رده بندی آبراهه ها یا رتبه بندی آنها یکی از موضوعات مورد بحث در زمینه بررسی های هیدرولوژیکی عوارض آبی محسوب میشود که میتواند در جنرالیزاسیون نقشه ها کاربرد فراوانی داشته باشد. دیدگاههای متفاوتی در این باره مطرح است و روشهای مختلفی برای جنرالیزه نقشه ها مورد استفاده قرار میگیرد، اما توجه به پارامترهای هیدرولوژیکی آبراهه ها میتواند نتایج مناسبتری را در این باره ایجاد نماید. در این مقاله سعی داریم شما را با این نوع نگاه آشنا کنیم تا بتوانید در پردازشهای مختلفی که بر روی داده های موبوط به عوارض آبی انجام میدهید، از آنها بهره ببرید.
نظریه‌های شبکه‌ها برای نمایش و پردازش ساختار و عملکرد بخش عظیمی از سیستم‌های بیولوژیک استفاده می‌شوند. این نظریه‌ها برای شبکه‌های رودخانه نیز تعریف می‌شوند. شبکه رودخانه‌ها در سطح حوضه آبریز، عمل تخلیه رواناب را بر عهده دارند. هر چه شبکه رودخانه‌های یک حوضه تکامل‌یافته‌تر باشد تخلیه رواناب از آن حوضه بهتر و ساده‌تر انجام میشود. سنجش درجه تکامل حوضه آبریز و شبکه رودخانه‌های آن با معیارهایی نظیر تراکم، رتبه یا رده و نسبت انشعابات صورت می گیرد. نسبت مجموع طول آبراهه‌ها و رودخانه اصلی حوضه آبریز به مساحت آن تراکم شبکه رودخانه‌های حوضه نامیده میشود. تراکم شبکه رودخانه معیاری است که فقط طول رودخانه‌ها را مشخص می‌سازد و از طرز شبکه‌بندی و اتصال شاخه‌های مختلف اطلاعی به دست نمی‌دهد. برای اطلاع از نحوه ارتباط انشعابات مختلف از رده بندی آبراهه ها استفاده میشود.
انواع رتبه بندی یا رده بندی آبراهه ها
رتبه‌بندی یا رده بندی آبراهه ها با توجه به کاربردهای مختلف آنها به روشهای متفاوتی انجام میگیرد، اما هدف مشترک این روش‌ها رده بندی آبراهه ها با توجه به ارتباط توپولوژی بین آنها است. جهت جریان آب در این روش‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است و هرکدام از این روش‌ها با فرض مشخص‌بودن جهت جریان آب در آنها قابل پیاده‌سازی می‌باشد.
روشهای مختلف رده‌بندی در مقاطع زمانی مختلف توسط افراد مختلف پیشنهاد شده که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
روش استرالر ( Strahler )
رتبه‌بندی آبراهه ها در این روش به این ترتیب انجام میشود که سرشاخه هر آبراهه را که از ارتفاعات شروع مي شود آبراهه رده 1 گويند. از اتصال حداقل دو رودخانه رده 1 رودخانه رده 2 بوجود مي‌آيد. رودخانه رده 2 زماني به رودخانه رده 3 تبديل مي شود که حداقل يک رودخانه رده 2 ديگر به آن بپيوندد. و به همين ترتيب تا انتهاي حوضه آبريز رودخانه ها رتبه بندي مي شوند. شماره رده رودخانه در نقطه‌تمرکز نشان‌دهنده درجه‌تکامل شبکه‌آبراهه‌ها در حوضه بالادست آن نقطه است.
این روش دارای پیش‌زمینه قوی ریاضی می‌باشد. درواقع درجه هرکدام از محل‌های تلاقی آبراهه‌ها ارتفاع سرشاخه‌ای است که توانسته یک شبکه دودویی کامل را ترتیب دهد. علاوه بر مزیت‌هایی که دکر شد این روش معایبی نیز دارد که عدم تشخیص شاخه اصلی شبکه آبراهه از آن موارد است.
روش هورتن ( Horton )
رتبه‌ای که هورتن برای هر آبراهه درنظر میگیرد وابسته به ساختار کلی آبراهه‌ها است و با توجه به اینکه کدام مسیر شاخه اصلی را تشکیل می‌دهد رده‌بندی را انجام می‌دهد.
برای رده‌بندی با این روش ابتدا می‌بایست با استفاده از روش استرالر در جهت جریان حرکت نموده و به تمامی آبراهه‌ها عددی منتسب نماییم. حال خلاف جهت جریان حرکت می‌کنیم و از بیشترین رتبه شروع کرده و تا آخرین بخش بلندترین مسیر آبراهه ادامه می‌دهیم. در هر تقاطع مسیر بزرگتر را انتخاب می‌کنیم و عدد آن را با عدد آبراهه قبلی یکسان در نظر می‌گیریم. بدین‌ترتیب در مرحله نخست یک مسیر اصلی از آبراهه‌ها عدد بیشترین رتبه را به خود میگیرد. در ادامه برای شاخه‌های فرعی نیز همین کار را تکرار می‌نماییم و کار را به اتمام می‌رسانیم.
روش شرو ( Shreve )
در روش شرو نیز سرشاخه ها رتبه یک دارند. از اتصال دو آبراهه رتبه یک، رودخانه درجه 2 بوجود می آید. در صورت اتصال یک رودخانه درجه یک به رودخانه درجه 2، رودخانه درجه 3 حاصل می شود. و به همین ترتیب تا انتهای حوضه آبریز رودخانه ها به این روش رتبه بندی می‌شوند.
روش هک ( Hack )
در روش هک در هر مرحله بلندترین شاخه براساس مجموع طول زیرشاخه‌های آن انتخاب میشود و شماره رتبه از یک شروع میشود. ابتدا بلندترین شاخه عدد یک را به خود اختصاص می‌دهد و در مرحله بعد برای تمامی آبراهه‌هایی که به آن متصل می‌شوند عدد 2 در نظر گرفته میشود. بدین ترتیب رده بندی آبراهه ها انجام میگردد.
روش توپولوژی ( Topological )
در این روش با توجه به ارتباط توپولوژیک آبراهه‌ها، برای هر آبراهه نزدیکترین مسیر برای خروج از شبکه آبراهه‌ها انتخاب شده و تعداد آبراهه‌ها به‌عنوان رتبه برای آن آبراهه در نظر گرفته میشود. نتیجه کار تقریباً عکس روش استرالر خواهد شد.
