محمدمهدی حسین زاده
-
سیل یکی از متداول ترین و پرهزینه ترین بلایای طبیعی است که باعث ایجاد مشکلات شدید در بین مردم و خسارات اقتصادی شدید می شود. این مخاطره به عنوان یک نگرانی جهانی مطرح بوده است و ایران هم جزء چندین کشور در جهان است که با مشکلات شدید سیل در نواحی شهری و روستایی مواجه است. حفاظت از جان و مال افراد در مقابل مخاطره سیل وظیفه ای عمومی است که بر عهده دولت ها می باشد و همه کشورها برای مدیریت سیل و حفاظت از بستر رودخانه قوانین خاصی وضع کرده اند. هدف این پژوهش تعیین حد سیل راه و حاشیه سیل رودخانه دینور با استفاده از مدل یک بعدی HEC-RAS است. در مطالعه حاضر از مدل هیدرودینامیکی یک بعدی HEC-RAS ورژن (6/1) استفاده شده است و از طریق الحاق HEC-GEORAS در محیط GIS پردازش داده های ژئومتری انجام شد. جهت برآورد دبی پیک لحظه ای با استفاده از نرم افزار Hyfranدبی پیک لحظه ای محاسبه و پهنه سیلاب با دوره بازگشت های مختلف شبیه سازی شده است و سپس بر اساس 130 مقطع عرضی، پهنه مجاور رودخانه با توجه به افزایش تراز سیلاب 100 ساله به اندازه یک فوت دشت سیلابی به دو قسمت سیل راه و حاشیه سیلاب تقسیم بندی شده است در تعیین حد سیل راه از روش چهار (کاربر افزایش سطح آب هدف را مشخص می کند) استفاده شده است. نتایج حاصل این پژوهش نشان می دهد که در بازه اول حد سیل راه منطبق بر تراس های قدیمی رودخانه دینور بوده است. در بازه های دوم و سوم رودخانه دینور به دلیل کاهش محدودیت توپوگرافی، حد سیل راه گسترش پیدا کرده و در بازه دوم به حدود متوسط 300 متر و در بازه سوم تا 500 متر رسیده است.
کلید واژگان: پهنه بندی سیلاب, حاشیه سیل, رودخانه دینور, سیل راهFlooding is one of the most destructive natural disasters that causes loss of life and financial problems in urban and rural areas. In addition, this risk is a concern worldwide, and Iran, like many countries, faces flooding problems in urban and rural areas. Protecting people's lives and property from floods is a duty assigned to governments, and countries have enacted specific laws to manage floods and protect riverbeds and riverbanks. This research aims to determine the flood limit and flood margin of the Dinevar River using the one-dimensional HEC-RAS model. First, geometric data was prepared with the help of HEC-GEORAS extension in GIS software. To estimate the instantaneous peak discharge, the instantaneous peak discharge was calculated using the Hyfran software and the flood zone was simulated with different return periods. Then, based on 130 cross-sections, the area adjacent to the river was divided into two parts: the floodway and flood fringe zones, based on the 100-year flood level increase of 1 foot. Method 4 (the user specifies target water level increase) was used to determine the floodplain limit. The results of this study showed that in the first reach, the floodplain limit coincided with the old terraces of the Dinevar River. In the second and third reaches of the Dinevar River, due to the reduction of topographic restrictions, the riverbed has expanded and reached to an average of 300 and 500 meters in the second and third reaches respectively.
Keywords: Dinevar River, Floodway, Flood Fringe, Flood Risk, Flood Zoning -
سابقه و هدف
رودخانه ها برای حفظ زندگی و اکوسیستم ها حیاتی هستند و آب شیرین ضروری برای آبیاری، شرب و صنعت را فراهم می کنند. با این حال، مداخلات انسانی از جمله تغییر در الگوهای کاربری زمین، ساخت و ساز در نزدیکی رودخانه ها، بهره برداری از منابع آب، و مدیریت سیل و طوفان به طور قابل توجهی بر این سیستم های زیست محیطی حیاتی تاثیر گذاشته است. آنها می توانند توزیع مکانی و سرعت فرآیندهای ژئومورفیکی مانند انتقال رسوب، فرسایش و رسوبگذاری را تغییر داده و در نتیجه، تغییرات قابل توجهی در مورفولوژی رودخانه ها ایجاد کنند. در این پژوهش، ارزیابی مورفولوژیکی از بالادست تا میانه رودخانه تالار به عنوان پایلوت با استفاده از شاخص کیفیت مورفولوژیکی (MQI) برای ارزیابی وضعیت مورفولوژیکی انجام شده است.
مواد و روش هارودخانه تالار براساس رویکرد سلسله مراتبی و با توجه به وضعیت فیزیوگرافی به دو واحد چشم انداز، سه بخش و 23 بازه تقسیم بندی گردید. سپس عملکرد ژئومورفولوژیکی فرآیندها و اشکال رودخانه ای، سازه های انسان ساخت و تنظیمات آبراهه ها توسط MQI که شامل 28 پارامتر است، مورد ارزیابی قرار گرفتند.
نتایج و بحث:
نتایج بدست آمده از 28 پارامتر MQI در 23 بازه، نشان می دهد؛ حدود 15% بازه ها دارای وضعیت "خوب"، تقریبا 35% بازه ها دارای وضعیت "متوسط" و بیش از 50% دارای وضعیت "ضعیف" و "خیلی ضعیف" هستند. علاوه بر این، مهمترین تاثیرات مربوط به تغییر کاربری اراضی یعنی توسعه شهری و کشاورزی و همچنین عبور جاده است.
نتیجه گیرینتایج نشان می دهد که بیشتر مسیرهای رودخانه تالار نیازمند اقدامات فوری برای بازسازی و احیاء است. علاوه بر این، اگرچه روش MQI می تواند ابزار مناسب و موثری در تشخیص چالش های هیدرومورفولوژیکی باشد. با این حال، هنوز برای مدیریت یکپارچه و احیاء کافی نیست و باید با سایر شاخص های فشار انسانی مانند کیفیت آب، فشار هیدرولوژیکی و بیولوژیکی ادغام شود.
کلید واژگان: ارزیابی, مورفولوژی, هیدرومورفولوژی, رودخانه تالار, احیاء رودخانهIntroductionAlterations in river systems are inevitable and affect theenvironment. Rivers have played a very important role in creating and maintaining life on theearth since a long time ago. In other words, rivers are vital for sustaining life and ecosystems,providing essential freshwater for irrigation, drinking, and industry. However, humaninterventions including changes in land use patterns, construction near rivers, exploitation ofwater resources, and flood and storm management have significantly impacted on these crucialenvironmental systems. They can actually alter the spatial distribution and velocity ofgeomorphological processes such as sediment transport, erosion, and deposition, consequentlyleading to significant changes in river morphology. Therefore, assessing their morphologicalquality is important for their management and restoration. In this study, morphologicalassessment from the upstream to the midstream of the Talar River as a pilot has been conductedusing the Morphological Quality Index (MQI) to evaluate the morphological status.
Material and MethodsFirst, Talar River was divided into two landscape units, three segmentsand 23 reaches based on the hierarchical approach and according to the physiographiccondition. Then, geomorphological functionality, artificial structure and Indicators of channeladjustment have been assessed by MQI which includes 28 parameters.
Results and DiscussionThe results obtained from 28 MQI parameters in 23 reaches showedthat about 15% of the reaches have a "good" condition; almost 35% have a "moderate"condition, and more than 50% have "poor" and "very poor" conditions. Based on the assessmentalong the Talar river, the areas that are in the urban area due to the large amount of agriculture,urban development and road crossing have poor and very poor morphological quality class, andthe areas that are in the forest area are natural and have good morphological quality. Also, theresults of the assessment indicate that the average quality class of the investigated reaches is in"moderate" conditions.
ConclusionThe results show that most reaches of Talar River requires urgent measures for itsrestoration. In addition, although the MQI method can be appropriate and effective tool indiagnosing hydromorphological challenges. However, it is not still enough for an integratedmanagement and restoration, and it should be integrated with other indices regarding humanpressures i.e. water quality, hydrological and biological pressures.
