آمار
| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شماره‌ها | 688 |
| تعداد مقالات | 7,127 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,301,509 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,261,530 |
بررسی تأثیر احداث سد مخزنی کرخه بر ریخت‌شناسی رودخانه با استفاده از شاخص‌های هیدرولوژیکی و تصاویر ماهواره‌ای | ||
| مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 مهر 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2026.24026.3826 | ||
| نویسندگان | ||
| سحر باندری نیکنام1؛ محمدرضا زایری* 2 | ||
| 1دانشجوی دکتری رودخانه و اکوسیستم های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| 2استادیار گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: احداث سدهای بزرگ باعث تغییر الگوی فرسایش و رسوب‌گذاری رودخانه شده که این امر اثر زیادی بر هندسه و مشکلات ریخت‌شناسی رودخانه بر جای می‌گذارد. رودخانه‌های پیچان سامانه‌های پویایی هستند که به‌طور مداوم تحت تأثیر فرسایش، رسوب‌گذاری و فعالیت‌های انسانی تغییر می‌کنند. این تغییرات می‌تواند منجر به جابه‌جایی پیچان‌ها، فرسایش کناره‌ها و افزایش خطر سیلاب شود. احداث سدهای مخزنی جریان آب و انتقال رسوب به پایین‌دست را به شدت محدود می‌کند و تغییراتی در عرض و عمق بستر رودخانه ایجاد می‌نماید. حوضه کرخه یکی از حوضه‌های حیاتی و راهبردی در غرب آسیا است که نقشی کلیدی در امنیت غذایی ایران ایفا می‌کند. پس از آبگیری سد کرخه در سال ۲۰۰۱، میانگین دبی لحظه‌ای در پایین‌دست مخزن ۷۸٪ کاهش یافت. مطالعات نشان می‌دهد که پس از ساخت سد، بخش‌هایی که پیش‌تر پایدار بودند، ناپایدار شده‌اند. عرض رودخانه از ۲۷۳ متر پیش از احداث سد به ۶۰ متر کاهش یافته و جابه‌جایی جانبی بستر حدود ۳۴ متر در سال گزارش شده است. پژوهش حاضر تغییرات مورفولوژیکی رودخانه ۲۱۲ کیلومتری کرخه را از سال ۱۹۸۵ تا ۲۰۲۴ بررسی می‌کند و عوامل مؤثر بر این تغییرات را بر اساس شاخص‌های هیدرولوژیکی تحلیل می‌نماید. این اهداف در مجموع به درک اثرات احداث سد کرخه بر تغییرات مورفولوژیک رودخانه و نوسانات دبی جریان کمک خواهند کرد. مواد و روش‌ها: روش اصلی پژوهش بر مقایسه زمانی و مکانی تغییرات بستر رودخانه تمرکز دارد. در مرحله نخست، موقعیت حوضه رودخانه کرخه و بازه مطالعه با استفاده از نقشه‌های رقومی توپوگرافی در مقیاس ۱:۲۵۰۰۰ و نرم‌افزار ArcGIS تعیین شد. سپس تصاویر ماهواره‌ای مرتبط با محدوده مورد نظر گردآوری گردید. برای بررسی دقیق‌تر، بازه مطالعاتی به سه بخش طولی تقسیم شد. در گام بعد، با بهره‌گیری از نرم‌افزار AutoCAD ویژگی‌های هندسی قوس‌ها مانند شعاع قوس، طول موج، زاویه مرکزی، طول دره و ضریب پیچانش برای هر دوره زمانی استخراج گردید. این داده‌ها سپس با استفاده از نرم‌افزار آماری JMP تحلیل شدند. در این پژوهش، تأثیرات ساخت و بهره‌برداری از سد کرخه بر رژیم هیدرولوژیکی و هندسة رودخانه پایین‌دست آن، با استفاده از تحلیل شاخص‌های دبی و شاخص‌های هندسی پیچان‌رودی بررسی شده است. با توجه به احداث و آبگیری سد مخزنی کرخه در سال 1380، داده‌های دبی ماهانه برای بررسی شاخص‌های هیدرولوژیکی به دو دوره در سال‌های 1364 و 1375 پیش از احداث سد و سال‌های 1393 و 1403 پس از آن، تقسیم و بررسی شد. سپس با استفاده از تحلیل تصاویر ماهواره‌ای لندست و سنتینل، شاخص‌های هندسی رودخانه کرخه نیز بررسی شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد روند سری زمانی دبی ماهانه رودخانه در ایستگاه هیدرومتری پایه پل از 1364 تا سال 1403 تغییرات عمده‌ای داشته است به نحوی که پیش از ساخت سد، روند افزایشی (06/1+) مشاهده می‌شد اما پس از احداث سد، روند کاهشی بارزی (65/1-) پدید آمد که کاهش چشمگیر حجم جریان را نشان می‌دهد. تحلیل شاخص‌های هیدرولوژیکی Q95، Q50، Q5 کاهش‌های قابل توجهی را تأیید کرد، به‌ویژه در جریان‌های کم (کاهش ۵۹.