بررسی تغییرات هیدرولوژیکی و مورفولوژیکی رودخانۀ گیوی‌‌چای ناشی از احداث سد گیوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مخاطرات ژئومورفولیک دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استاد ژئومورفولوژی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشیار ژئومورفولوژی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22111/gdij.2021.5833

چکیده

مسیر رودخانه‌‌ها تحت‌تأثیر عوامل مختلف، در معرض تغییر و تحول هستند و این تغییرات می‌‌تواند بر سازه‌‌های بناشده در حاشیۀ رودخانه‌‌ها، زمین‌‌های کشاورزی و غیره آثار منفی بگذارد. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییرات شاخص‌‌های آب‌شناختی و ریخت‌‌شناسی گیوی‌‌چای، به‌ویژه در رابطه با احداث سد، در طی دورۀ زمانی (2019-2000)، با استفاده از تصاویر لندست هفت و هشت، نقشه‌‌های توپوگرافی، زمین‌‌شناسی، داده‌‌های هیدرولوژیکی و میدانی است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از محاسبۀ شاخص‌‌های هیدرولوژیکی و تحلیل آزمون آماریT ، از‌لحاظ 15 شاخص‌‌، شامل: Q5، Q10،Q15 ، Q35، Q45، Q50،Q65 ، Q90، دبی نرمال پرآبی، دبی حداکثر، دبی میانگین، دبی عادی، دبی میانه، دبی مد و دبی سالانه، تفاوت معناداری، بین دو ایستگاه آبگرم (در بالادست) و ایستگاه فیروزآباد (در پایین‌‌دست)، در بازۀ زمانی مورد مطالعه دیده می‌‌شود. نتایج حاصل از محاسبۀ شاخص‌‌های مورفولوژیکی نیز نشان داد، میانگین ضریب خمیدگی در بازۀ اول در سال 2000، 48/1 بوده و در سال 2019 به مقدار 40/1 کاهش یافته‌است؛ اما در بازۀ دوم مقدار ضریب خمیدگی از 23/1 به 25/1 و در بازۀ سوم از 85/1 به 86/1 و در بازۀ چهارم از 15/1 به 18/1 افزایش یافته‌است. در بازۀ اول زاویۀ مرکزی پیچان‌‌رودها از 99/219 به 73/189 کاهش یافته‌است و در سایر بازه‌‌ها شاهد روند افزایشی زاویۀ مرکزی در طی دورۀ مطالعاتی هستیم. بازۀ اول و سوم در هر دو دوره، به‌صورت پیچان‌‌رود بسیار توسعه‌‌یافته و بازۀ چهارم، از نوع پیچان‌‌رود توسعه‌‌یافته است؛ ولی در بازۀ دوم، نوع بازه از پیچان‌‌رود توسعه‌‌یافته به بسیار توسعه‌‌یافته تغییر یافته‌است و زاویۀ مرکزی از 82/143 به 50/163 رسیده‌است. درحالت کلی، تغییرات پلان‌‌فرم رودخانۀ گیوی، به‌صورت گسترش مئاندر‌‌های موجود، جابه‌‌جایی مسیر، افزایش انحنا و تشکیل مئاندرهای کوچک بوده و شکل‌‌گیری الگو و دینامیک 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Hydrological and Morphological Changes in Givi chay Due to the Construction of Givi Dam

نویسندگان [English]

  • elnaz pirouzi 1
  • Aghil Madadi 2
  • Sayyad Asghari saraskanroud 3
3 Mohagheghe ardabili
چکیده [English]

In this research, we have used images of eight and seven Landsat, topography and geology maps, hydrological and field data. First, in order to investigate the hydrological changes in the study area, the data between the two Abgarm and Firouzabad stations, using the 27 hydrologic indicators, was investigated. In the next step, the t-test was used to analyze the significance of hydrologic changes. Then, using water indicators, the river route was extracted from satellite imagery. In the next step, the river was divided into four intervals and eight routes, and river geomorphology parameters including curvature coefficient, central angle and sinusoidal coefficient of path were measured.According to the results of this study, the construction of the Givi dam and its associated implications have exacerbated the hydrological changes followed by river morphological changes. The maximum effect of dam construction was on maximum flow changes, which decreases peak flow after water absorption, and decreases the amount of sediment input downstream in the second interval by sediment trapping by Givi dam. Therefore, reducing the sediment load increases the transfer capacity by the outlet water from the dam, resulting in increased wear and tear strength and substrate digging in the second interval. In the third interval, the erosion is increasing, leading to the formation and development of the meander pattern. In the fourth interval and at a distance from the dam, the depth and width of the bed decreases due to sedimentation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River Changes
  • hydrological indices
  • Central angle
  • bending coefficient
اسمعلی‌عوری، اباذر؛ حامد امینی؛ رئوف مصطفی‌‌زاده؛ معراج شرری؛محسن‌ذبیحی(1398).واکنش ‌خشکسالی‌‌هیدرولوژیک در جریان تنظیمی رودخانه تحت‌تأثیر احداث سد در استان اردبیل، فیزیک زمین و فضا. دورۀ 45. شمارۀ 2. صفحات 486-473.
اصغری‌سراسکانرود، صیاد (1396). تحلیل شکل مجرای رودخانۀ کلقان‌‌چای (حدفاصل کلقان تا الحاق به رودخانۀ قرنقو)، پژوهش‌‌های ژئومورفولوژی کمّی. سال ششم. شمارۀ 2. صفحات 132- 116 .
خوش‌رفتار، رضا؛ اصغر احمدی‌ترکمانای؛ مهدی فیض‌‌الله‌‌پور؛ نسرین حامدی (1398). بررسی پیچان‌‌رودهای قزل‌اوزن در محدودۀ شهرستان ماهنشان- زنجان، پژوهش‌‌های ژئومورفولوژی کمّی. سال هفتم. شمارۀ 4. صفحات 30- 15.
خیری‌‌زاده، منصور (1395). تحلیل مورفودینامیک و تغییرات جانبی مجرای رودخانۀ زرینه‌رود (از شاهین‌دژ تا دریاچۀ ارومیه)، رسالۀ دکتری دانشگاه تبریز. 192 ص.
سازمان آب منطقه‌‌‌ای اردبیل، 1396.
سعدالدین، امیر؛ غلامرضا خسروی؛ مجید اونق؛ عبدالرضا بهره‌مند؛ مصطفوی (1398). طبقه‎بندی و تعیین تغییرات رژیم جریان آب رودخانه‎ای با استفاده از شاخص‏های هیدرولوژیکیIHA  (مطالعۀ موردی:رودخانۀ خرمارود-استان گلستان)، مجلۀ اکوهیدرولوژی. سال ششم. شمارۀ ۳. صفحات 671-651.
https://doi.org/10.22059/ije.2019.269287.982##
علیزاده، امین (1394). اصول هیدرلوژی کاربردی، چاپ سی‌ونهم. دانشگاه فردوسی مشهد. 946 ص. ##
 