Keywords: Evaluation, Morphology, Hydromorphology, Talar River, River Restoration -
مقدمه
فناوری نوظهور و به سرعت در حال تکامل سیستم های هوایی بدون سرنشین (UAS) با به دست آوردن داده های جغرافیایی دقیق مکانی، امکانات جدیدی را برای تحقیق در ژئومورفولوژی ارائه می دهد. ارتفاع پایین پرواز به محققان اجازه می دهد تا تصاویری را در سطوح بالایی از جزئیات به دست آورند که این جزئیات برای تجزیه و تحلیل دقیق اشکال ژئومورفیک رودخانه ای ضروری است. تصاویر منطقه ای گرفته شده در ارتفاع کم با استفاده از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین تولید مدل های رقومی ارتفاعی با وضوح بالا را فراهم می کند. این داده ها برای نقشه برداری دقیق و تجزیه و تحلیل مورفومتریک لندفرم های رودخانه، و تشخیص تغییرات توپوگرافی کوتاه مدت به دلیل فرسایش و رسوب رودخانه مفید هستند. از اوایل دهه 2010، استفاده از پهپادهای مجهز به دوربین RGB به طور گسترده در ژئومورفولوژی مورد استفاده قرار گرفت. قابلیت عکسبرداری هوایی در ارتفاع پایین و متعاقب آن فتوگرامتری تکنیک های ساختار حرکتی (structure from motion-sfm) را افزایش داده است. تکنیک های ساختار حرکتی (sfm) به لطف تشخیص خودکار نقاط اتصال متعدد، تراز خودکار بسیاری از تصاویر (صدها تا هزاران) را امکان پذیر می کند و سپس ابر نقطه متراکم و DEM های شطرنجی تولید می کند. تصاویر مشتق شده از پهپاد، تصاویر هوایی معمولی و تصاویر زمینی معمولا پلتفرم هایی برای مدل های سه بعدی توسط SfM هستند.
مواد و روش هاحوضه آبخیز واز در دامنه شمالی سلسله جبال البرز و در جنوب شهر چمستان واقع شده است که از نظر تقسیمات سیاسی، این حوضه در شهرستان نور از استان مازندران قرار دارد. ابتدا با استفاده از روش کتابخانه ای مقالات علمی داخلی و خارجی مطالعه شد تا پیشینه و روش های مختلف استفاده از پهپاد در مطالعات رودخانه ای بررسی شود و چارچوب مطالعاتی تهیه گردد. پس از تصویربرداری، پردازش آن در نرم افزار متاشیپ (Metashape 1.5.5) انجام و تصویر ارتوفتو و مدل ارتفاعی رقومی (DEM) با دقت سانتی متر جهت تهیه مقاطع عرضی و بررسی خصوصیات مورفومتریک و هیدرولوژیک رودخانه استخراج شد.
نتایج و بحث:
تغییرات عرضی کانال در 2 بازه از رودخانه واز مورد بررسی قرار گرفت. اولین مرحله از تجریه و تحلیل شامل ساخت مدل ارتفاعی براساس خروجی از تصاویر بدست آمده به وسیله پهپاد در محیط نرم افزار متاشیپ با اندازه پیکس 6/4 سانتی متر است. با استفاده از اندازه گیری مقاطع عرضی کانال در دبی لبالبی و دبی لبه کانال، داده هایی شامل عرض و عمق کانال فعال، مساحت مقطع عرضی، عمق متوسط، شعاع هیدرولیک و نسبت پهنا به عمق کانال رود را می توان بدست آورد. این مقادیر می توانند با داده های هیدرولیک ترکیب شده تا با استفاده از آن سرعت جریان، دبی، قدرت رود، تنش برشی و سایر پارامترهایی که برای کمی کردن فرایندهای کانال مهم هستند محاسبه شوند. در مقایسه آماری دو بازه در دبی لبه کانال پارامترهای مساحت مقطع عرضی، شعاع هیدرولیک، سرعت جریان، حداکثر و میانگین عمق کانال، نسبت عرض به عمق، عرض کانال مستعد سیلاب، نسبت عمق کانال، دبی و عدد فرود کاهش مقدار این پارامترها در پایین دست نسبت به بالادست شده است اما دو پارامتر تنش برشی و قدرت مخصوص رود افزایش خصوصیات کانال در پایین دست نسبت به بالادست است. در دبی لبالبی کانال، تمامی پارامترها به جز قدرت مخصوص رود مقادیر در بازه دو نسبت به بازه یک کاهشی است اما در پارامتر قدرت مخصوص رود افزایش در پایین دست نسبت به بالادست وجود داشته است. در ادامه پژوهش تغییرات مقاطع عرضی در دو بازه مورد بررسی قرار گرفت. در بالادست به واسطه برداشت شن و ماسه، ایجاد جاده در عرض کانال و ایجاد کانال فرعی، در ترکیب و جنس کرانه راست رودخانه و در پایین دست به واسطه ساخت سیل بند تغییرات ایجاد شده در رژیم جریان و رسوب رودخانه مشاهده شده است.
نتیجه گیریداده های بدست آمده از پهپاد به دلیل دقت بالای هندسی و قدرت تفکیک بالا امکان استخراج داده های مورفومتری و هیدرولوژیک مرتبط با کانال و نیمرخ های عرضی را فراهم می کند. این داده ها با توجه به دقت بالا می توانند جایگزین مناسبی برای کارهای میدانی از قبیل نقشه برداری با انواع دوربین ها باشد. تصاویر ارتوفتو تهیه شده با استفاده از پهباد امکان شناسایی عوارض و لندفرم های ژئومورفیک رودخانه را با دقت مناسب فراهم نموده است. براساس مقایسه داده های بدست آمده در دو بازه از رودخانه واز مشخص گردید که مقاطع مختلف در بالا دست و پایین دست یکسان نیستند و تغییرات در ویژگی های مورفومتریک باعث تغییر ویژگی های هیدرولیک از جمله سرعت جریان، تنش برشی و قدرت مخصوص رود شده است. این تفاوت باعث تنوع اشکال ژئومورفیک در بازه های مورد مطالعه شده است.
کلید واژگان: تصاویر پهپاد, تکنیک Sfm, تغییرات مورفومتری, رودخانه وازIntroductionThe newly emerging and rapidly evolving technology of Unmanned Aerial Systems (UASs), covering a wide range of devices and enabling photogrammetric applications from user-driven platform, presents new possibilities for research in geomorphology by obtaining spatially accurate geographic data. The low-level altitude of flight allows researchers to obtain imagery at high levels of detail, which is necessary for a detailed analysis of even fine fluvial forms of the dynamic river channels or landslides. After the early 2010s, the use of UAVs equipped with an RGB camera has become widely applied in geomorphology. It has expanded the capability of low-altitude aerial photo shootings and subsequent SfM photogrammetry. The basic principle of SfM photogrammetry is the same as the conventional photogrammetry, but SfM enables automatic alignment of many (hundreds to thousands) images thanks to automated detection of numerous tie-points, and then produces dense point cloud and rasterized DEMs, as well as orthorectified mosaic images. One of the advantages of SfM photogrammetry is its flexibility across camera platforms. conventional aerial images, and ground-based images are commonly used platforms to 3D models by SfM.
Materials and MethodsThe Vaz watershed is located in the northern slope of the Alborz Mountain range and in the south of Chamestan city, which in terms of political divisions, this basin is located in Noor city of Mazandaran province. First, using the library method, international and domaestic scientific literature was studied in order to examine the background and different methods of using UAVs in river studies and to prepare a study framework. After imaging, it was processed in Metashape software (Metashape 1.5.5) and orthophoto image and digital elevation model (DEM) were extracted in centimeters in order to prepare cross-sections and check the morphometric and hydrological characteristics of the river.