۷٪ شاخص Q5) که بیانگر افزایش خطر تنش زیست‌محیطی در زیستگاه‌های پایین‌دست است. یافته‌ها نشان داد که شاخص جریان پایه با افزایش 4/58 درصد، نشانه افزایش سهم جریان‌های پایدار در الگوی جریان است. در کنار آن، کاهش 9/42 درصد در مدت زمان وقوع جریان‌های حدی و افزایش 1/31 درصد در شاخص IHA، گویای تنظیم مصنوعی جریان‌ها و تغییر در پویایی طبیعی رودخانه است. در بخش هندسی، با تحلیل تصاویر ماهواره‌ای و ترسیم قوس‌های پیچان‌رودی در محیط GIS، مشخص شد که پس از ساخت سد، تعداد قوس‌ها در سه بخش رودخانه از بالادست به پایین‌دست به ترتیب 60، 33 و 29 درصد افزایش‌یافته است. همچنین شاخص ضریب خمیدگی و زاویه مرکزی در بازه‌های مختلف نشان‌دهنده روند افزایش خمیدگی قوس‌ها در دوره پس از احداث سد است. به طور مشخص، سهم قوس‌های پیچان‌رودی شدید در بخش بالادست رودخانه 55 درصد افزایش‌یافته است. نتایج حاکی از آن است که کاهش دبی و انرژی برشی پس از سد منجر به شکل‌گیری قوس‌های متعدد اما ملایم‌تر شده است. بدین ترتیب کنترل دبی توسط سد بالادست ضمن مهار سیلاب‌های شدید، هندسه رودخانه را به سمت قوس‌های بیش‌تر و ملایم‌تر سوق داده و پارامترهای مورفودینامیکی آن را دستخوش تغییر نموده است. نتیجه‌گیری: نتایج پایش ۳۹ ساله‌ی رودخانه کرخه (۱۳۶۴ تا ۱۴۰۳) با استفاده از تصاویر لندست و سنتینل-۲ نشان داد که احداث سد کرخه در سال ۱۳۸۰ موجب تغییرات اساسی در رژیم هیدرولوژیک و رفتار مورفولوژیک رودخانه شده است. شاخص‌های هیدرولوژیکی نشان می‌دهند که جریان‌های حداقلی و حداکثری به‌شدت محدود شده‌اند. همچنین شاخص جریان پایه (BFI) با ۵۸.۴% افزایش بیانگر یکنواخت‌تر شدن جریان و کاهش نوسان‌های طبیعی رودخانه است. این تغییرات زمینه‌ساز کاهش انرژی برشی، افزایش رسوب‌گذاری و در نتیجه، تحول مورفولوژی کرخه در پایین‌دست سد شده‌اند. از نظر تغییرات هندسی، تعداد قوس‌ها پس از احداث سد در بخش‌های طولی رودخانه بین ۲۹ تا ۶۰ درصد افزایش یافت که نشان‌دهنده تقسیم قوس‌های بزرگ به قوس‌های کوچک‌تر و ملایم‌تر است. ضریب خمیدگی نیز پس از سد در هر سه بخش کاهش جزئی داشت (حدود ۵–۱۰٪)، اما تعداد قوس‌های مربوط به طبقه «پیچان‌رودی شدید» در بخش یک ۵۵٪ و در بخش‌های دو و سه حدود ۲۵٪ افزایش یافته است که نشان‌دهنده تشدید پیچ‌وخم در مقیاس خرد و کاهش پهنای کانال است. در برخی بازه‌ها عرض رودخانه تا ۷۸٪ کاهش یافته و این باعث شده جابه‌جایی جانبی سالانه بستر به حدود ۳۴ متر برسد. جمع‌بندی آن‌که سد کرخه اگرچه نوسانات جریان و خطر سیلاب را کاهش داده، اما موجب تشدید ناپایداری جانبی، افزایش تعداد قوس‌ها، باریک‌شدن کانال و تغییر الگوی پیچان‌رودی شده است. از این‌رو مدیریت آینده باید شامل رهاسازی‌های سیلابی کنترل‌شده، مدیریت رسوب، پایش سالانه با تصاویر ماهواره‌ای، و تثبیت سواحل حساس باشد تا از تشدید ناپایداری و تهدید زیرساخت‌ها جلوگیری شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سد کرخه؛ تغییرات مورفولوژیکی؛ تصاویر ماهواره‌ای؛ ضریب سینوسی؛ شاخص جریان پایه | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب