model”. ACRI 2004, springer, LNCS 3305.
Vakalis, D., Sarimveis, H., Kiranoudis, C., Alexandridis, A., Bafas, G., (2004). “A GIS based operational system for wildland fire crisis management”. Applied mathematical modeling, vol. 28, pp. 389-410.
Van Wagner, C.E., (1967). “Calculations on forest fire spread by flame radiation”. Canadian Department of Forestry, Report No, 1185.
Van wagner, C.E., (1987). “Development and structure of the Canadian forest fire weather index system”. Canadian Forest Service, vol. 35.
Vandrevu, K.P., Eaturu, A., Badarinath, K,V,S., (2010). “Fire risk evaluation using multicriteria analysis-a case study”. Environ Monit Assess, vol. 166, pp. 223-239
Wang, Z., (2007). “Modeling wildland fire radiance in synthetic remote sensing scenes”. PH.D thesis, Rochester Institute of Technology, 186p.
Weise, D.R. (2008). “Monte Carlo simulation of fire risk using the FAISITE fire simulator in Hawaii”. General Technical Report PSW-GTR-19x.
Yassemia, S., (2008). “Design and implementation of an integrated GIS based cellular automata made to characterize forest fire behavior”.
Yongzhang, Z. (2005). “A CA based information system for surface fire spreading simulation”. IEEE, IGRASS’ 05 proceedings, pp. 3484-3487.