Results and DiscussionThe lateral changes of the Vaz River were studied across 2 different sections of the river. The first level of analysis included building an elevation model based on imagery provided by UAVs and processed in Metashape software, with a pixel resolution size of 4.6 centimeters. Through measuring cross sections of the channel at different flows at the edges and bankfull discharge of the channel, data was acquired. This data included active depth and width of the channel, cross sectional areas, average depth, hydraulic radius and width to depth ratio. These data could be combined with hydraulic data to calculate flow velocity, discharge, stream power, shear stress and other parameters which enable the quantification of river processes. In the statistical comparison of 2 reach at channel edge discharge, some parameters such as cross-sectional area, hydraulic radius, flow velocity, maximum and average channel depth, width-to-depth ratio, channel width susceptible to flooding, channel depth ratio, discharge and Froude number, decrease at the downstream section comparing to the upstream section. However, shear stress and specific stream power of the river increase in the downstream. At the bankfull discharge of the channel, all parameters except specific stream power of the river decrease comparing to the 1st section. The specific stream power increases at the 2nd section. Afterwards the research investigated the change in cross sections across the 2 sections. At the upstream, sand mining, road construction across the channel and construction of a secondary channel had changed the composition and material of the right banks of the river. At the downstream, dam construction, had changed the flow and sedimentation regime of the river.
ConclusionThe data acquired from UAVs enables extraction of relevant morphometric and hydrological data regarding the channel and its transverse sections, due to geometric precision and high resolution. The high precision of this data provides an appropriate alternative for field works such as mapping and surveying with different cameras. Orthophoto images prepared using UAVs have enabled the more accurate identification of geomorphic features and landforms. According to data acquired from the 2 different sections of River Vaz, it was demonstrated that upstream and downstream sections are not similar and variation in morphometric characteristics causes difference in hydraulic characteristics such as flow velocity, shear stress and specific stream power. These varieties have led to different geomorphic forms at the studied sections.
Keywords: UAV Imagery, SFM Technic, Morphometric Changes, Vaz River -
نشریه هیدروژیومورفولوژی، پیاپی 37 (زمستان 1402)، صص 139 -157
هدف این پژوهش، بررسی عوامل موثر بر تغییرات هیدرولوژی رودخانه طالقان رود پرداخته شده است. در این پژوهش از روش های توصیفی-تحلیلی استفاده شده است. مهم ترین داده های تحقیق شامل تصاویر ماهواره لندست 5 و 8، مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM، اطلاعات اقلیمی ایستگاه سینوپتیک طالقان و اطلاعات سه ایستگاه هیدرومتری منطقه بوده است. همچنین مهم ترین ابزارهای مورد استفاده در تحقیق ArcGIS، ENVI و SPSS بوده است. با توجه به موضوع مورد مطالعه، این تحقیق در چند مرحله انجام شده است که در مرحله اول به ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی، در مرحله دوم به ارزیابی تغییرات عناصر اقلیمی و در مرحله سوم با استفاده از شاخص های IHA به ارزیابی تغییرات هیدرولوژیکی رودخانه طالقان پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که در طی سال های 1379 تا 1396، میانگین دمای منطقه دارای روند افزایشی و سطح پوشیده از برف منطقه دارای روند کاهشی بوده است. همچنین تحت تاثیر روند افزایشی جمعیت، کاربری نواحی انسان ساخت دارای روند افزایشی و کاربری باغات و مراتع دارای روند کاهشی بوده است. همچنین مجموع نتایج این تحقیق نشان داده است که تحت تاثیر تغییرات اقلیم و تغییرات کاربری اراضی، دبی رودخانه طالقان از نظر تمامی شاخص های IHA، دارای روند کاهشی معناداری بوده است. همچنین در بین ایستگاه های منطقه، ایستگاه گلینک که در پایین-دست سایر ایستگاه ها قرار دارد، با تغییرات بیش تری مواجه شده است.
کلید واژگان: تغییرات هیدرولوژیکی, دبی, کاربری اراضی, IHA, طالقان رودHydrogeomorphology, Volume:10 Issue: 37, 2023, PP 139 -157Considering the importance of the subject, in this research, the factors affecting the hydrological changes of the Taleghan River have been investigated. Descriptive-analytical methods have been used in this research. The most important data of the research included Landsat 5 and 8 satellite images, the SRTM 30-meter height digital model, Taleghan synoptic station climate information, and regional discharge information. Also, the most important tools used in the research were ArcGIS, ENVI, and SPSS. According to the subject of the study, this research has been done in several stages. In the first stage, the evaluation of land use changes, in the second stage, the evaluation of changes in climatic elements, and in the third stage, using IHA indicators, has been paid to evaluate the hydrological changes of the Taleghan River. The results of this research have shown that during the years 2000-2017, the average temperature of the region has increased and the area covered by snow has decreased. Also, under the influence of population growth, the use of artificial areas has increased and the use of gardens and pastures has decreased. Also, the total results of this research have shown that the discharge of the Taleghan River under the influence of natural and human changes, in terms of all IHA indicators, has had a significant decreasing trend. Also, among the stations in the region, the Glink station, which is located downstream of other stations, has faced more changes, which can be considered as the result of human activities and climate changes.
Keywords: Hydrological Changes, Discharge, Land use, IHA, Taleghan river -
رودخانه ها در مسیر خود همواره با پدیده ای به نام فرسایش دست به گریبان هستند که از یک سو تغییرات بسیاری را در شکل هندسی مقطع رودخانه، ریخت شناسی و مشخصات هیدرولیک جریان آن ایفا می کند و از سوی دیگر، اثرات جبران ناپذیری را برای اراضی مجاور کانال وارد می کند. از عمده ترین منابع تولید رسوبات، فرسایش سواحل رودخانه است. در همین راستا بررسی میزان فرسایش سواحل یکی از راهبردهای مدیریتی است. منطقه موردمطالعه سواحل رودخانه جاجرود حدفاصل سد لتیان تا سد ماملو به تعداد هفت مقطع است. در این مطالعه، برای فرسایش کرانه رودخانه و برآورد میزان رسوب از روش یا مدل برآورد رسوب کرانه و پای کرانه (BSTEM) که در این مدل از پارامترهای هندسی کانال (زاویه دیوار و ارتفاع کرانه و فاصله پنجه کرانه و زاویه آن)، ارتفاع لایه ها و جنس آن ها، اطلاعات جریان و پوشش گیاهی و سایر مواد پوشاننده کناره استخراج و استفاده شده است. در این پژوهش از عمق جریان در حالت دبی لبالبی و طول مدت جریان 12 ساعته برای مدل سازی فرسایش کرانه استفاده گردید. مدل با محاسبه تنش برشی و میزان مقاومت خاک به مدل سازی میزان تخریب کرانه می پردازد. نتایج پژوهش نشان داد که تمام مقاطع به جز مقطع 6، دارای فرسایش زیاد است. تفاوت مقادیر فرسایش نیز در مقاطع مختلف بیشتر به دلیل نوع رسوبات کرانه و زاویه شیب کرانه بوده است. ازنظر پایداری کرانه و ضریب ایمنی (FS) نیز ناپایدارترین کرانه در مقطع 5 و پایدارترین کرانه در مقطع 6 رودخانه بوده است.
کلید واژگان: رودخانه جاجرود, سد لتیان, فاکتور ایمنی کرانه, فرسایش کرانه ای, BSTEMRivers in their path are always struggling with a phenomenon called erosion, which on the one hand causes many changes in the geometric shape of the river section, morphology and hydraulic characteristics of its flow, and on the other hand, it brings irreparable effects to the lands adjacent to the channel. One of the main sources of sediment production is the erosion of river banks. In this regard, investigating the amount of coastal erosion is one of the management strategies. The area under study is the banks of the Jajroud River, between Letian Dam and Mamlo Dam, with a total of seven sections. In this study, for the erosion of the river bank and estimation of the amount of sediment from the method or model of estimation of the bank and foot of the bank (BSTEM) in this model, the geometrical parameters of the channel (angle of the wall and height of the bank and the distance of the toe of the bank and its angle), the height of the layers And their species, flow information and vegetation cover and other side cover materials have been extracted and used. In this research, the depth of the flow in a spiral discharge mode and the flow duration of 12 hours were used to model the bank erosion. The model models the amount of bank destruction by calculating the shear stress and soil resistance. The results of the research showed that all sections except section 6 have high erosion. The difference in erosion values in different stages was mostly due to the type of bank sediments and bank slope angle. In terms of bank stability and safety factor (FS), the most unstable bank was in section 5 and the most stable bank was in section 6 of the river.