فصاحت، وجیهه؛ جواد ساداتی‌‌نژاد؛ افشین هنربخش؛ حسین صمدی‌بروجنی (1393). تأثیر احداث سد مخزنی در میزان کاهش دبی اوج سیلاب، پژوهشنامۀ مدیریت حوزۀ آبخیز. سال پنجم. شمارۀ 10. صفحات 55-44.
مصطفی‌‌زاده، رئوف؛ فریبا  اسفندیاری درآباد؛ رضا شاهمرادی؛ علی  نصیری‌خیاوی؛ الهامه عبادی (1398). بررسی اثر احداث سد بوکان بر شاخص‌‌های هیدرولوژیک رودخانۀ زرینه‌‌رود براساس منحنی تداوم جریان، نشریۀ دانش آب و خاک. جلد 29. صفحات 159- 147.
Aswathy, M. V., Satheesh, V. R. (2008). Factors Influencing the Sinuosity of Pannagon. River Kottayam, Kerala, India: An assessment using remote and GIS. Environmental Monitoring and Assessment, 138(1-3), PP. 173-180.
Ayaz, S., and Dhali, M.K., 2019. Longitudinal profiles and geomorphic indices analysis on tectonic evidence of fluvial form, process and landform deformation of Eastern Himalayan Rivers, India. Geology, Ecology, and Landscapes, PP 1-12.
https://doi.org/10.1080/24749508.2019.1568130##
Bandyopadhyay, Sh., and KumarDe, S., 2018. Anthropogenic impacts on the morphology of the Haora River, Tripura, India. Geomorphology relief processes environment, 24 (2),  PP 151-166.
https://doi.org/10.4000/geomorphologie.12019##
Batalla, R.J., Iroume, A., Hernandez, M., Lena, M., Vericat, D. (2018).  Recent geomorphological evolution of a natural river channel in a Mediterranean Chilean basin, Geomorphology, Vol 303, PP. 322-337.
Casado, A., Peiry, J. L., Campo, A. M. (2016). Geomorphic and vegetation changes in a meandering dryland river regulated by a large dam, Sauce Grande River, Argentina. Geomorphology, 268, PP. 21-34.
https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2016.05.036##
Chen, F., Chen, L., Zhang, W., Han, J., Wang, J., (2019). Responses of channel morphology to flow-sediment variations after dam construction: a case study of the Shashi Reach, middle Yangtze River, Hydrology Research, 50 (5), PP 1359-1375.
Clarke, K.D., Pratt, T.C., Randall, R.G., Dave, A., Smokorowski, K.E. (2008). Validation of the Flow Management Pathway: Effects of Altered Flow on Fish Habitat and Fishes Downstream from a Hydropower Dam. Tech. rep., Northwest Atlantic Fisheries Center, St. John’s, Oceans and Environment Branch Fisheries and Oceans Canada St. John's, NL, Canadian Technical Report of Fisheries and AquaticSciences, PP. 1-119.
Gard, R.J. (2006). River morphology. New Age Internatiomal (P) Ltd., Publishers, 479 p.
Gordon, E., Meentemeyer, R.K. (2006). Effects of Dam Operation and Land Use on Stream Channel Morphology & Riparian Vegetation, Geomorphology, Vol. 82, No. 3/4, PP. 412-429.
https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.06.001. ##
Gregory, K. J. (2006). The human role in changing river channels, Geomorphology, 79(3), PP. 172-191.
Graf. W. L. (2006). Downstream hydrologic and geomorphic effects of large dams on American rivers, journal of Geomorphology, No.79, PP. 336-360.
Hmmerling, M.H., Walczak, N., Nowak, A., Mazur, R,Chmist, J (2019). Modelling Velocity Distributions and River Bed Changes Using Computer Code SSIIM below Sills Stabilizing the Riverbed, Original Research, 28 (3), PP 1165-1179.
Kibet Langat, F., Kumar, L., Koech, R (2019). Monitoring river channel dynamics using remote sensing and GIS techniques, Geomorphology, vol 325, PP. 92-102.
Kondolf, M., Piegay, H. (2003). Tools in fluvial geomorphology. John Wiley & Sons Ltd. 688 P.
https://doi.org/10.1002/0470868333##
Lauer, J., Parker, G. (2008). Net local removal of floodplain sediment by river meander migration. Geomorphology, Vol 96, PP. 123-149.
Liaghat, A., Adib, A., Gafouri, H.R. (2017). Evaluating the Effects of Dam Construction on the Morphological Changes of Downstream Meandering Rivers (Case Study: Karkheh River), Engineering, Technology & Applied Science Research, Vol. 7, No. 2, PP. 1515-1522.
https://www.etasr.com/index.php/ETASR/article/view/969##
Minear, J. T. (2010). The Downstream Geomorphic Effects of Dams: A Comprehensive and Comparative Approach, requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Landscape Architecture and Environmental Planning University of California, Berkeley, 201 p.
https://escholarship.org/uc/item/1f8612f9##
Minh Hai, D., Umeda Sh., Yuhi, M., (2019). Morphological Changes of the Lower Tedori River, Japan, over 50 Years, water, 11, 1852, PP 2-17.
Nelson, N.C., Erwin, S.O., Schmidt, J. (2013). Spatial and Temporal Patterns in Channel Change on the Snake River Downstream from Jackson Lake Dam, Wyoming, Geomorphology, Vol 20, PP.132-142.
Ollero, A. (2010). Channel changes and floodplain management in the meandering middle Ebro River, Spain, Geomorphology, 117(3), PP.247-260.
Oorschot, M. V, Kleinhans M, Buijse. T, Geerling, G., Middelkoop, H. (2018). Combined effects of climate change and dam construction on riverine ecosystems, Ecological Engineering, 120,PP.329-344.
Overeem, I., Kettner, A.J., Syvitski, J.P.M. (2013). Impacts of Humans on River Fluxes and Morphology, Treatise on Geomorphology, Vol.9, No.1,PP.828-842.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374739-6.00267-0. ##
Petit, F. (1987). the relationship between shear stress and the shaping of a pebble-loaded river La Rulles-Ardenne, Catena, 14(5), PP. 453-468.
https://doi.org/10.1016/0341-8162(87)90015-4## 
Petrovszki, J., Timar, G. (2009). Channel sinuosity of the Koros River system,Hungary/Romania, as possible indicator of the neotectonic activity, Geomorphology, 122(3-4), PP. 223-230.
Remondo, J., Soto, J., Gonzalez-Diez, A., de Teran, J. R. D., Cendrero, A. (2005). Human impact on geomorphic processes and hazards in mountain areas in northern Spain, Geomorphology, 66(1). PP. 69-84.
Schumm, S.A. (1985). Patterns of alluvial rivers, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 13, PP.5-27.
Snoussi, M, Haida, S, Imassi, S. (2002). Effects of the construction of dams on the water and sediment fluxes of the Moulouya and the Sebou Rivers, Morocco, Reg Environ Change, 3. PP. 5–12.
https://doi.org/ 10.1007/s10113-001-0035-7. ##
Surian, N., Rinaldi, M. (2003). Morphological Response to River Engineering and Management in Alluvial Channels in Italy, Geomorphology, Vol. 50, No. 4, PP. 307- 326.
https://doi.org/10.1016/S0169-555X (02)00219-2. ##
Surian, N, Rinaldi, M, Peliegrinl, L. (2011). Channel adjustments and Implications for river management and restoration, Geogr.Fis.Dinam.Quat,34,PP.45-152.