Keywords: Jajrud river, Letyan Dam, Bank stability, Bank erosion, BSTEM -
سیل به عنوان یکی از مخرب ترین و مهم ترین بلایای طبیعی می باشد که براساس آمارهای سالیانه خسارات زیاد جانی و مالی را به خود اختصاص می دهد. یکی از اقدامات کلیدی، شناخت مناطق دارای پتانسیل وقوع سیلاب می باشد. در این پژوهش احتمال وقوع سیلاب رودخانه نکارود واقع در استان مازندران با استفاده از تحلیل تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) مطالعه شده است. باتوجه به روش، از 4 معیار اصلی شامل ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه و کاربری اراضی در این پژوهش استفاده شده است. پس از آماده سازی معیارها، هرمعیار به صورت نزولی در 9 کلاس ارزش گذاری و با توجه به تاثیر هر معیار در احتمال وقوع سیلاب طبقه بندی شدند. سپس شاخص وزن نرمال شده (NWI) محاسبه شد و نقشه نهایی پهنه بندی پتانسیل خطر وقوع سیلاب با تلفیق معیارها به روش وزن دهی خطی (WLC) در 5 طبقه تهیه گردیده است. نتایج بدست آمده، نشان می دهد که، حدود 982.58 کیلومتر مربع (51.42 درصد) از دو طرف رودخانه نکارود دارای پتانسیل احتمال خطر زیاد و خیلی زیاد وقوع سیلاب است. قسمت ورودی شهر نکا و محدوده هایی که دارای کاربری مسکونی و زراعی هستند، به دلیل تراکم بالای شبکه آبراهه و همینطور شب 6 تا 10 درجه دارای بیشترین میزان خطر می باشند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که تحلیل تصمیم گیری چند معیاره ، روشی سریع و کم هزینه برای استفاده در تهیه نقشه های پهنه بندی احتمال وقوع سیلاب در حوضه های فاقد اطلاعات هیدرومتری می باشند.
کلید واژگان: سیل, تحلیل تصمیم گیری چند معیاره, پهنه بندی خطر, نکارود, مخاطرات طبیعیIntroductionA flood is a natural disaster caused by heavy rainfall, which causes casualties and damage to infrastructure and crops. Trend of floods in the world increasing due to climate change, changing rainfall patterns, rising sea levels in the future, and in addition, population growth and urban development and human settlements near river have caused floods to become a threat to humans. One of the most important and necessary tasks in catchments is to prepare flood risk maps and analyze them. In recent decades, researchers have been using remote sensing techniques and geographic information systems to obtain flood risk maps in an area. Due to the numerous floods that have occurred in the Neka river catchment, it is necessary to conduct a study entitled zoning of flood sensitivity in Neka river catchment for more effective management in this area.
Materials and methodsStudy area: Neka river catchment area with an area of 1922 Km2 is part of Mazandaran province in terms of political divisions. This basin is between 53º 17´ 54 º44´ east and 36 º 28 ´to 36 º 42´ of north latitude. The highest point of the basin is 3500 m (Shahkuh peak) and the height of the lowest point of the basin in the Ablo station is about 50 m and at the connection to the Caspian Sea is -27 meters. The seven sub-basins of this basin are Laksha, Golord, Burma, Metkazin, Kiasar, Alarez and Sorkh Griyeh. Geologically, the basin is mostly of calcareous and marl formations. In the south and southwest of Neka River, the rock material is mostly clay and calcareous marl, which makes this basin has a high erosion potential To study the flood zoning of the area using a multi-criteria decision model, 1: 25000 maps of the surveying organization and a digital elevation model with a resolution of 12.5 meters (Alos Palsar) were extracted. In order to study the flood risk in Neka river, 4 criteria of height, distance from the river, land use and slope have been used. In the present study, modeling and preparation of flood risk zoning map in 4 stage including descending valuation, normalization of each class, normalized index weight and integration of criteria has been done by the following linear weighting method. Performing linear weighting operations depends on the weighted average of a number of selected parameters in the opinion of the expert. According to the weight assigned to each criterion based on the expert opinion, each of the criteria was multiplied by the assigned weight and at the end the criteria were added together and the final zoning map was obtained.
Results and DiscussionIn this study, using a multi-criteria decision-making system model, a flood risk zoning map in the Neka river catchment was prepared. According to the weight assigned to each criterion based on expert opinion, the final risk probability map has a value between 0.02 to 0.2, which is ultimately divided into 5 classes in terms of flood risk. Value range 0.02 to 0.06 component of very low risk zone, range 0.08 to 0.11 component of low-risk zone, range 0.11 to 0.13 component of medium-risk zone, range 0.13 to 0.16 component of high-risk zone, and finally domain 0.16 to 0.20 components of the area with very high risk potential have been obtained. According to the final divisions in the flood risk zoning map of the catchment area, a safe area means areas where the probability of flooding is very low and close to zero, and in contrast, the area with a high and very high risk potential for flooding has the probability of high-risk floods. According to the final flood risk zoning map, about 982 Km2 (51%) has high and very high vulnerability, as well as about 510 Km2 (26.69%) has medium vulnerability in Neka catchment area.
ConclusionThe results obtained from the model indicates that the highest risk of flooding points are located in the western parts of the Neka catchment area and the end of the catchment area that reach the city of Neka. According to the research findings, the most important factors in increasing the risk of floods were the slope in this area and the distance from the drainage network. According to the results of the model, a large area of the basin is a component of high risk zone, that means the Neka river watershed has a high potential for floods. Evidence and documented reports show that the Neka river Basin has experienced several floods in the last two decades. The major part of the occurrence of floods is due to the natural conditions of the basin, thus it is necessary to reduce flood damage by changing the locations of various land uses based on flood vulnerability maps. Using multi-criteria decision making method can be used to prepare flood risk zoning maps in basins that do not have hydrometric data; It is also a more cost-effective method in terms of time. One of the important issues in the final result of this model is due to the weight of the layers, which should be used by experts, who are familiar with the region and this method and adapt to field evidence.
Keywords: Flood, Multi-criteria decision making system(MCDA), Hazard zoning, Nekarod, Natural disaster -
بررسی الگوی رودخانه ها برای درک شرایط کنونی و پتانسیل تغییرات احتمالی آن ضروری است. ژیومورفولوژیست ها از شکل کانال به عنوان یک پارامتر مهم در طبقه بندی، آنالیز و پیش بینی پاسخ های رودخانه ای استفاده کرده اند. یکی از ابزارهای رفع این مشکلات طبقه بندی رودخانه ها است. منطقه مورد مطالعه بخشی از رودخانه جاجرود در شرق تهران به طول 19 کیلومتر (17 بازه) بین دو سد لتیان و ماملو انتخاب گردید. در این مطالعه از تصاویر ماهواره ای (سال های 1383 و 1397) ، عکس های هوایی (سالهای 1334 ، 1350 و1372) و بازدیدهای میدانی استفاده گردید. برای بررسی الگو شریانی از شاخص های بریس، ریچاردز و واربوردن استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر سد جاجرود بر الگوی شریانی رودخانه جاجرود از آزمون ویلکاکسون و بررسی تفاوت الگوی شریانی در بازه های مختلف از آزمون t جفتی استفاده شد. بر اساس مقادیر میانگین شاخص شریانی رودخانه جاجرود، از سال 1334 تا 1372 مقادیر شاخص شریانی کاهشی و بعد از آن تا سال 1397 افزایشی بوده است. بررسی تاثیر سد جاجرود بر الگوی شریانی نشان داد که مقادیر شاخص شریانی بریس و ریچاردز قبل از احداث سد با مقادیر آنها بعد از احداث سد اختلاف معناداری وجود دارد. بر اساس نتایج آزمون t جفتی در شاخص بریس و ریچاردز، مقادیر شاخص شریانی در بازه های مورد مطالعه از سال 1350 به بعد در مقاطع زمانی مختلف دارای اختلاف معناداری بوده است. بر اساس یافته های این مطالعه، مدل بریس و ریچاردز کارایی بیشتری نسبت به مدل واربوردن جهت مطالعه الگوی شریانی در منطقه مورد مطالعه داشته است.
کلید واژگان: شاخص شریانی, الگوی کانال شریانی, رودخانه جاجرود, سد لتیانIntroductionThe assessment of river patterns is necessary in order to understand current conditions and the potential of their possible changes in the future. Geographers, Geomorphologists, and geologists have used channel shape as an effective parameter in classifying, analyzing, and predicting fluvial responses. In recent years, the changes in river systems have led to increased environmental damage caused by river processes in many countries, therefore managers have had to pay more attention and be more sensitive and change as an integral part of all river systems. River classification is one of the most effective tools for solving these problems. Brierley and Fryirs (2005) categorized the channel pattern based on three interrelated characteristics, including the number of channels, sinuosity, and lateral stability, into five types, straight, sinusoidal, Meandering, braided, and anastomosing. For this purpose, changes in the braided pattern in Jajrud river have been studied.
MethodologyThe studied area is located on the east bank of the Jajrood river, which is 19Km long (17 reaches) and located between the Latian and Mamlu dams. The Jajrood River originates from the heights of Alborz (Klon Bestak) and its most significant branches are the Fasham, Damavand, Migun, and Ahar rivers. Mamlu basin covers 1772.82 square kilometers, including Latian dam basin (701.19 square kilometers). The study area is located on the main channel of the Jajrood river, where the Latian and Mamlu dams were constructed.Throughout this study, satellite images (years 2006 and 2019), aerial photographs (years 1957, 1973, and 1995), and fieldwork have been used as the main research methods. In order to conduct the fieldwork, the study area has been divided into 17 study subcategories, each subcategory being 200 meters long. Brace, Richards, and Warburden indexes were used to check the degree of braided pattern development. which are, respectively, the first index of the parameters of the length of barriers and islands (a) and the length of the study reaches (L), the second index of the parameter of the length of the sub-channels (l) and the length of the study reaches (L), the third index of the parameter of the active channel width ratio (b) the width of the channel (B) in the studied section. According to Richard’s and Brace’s Indices, the higher the output number, the more braided the river is. Brace and Richard indices are the reaches of investigation and the results of these two include the calculation reach. The Warburden index, however, is based on the ratio of the width of the branched channels to the width of the main channel which approaches Issue number one as branching increase.Richards and Warburton indices were used to check of braided pattern. For estimating the effect of dam on the braided pattern of Jajrud River, the Wilcoxon test was used and the paired t-test was used to check the difference in the braided pattern in different reaches.
Results and discussionThe results based on the studies, conducted in 17 reaches of 19 km of Jajrud river for 5 time periods, show that these reaches did not have the same conditions in terms of the braided index.
These changes in the river pattern may indicate changes in environmental conditions along the river or the effect of the built dam on the river regime. The results of the study show that among the areas near the Latian dam, areas No. 1 and 2 have always had a single-channel state except in 1973 when it was low braided.The most important reason for the single-channel pattern in the first and second reaches is the location of the channel, which is limited inside the valley. For the year 1957, when the river regime is completely normal, except in reaches 1 and 2, all reaches have an braided pattern. The trend has been almost constant. This trend in 1973, when the Latian dam is in use, in all indicators for reaches 3, 4, and 5, the braided coefficient is zero or low values. The explanation of the above conditions can be the water extraction and launching of the Latian Dam in the same period of time and the limited output of water, which has finally led to the single-channelization of the mentioned sections of the river. In 1995, the values of the braided coefficient with all three methods in the studied reaches show the lowest value of the braided coefficient compared to the previous and subsequent years. Based on the discharge data of the available hydrometric stations, the high discharge values at this point in time compared to other times were the most important reason for the reduction of the sediment load of the bed and the reduction of the braided pattern index. In 2006, the average braided index increased compared to 1995. This year, the highest braided index has been created in the last reaches of 13 to 16. The most important reason for this issue would be the construction of the Mamlu Dam at a short distance.ConclusionBased on the average values of the braiding index in the Jajrood river, from 1957 to 1995, the values of the braiding index decreased and then increased until 2019. Assessment of the impact of the Jajrood dam on the braided pattern indicates the significant difference between the Brice and Richards indices values before and after the dam construction. Based on the results of the paired t-test in the Brace and Richards indices, the values of the braiding index in the studied reaches from 1973 onwards have significant differences in several periods. According to the findings, the Brace and Richards indices have been more effective rather than the Warburton index to study the braided pattern in this study area.
Keywords: Braiding index, braided channel pattern, Jajroud River, Latian Dam -
پیشینه و هدف
فرسایش کناره ای رودخانه یکی از فرآیندهای ژیومورفیک است که بواسطه عوامل طبیعی و انسانی ایجاد می شود. این پدیده به عنوان یکی از انواع فرسایش آبی می تواند اثرات ژیومورفیک متعددی در رودخانه ایجاد نماید. افزایش فرسایش رودخانه همچنین باعث بی ثباتی رود و در نتیجه تغییر نوع جریان، تغییرات الگوی رودخانه و تغییر مسیر رودخانه می شود. تاکنون روش های متعددی از ارزیابی سریع ژیومورفیک برای بررسی فرسایش کرانه رود به کار گرفته شده است که یکی از رایج ترین و پرکاربرد در این ارزیابی ها، شاخص ناپایداری کانال (CSI) است. هدف مطالعه ما شناخت قابلیت کاربرد شاخص پایداری کانال برای شناخت کرانه های حساس به فرسایش و ناپایدار در رودخانه قلعه رودخان فومن در گیلان بوده است.
مواد و روش هارودخانه قلعه رودخان در غرب استان گیلان و در شهرستان فومن واقع شده است. این رودخانه از ارتفاعات شمال شرق آبادی سوته سرچشمه می گیرد و بعد از طی 40 کیلومتر از منطقه قلعه رودخان به دریای خزر می ریزد. مساحت حوضه 76/347 کیلومترمربع است. با هدف مطالعه فرسایش کناره ای و پایداری کناره رودخانه قلعه رودخان بخشی از مسیر رودخانه به طول تقریبی 5 کیلومتر در نزدیکی شهر فومن انتخاب گردید. در این محدوه 8 بازه مطالعاتی بر اساس شرایط رودخانه (تفاوت الگو و مورفومتری) و حساسیت آن به فرسایش کناره ای مشخص شد. سپس نقشه برداری از مقاطع، مورفومتری کانال، دانه سنجی رسوبات کرانه، وضعیت تراکم و چسبندگی رسوبات و بررسی ویژگی های پوشش گیاهی کرانه و دشت سیلابی برای هر بازه انجام گرفت. در هشت بازه با استفاده از شاخص پایداری کانال رود، وضعیت فرسایش کناره ای مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل متغیرهای اندازه رسوبات بستر، حفاظت بستر یا کرانه، درجه فروسایی، درجه محدودیت کانال، فرسایش کرانه رود، درصد حرکات توده ای، پوشش گیاهی درختی در ریپارین، وجود اشکال رسوبی و مرحله تکاملی کانال امتیاز دهی شدند.
یافته ها و بحث:
بر اساس یافته های شاخص پایداری کانال (CSI) در کرانه چپ و راست رودخانه قلعه رودخان نشان داد که مقادیر شاخص ها بین 5/18 تا 5/25 متغیر بوده است. بر اساس این مقادیر بازه های یک، دو، سه و چهار از نظر پایداری کانال در وضعیت بسیار ناپایدار (ناپایداری بسیارزیاد) و بازه های پنج، شش، هفت و هشت در وضعیت ناپایداری متوسط قرار دارند. بر پایه روش امتیاز نسبی جنس رسوبات بستر، حفاظت کرانه و پوشش گیاهی ریپارین مهم ترین عوامل موثر بر پایداری کانال بوده اند. بر اساس نمودار پاکس ویسکر پلات وضعیت سه متغیر درجه فروسایی کانال، شواهد موجود مبنی بر فرسایش کرانه، درصد ناپایداری و وجود اشکال رسوبی در بازه های مختلف متفاوت بوده و در نتیجه این عوامل باعث تفاوت حساسیت کرانه رودخانه قلعه رودخان فومن نسبت به ناپایداری شده است.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان می دهد که سه متغیر جنس رسوبات بستر، حفاظت کرانه و پوشش گیاهی ریپارین که در تمامی بازه ها یکسان بوده و از عوامل مهم تاثیرگذار در ثبات و پایداری کانال رودخانه به حساب می آیند. بر اساس یافته های فوق درصد حرکات توده ای کرانه، وجود اشکال رسوبی درون کانال، فروسایی بستر و مدل تکاملی رود از عوامل متغیر در هر بازه به شمار می روند که باعث تفاوت و تغییر وضعیت شدت فرسایش کناره ای و کانال رودخانه می شوند.
کلید واژگان: پایداری کانال, رودخانه, فرسایش کنارهای, فومن, قلعه رودخانJournal of Sustainable Development of Geographical Environment, Volume:5 Issue: 8, 2023, PP 139 -153Background and purposeBank erosion is one of the geomorphic processes caused by natural and human factors. This phenomenon, as one of the types of water erosion, can create several geomorphic effects in the river. The increase in river erosion also causes the instability of the river and as a result changes the type of flow, changes the pattern of the river and changes the course of the river. So far, several methods of rapid geomorphic assessment have been used to investigate river bank erosion, and one of the most common and widely used in these assessments is the Channel Instability Index (CSI). The aim of our study was to know the applicability of the channel stability index to identify erosion-sensitive and unstable banks in the Qaleh Rudkhan Fooman river in Gilan.
Material and methodologyQaleh Rudkhan river is located in the west of Gilan province in Fooman city. This river originates from the northeast heights of Sote village and flows into the Caspian Sea after traveling 40 kilometers from the Qaleh Rudkhan area. The area of the basin is 347.76 Km2. With the aim of studying the bank erosion and stability of the river bank of Qaleh Rudkhan, a part of the river path with a length of approximately 5 km was selected in near the city of Fooman. In this area, 8 reaches were determined based on river conditions (pattern and morphometric differences) and its sensitivity to bank erosion. Then, mapping of cross_sections, Channel morphometry, grain measurement of the bank sediments, state of compaction and stickiness of sediments, and examination of the vegetation characteristics of the bank and flood plain were carried out for each reaches. In eight reaches, using the channel stability index, the streambank erosion situation was investigated. In this model , the primary bed material ,bed/bank protection, degree of incision, degree of constriction, streambank erosion, streambank instability (percentage of mass movements), established riparian woody- vegetative cover, occurrence of bank accretion and stage of channel evolution model are scored.
Findings and discussionBased on the findings of the channel stability index (CSI) on the left and right banks of Qaleh Rudkhan river, it showed that the index values ranged from 18.5 to 25.5. Based on these values, reaches one, two, three and four are in a very unstable state (high instability) in terms of channel stability, and reaches five, six, seven and eight are in a medium instability state. Based on the relative score method of bed sediments, bank protection and riparian vegetation are the most important factors affecting channel stability. Based on Pox-Whisker Plot diagram, the status of three variables of degree of incision, the available evidence of bank erosion, percentage of mass movements and occurrence of bank accretion are different in different reaches and as a result of these factors, the sensitivity of the river bank of Qaleh Rudkhan to instability is different.
ConclusionThe results of this research show that the three variables of the primary bed material, bank protection and established riparian woody- vegetative cover are the same in all reaches and are considered important factors affecting the stability and river channel stability. Based on the above findings streambank instability, occurrence of bank accretion, degree of incision and stage of channel evolution model are variable factors in each reaches, which cause differences and changes in the intensity of river bank erosion and river channel.
Keywords: Channel stability index, river, streambank erosion, Fooman city, Qaleh Rudkhan -
به طور طبیعی، فرسایش کرانه مشکلی جدی برای هر سیستم رودخانه ای است. این پدیده از منابع اصلی تولید رسوب در جریان رودخانه ها به شمار می رود که به تغییر کانال و رسوب گذاری در رودخانه های آبرفتی منجر می شود. هدف این پژوهش، بررسی فرسایش کناره رودخانه مرگ ماهیدشت در استان کرمانشاه است. برای پایداری بستر و کناره، از روش تنش برشی نزدیک کرانه (NBS) راسگن استفاده شد؛ بدین صورت که ابتدا برای اجرای محاسبات، اطلاعات رقومی برداشت شده به محیطGIS منتقل شد و از طریق الحاقی HEC-GEORAS ، پردازش داده های ژیومتری انجام و اطلاعات به مدل عددیHEC_RAS منتقل شد. سپس تمام محاسبات مقاطع برای اجرای مدل پایداری بستر و کناره (NBS) در محیط نرم افزار HEC-RAS انجام شد. با توجه به مورفولوژی، رودخانه مرگ به چهار بازه تقسیم و روش (NBS) برای 44 مقطع انتخابی محاسبه شد. نتایج حاصل از مدل نشان داد که با توجه به شاخص نسبت حداکثر عمق نزدیک کناره به متوسط عمق دبی لبالبی، میزان فرسایش پذیری در بازه اول زیاد و شدید بود. در بازه دوم، غالب قوس ها فرسایش پذیری زیادی داشت و در بازه سوم، اغلب مقاطع در گروه فرسایش پذیری متوسط قرار داشت. در بازه چهارم با توجه به الگوی سینوسی رودخانه و شیب کم، میزان فرسایش کم بود. در تمام بازه های رودخانه مرگ، بیشترین فراوانی فرسایش کم، متوسط و زیاد بود و غالب فرسایش در ساحل سمت چپ تمرکز داشت. افزایش شیب، کاهش پوشش گیاهی، افزایش الگوی پیچان رودی بودن و تغییر کاربری و تبدیل زمین های اطراف رودخانه به کاربری کشاورزی، علت افزایش فرسایش در این بازه ها بود.
کلید واژگان: پایداری بستر, تنش برشی نزدیک کرانه (NBS), رودخانه مرگIntroductionThe U. S. Environmental Protection Agency lists sediment as the most common pollutant in rivers, streams, lakes, and reservoirs defined bank erosion as a natural geomorphic process or disturbance that occurs during or soon after floods. By producing sediment load, it causes pollution and reduces the quality of drinking water. In addition to that channel enlargement, bank instability, degradation of physical habitat and numerous other geomorphic responses accelerate the process of bank erosion Bank degradation is the result of a process that combines the erosive power of water and the effect of gravity. Bank erosion is one component of the natural disturbance regime of river systems and is integral to long-term geomorphic evolution of fluvial systems and ecological sustainability. Bank erosion is, therefore, a desirable attribute of rivers. In this study, Near bank stress (NBS) Rosgen shore for a part of Mereg Mahidasht river has been investigated. Mereg River Due to its location at high altitudes, high length and variable width, its meandering pattern and flood nature have been prominent features of this river. To suffer from general and localized erosion during floods and to reduce possible damages in the future by examining the erodible points
MethodologyIn order to conduct erosion studies, first a digital model of the altitude of the region, a 1: 1000 map of the region that covers the river and part of the flood plain has been used. The first stage was preparation of input data in ArcGIS using the HECGeoRAS extension. HEC-GeoRAS helps in creation of the data needed for the HEC-RAS model and the transfer of data between ArcGIS and HEC-RAS. The next stage was done within HEC-RAS (5.0.3) using the river geometry prepared in the previous stage. The final stage consists of analyzing the results from the HEC-RAS model within ArcMap. Three input parameters must be specified: stream geometry, flow data, and the model plan to create the flood and inundation maps of the Mereg river in HEC-RAS. In order to create the river geometry for HEC-RAS, elevation data were needed. High resolution digital elevation model was obtained from 1:1000 topographic map that was prepared by Navandish Water Processors Consulting Engineers Company Company. The HEC-GeoRAS extension was used to set up the necessary features that would be needed for the HEC-RAS model (i.e., stream centerline, bank lines, cross sections, etc.). In addition to elevations, Manning’s roughness coefficient values were applied to each cross sections using Cowan method. 44 sections of different river sections were selected and measurements were performed in HEC-RAS environment. And then , for bank stability from the Near bank stress (NBS) Rosgen NBS method is used. Two Rosgen methods have been used: (ii) Ratio of radius of curvature to bank-full width & (iii) Ratio of near-bank maximum depth to bank-full mean depth
ResultsAccording to the morphology and meandering pattern of the Mereg River, the total reach is 28 km and It is divided into four reach.
First reach: To study method of Near bank stress. In the first reach, 12 cross sections have been selected. In the first part, the river has a radius of curvature of 1.39. Bank Erosion of the Mereg River was low to severe in the first period.
Second reach: the average slope of the Merege River channel was 0.34%. The value of the radius of curvature is 1.64, which is considered as a meandering river. In this reach, 12 cross section have been selected to measure the degree of erodibility. Most arches were highly erodible.
Third reach: The slope of the canal in this part is 0.2%. The Mereg River has a radius of curvature of 1.7 and has a meandering pattern. And the rate of erosion of the shore in this section is estimated to medium or less.
Fourth reach: The number of cross section studied in the fourth reach is 5 and this reach of the river has a radius of curvature of 1.2 and has a straight pattern. The rate of bank erosion has been low and medium.Discussion & ConclusionsComparison of the two methods used to analyze the erosion of the Mereg River shows that the risk of erosion in all arches in the range of the river has been high erosion. And the reason is the intensification of hydraulic stress in these reaches. In the second and third reaches, the average bank erosion is calculated as medium to high. The reason for this is the reduction of the slope, which according to the longitudinal profile of the Mereg River, the average slope was 0.23%. In addition, there is a decrease in vegetation, an increase in the pattern of river winding and change of use and conversion of lands around the river to agricultural use in these periods.
Comparison of the results obtained from different methods of estimating the risk of erosion with field observations showed that Ratio of near-bank maximum depth to bank-full mean depth in the river Mereg Mahidasht was closer to reality and It is suitable for checking the degree of erodibility of the bank.Keywords: bank stability, Near bank stress (NBS), Mereg River -
سیلاب به عنوان یک رخداد طبیعی و غیرمنتظره، در دهه های اخیر به فراوانی رخ داده است. در راستای کاهش خسارات ناشی از سیلاب و مدیریت سیلاب، ارزیابی احتمال خطر و تهیه نقشه های مناطق احتمال خطر امری ضروری می باشد. در دهه های اخیر در حوضه آبخیز نکارود سیل های مخرب زیادی رخ داده است. به همین دلیل جهت مدیریت سیلاب، کاهش خسارات و استفاده درست از منابع آبی، پتانسیل سیل خیزی زیرحوضه های حوضه آبریز نکارود مورد مطالعه قرار گرفته است. رودخانه نکا به طول 176 کیلومتر یکی از رودخانه های مهم استان مازندران و حوضه ی آبخیز نکا از حوضه های آبخیز دریای خزر است. در این پژوهش به منظور تهیه نقشه حساسیت زیرحوضه ها نسبت به سیلاب خیزی حوضه از 11 لایه اطلاعاتی فاکتورهای تجمع جریان، فاصله از شبکه زهکشی، طبقات ارتفاعی، شیب و جهت شیب، تراکم شبکه زهکشی، نقشه بارش، نقشه کاربری اراضی، زمین شناسی، شاخص قدرت جریان، شاخص رطوبت توپوگرافی و شاخص انحنای توپوگرافی استفاده شده است. لایه ها با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، وزن دهی و و در نهایت با استفاده از روش ترکیب خطی وزنی در نرم افزار ArcGIS لایه های استاندارد شده به وزن مربوطه ضرب و سپس نتایج تمام متغیرها با همدیگر جمع و رویهم گذاری شدند و نقشه حساسیت نهایی به پنج طبقه تقسیم گردید. نتایج پژوهش نشان می دهند حساسیت سیلاب در زیرحوضه های رودخانه نکا متفاوت می باشد. از میان عوامل محیطی موثر در مبحث سیل خیزی عوامل ارتفاع و تراکم آبراهه تاثیرگذارترین عوامل در خطر رخداد سیلاب بوده اند.
کلید واژگان: سیلاب, تحلیل سلسله مراتبی (AHP), پهنه بندی سیل, نکارود, شمال ایرانFloods, as natural and unexpected events, have occurred frequently in recent decades. To reduce the damages caused by floods and flood management, it is mandatory to assess the possibility of danger and prepare maps of possible danger zones. In recent decades, many destructive floods have occurred in the Nakarod catchment. Because of this, to manage floods, reduce damages, and properly use water resources, the flood potential of the sub-basins of the Nakarod catchment has been studied. Neka River is 176 km long, and it is one of the important rivers of Mazandaran province and one of the catchments of the Caspian Sea. In this research, to prepare a map of the sensitivity of the sub-basins to the flood risk of the basin, 11 influencing parameters have been used, which includes elevation, slope, distance from drainage network, drainage density, flow accumulation, rainfall, land-use, geology, stream power index, topographic wetness index and curvature of the topography. The layers were weighted using the Analytical Hierarchy Process (AHP); and eventually, by using the weighted linear combination method in ArcGIS software, the standardized layers were multiplied by the corresponding weight, and then the results of all the variables were added and accumulated together, and the final sensitivity map was divided into five classes. The results of the research indicate that flood sensitivity is different in the sub-basins of the Neka RiverAmong the effective environmental factors in flooding, the elevation and stream density were the most influential factors in the flood risk of the Neka catchment.
Keywords: Flood, Analytical Hierarchy Process (AHP), Zoning of flood, Nekarood -
تغییرات الگوی رودخانه، یکی از مهم ترین مسایل مهندسی رودخانه است که فعالیت ها و سازه های عمرانی را در حاشیه رودخانه ها تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از انجام این پژوهش بررسی روند تغییرات مورفولوژیکی رودخانه نکارود برای یک دوره 35ساله بین سال های 1364 تا 1399 از شهر نکا تا محل اتصال رودخانه به دریای خزر است. در پژوهش حاضر رودخانه نکا به طول 39 کیلومتر در بخش جلگه ساحلی از شهر نکا تا ساحل دریای خزر موردمطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسی تغییرات مسیر رودخانه در سه مقطع زمانی، از سه شاخص مورفومتری، مورفولوژی و مورفودینامیک با استفاده از روش ترانسکت استفاده شده است. در پایان تغییرات کرانه چپ و راست کانال در دوره آماری موردمطالعه، در نرم افزار SPSS مورد آزمون آماری قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی نشان می دهد که مقادیر ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی، زوایای قوس ها در طول رودخانه از بالادست به طرف پایین دست کاهش یافته است. با توجه به بررسی های انجام شده مشخص شد که رودخانه نکا رود طی 35 سال از نظر شاخص های مورد بررسی اعم از مورفولوژی ، مورفومتری و مورفودینامیک تغییرات محدودی داشته است. تغییرات بستر رودخانه نکارود طی سال 1385 تا 1399 کاهشی بوده است. دلایل این شرایط، وجود کشت زیاد در اطراف رودخانه و حفاظت از کرانه رودخانه، ایجاد بندهای ذخیره و انحراف آب در بخش دوم یعنی در بخش میانی جلگه و سدسازی بر روی این رودخانه (سد گلورد و سایر سدها) بوده است.
کلید واژگان: مورفولوژی رودخانه, ضریب خمیدگی, پیچانرودی, نکارود, تغییرات الگوIntroductionChanges in river pattern is one of the most important issues of river engineering that affects the activities and construction structures along rivers.Changes in the parameters of the meandering can be due to changes by humans, changes in the hydrological regime of the river, ecological changes or due to geomorphology of the region.Knowledge and understanding of the morphological changes of meandering patterns and the natural dynamics of river systems are very important for the purposes of planning, urban planning, dam construction, erosion and sedimentation, road construction and protection and reconstruction of river channels.By studying the amount of changes in river parameters, especially the length and width of the channel in a region, the future of the meandering patterns and rivers can be predicted.Channel form is a good initial guide to determine the morphology and channel form changes in alluvial rivers.In fact, the most obvious feature of a river is its planform or geometric form.A river plan is called a planform, which shows the characteristics of a channel and a floodplain in an alluvial river.The term river pattern describes the planimetric (two-dimensional) shape of rivers.In the new classifications, channel patterns are classified into straight, meandering, braided, and anastomosing.The purpose of this study is to investigate the trend of morphological changes in the Nekaroud River from the city of Neka to where the river joins the Caspian Sea for a period of 35 years between 1364 to 1399.
MethodologyNeka river originates from Alborz mountains in the southern part of Gorgan city and passes through the southern part of Behshahr and flows into the Caspian Sea.The area of Neka Basin is 1902 km.The Neka River is 130 km long in the mountains and 39 km long in the coastal plains.In this study, the Neka River with a length of 39 km in the coastal plain from Neka to the Caspian Sea has been studied.At first, Nekaroud was divided into three parts: upper, middle and lower part and the changes were studied separately and together.With this method, the amount of displacement, change of dimensions and pattern of bends were determined.Using the method of historical changes, the river route map related to different periods based on aerial photographs of 1985 (National Geographical Organization of Iran) and satellite images (from Google Earth) of 2006 and 1399 has been digitized in GIS software.In order to study the changes of the river in three time periods, from three indicators including morphometry which includes (channel length, arc radius, central angle, wave amplitude, wavelength), morphology which includes (different models of lateral migration including retraction, new meander,migration, confined migration, cutoff, growth, meandering change, double heading) and morphodynamics (transect method) have been used.Finally, the changes of the left and right sides of the channel in the studied statistical period were statistically tested in SPSS software.
Results and discussionThe results of the study of satellite images and aerial photographs show that the values of the curvature coefficient, the central angle, the angles of the arcs along the river have decreased from the upstream to the downstream.Based on these morphometric characteristics, the river is classified into three parts including the developed meandering pattern, the undeveloped meandering pattern and the almost meandering pattern in the third reach.Although the morphometric values of the channel show that the Neka River has changed,however, the statistical test in the section with a developed meandering pattern showed that no significant changes were observed in the right bank during two different periods.There were no significant changes in the left bank of the river during 2006 and 2016.The study of Yemani and Hosseinzadeh (2013) on the Talar River and Yemani et al. (2014) on the Babol River had similar results. In these studies, similar to the Nekarud River, at the beginning of the river's entry into the coastal plain, i.e., the alluvial fan section (the first part of the Nekarud), there is more instability and changes are still taking place during large floods; However, in the second and third periods, due to human intervention and protection, the channel deepened and finally, the main river was divided into several branches in order to transfer water to the rice agricultural lands, which caused the degree of instability and changes in the channel pattern in the four The last decade is at a minimum.
ConclusionAccording to the studies, it was found that the Nekarood River has had limited changes in terms of morphology, morphometry and morphodynamics during 35 years.Changes in the bed of the Nekaroud River during 2006 to 1399 have been decreasing. The reasons for these conditions are the existence of large-scale cultivation around the river and the protection of the river bank, the creation of storage dams and water diversion in the middle part of the coastal plain and the construction of dams on this river (Golord Dam and other dams).With the construction of these dams, many changes were made in hydrological parameters such as flow velocity and discharge. Also, the amount of erosion and the amount and method of sedimentation have changed.
Keywords: River morphology, Curvature coefficient, Meandering, Nekarud, Pattern changes -
تغییرات کانال رودخانه ، فرآیند های طبیعی رودخانه و بخشی از عملکرد سیستماتیک رودخانه ها هستند که باعث تخریب زمین های کشاورزی اطراف رودخانه و خسارت به تاسیسات انسانی و راه ها می شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی فرسایش کناره رودخانه با استفاده از شاخص فرسایش بالقوه کرانه رود اکلاهما-اوزاراک است. حوضه آبخیز قلعه رودخان در غرب استان گیلان و در شهرستان فومن واقع شده است. این رودخانه از دامنه های شمالی کوه های طالش سرچشمه گرفته و بعد از خروج از کوهستان در منطقه فومن وارد جلگه گیلان شده و در نهایت به دریای خزر می ریزد. به منظور بررسی فرسایش کناره رودخانه بخشی از رودخانه به طول تقریبی 5 کیلومتر در نزدیکی فومن مشخص شده و در 8 بازه پارامتر های موجود در شاخص فرسایش بالقوه کرانه رود مورد بررسی قرار گرفتند. در این روش هشت عامل ارتفاع کرانه رود، زاویه کرانه، درصدی از کرانه رود که شیب بیش از 80 درجه دارند، شواهد حرکات توده ای، رسوبات منفصل، حفاظت کناره رود، پوشش گیاهی حاشیه رود و انحنای رود امتیاز دهی شدند. با توجه به نتایج امتیاز نسبی، پوشش گیاهی ریپارین و حفاظت از کرانه موثرترین عوامل در ناپایداری کرانه های چپ و راست در رودخانه قلعه رودخان بوده است. به طورکلی می توان گفت درکرانه های رودخانه قلعه رودخان وضعیت ناپایداری غلبه داشته که این مسیله ناشی از دخل و تصرف انسان در این بخش از رودخانه می باشد.
کلید واژگان: رودخانه قلعه رودخان, شاخص فرسایش بالقوه کرانه رود, فرسایش کناره رودخانه ای, فومن, گیلانRiver canal changes are natural river processes and part of the systematic functioning of rivers that cause the destruction of agricultural land around the river and damage to human facilities and roads. The purpose of this study is to investigate riverbank erosion using Oklahoma Ozark streambank erosion potential index (OSEP). Qaleh Rudkhan watershed is located in the west of Gilan province in Fooman city. This river originates from the northern slopes of the Talesh Mountains and after leaving the mountains in the Fooman region, enters the Gilan Plain and finally flows into the Caspian Sea. In order to investigate the erosion of the river bank, a part of the river with an approximate length of 5 km near Fooman was identified and in 8 reaches, the parameters in the Oklahoma Ozark streambank erosion potential index (OSEP) were examined. In this method, eight factors of bank height, bank angle, percentage of bank height with a bank angle greater than 80 degrees, evidence of recent mass wasting, unconsolidated material, streambank protection, riparian woody-vegetation cover and stream curvature are scored. According to the results of relative score, streambank Protection and Riparian Woody-Vegetation Cover have been the most effective factors in the instability of the left and right shores in Qaleh Rudkhan river. In general, it can be said that instability has prevailed in the banks of Qaleh Rudkhan river, which is due to human intrusion and occupation in this part of the river.
Keywords: Qaleh Rudkhan river, streambank erosion potential index (OSEP), streambank erosion, Fooman city, Gilan province -
پیشینه و هدف
میزان هدر رفت سالانه خاک در دنیا حدود 75 میلیارد تن است. در ایران هم فرسایش خاک یکی از مهمترین مشکلات زیستمحیطی است که در حوضههای آبخیز ایران میزان فرسایش خاک بین سالهای 1951 تا 2002 به میزان800 درصد بیشتر شده است. کاهش قابلتوجه عملکرد حوضههای آبخیز ایران به دلیل حجم زیاد فرسایش، بیانگر ضرورت روزافزون پایش و پیگیری این پدیده مخرب میباشد. دندروژیومورفولوژی تکنیکی است که در توصیف و تعیین فرایندهای ژیومورفولوژی بسیار موفق عمل کرده است. دندروژیومورفولوژی یک روش بسیار انعطافپذیر برای ارزیابی فرسایش خاک است و بهعنوان یک منبع داده برای تشخیص قابلیت اطمینان دادههای بهدستآمده از تکنیکهای برآورد مستقیم استفاده شود. هدف این تحقیق بررسی وضعیت فرسایش سطحی در حوضه آبخیز نچی با استفاده از تکنیک دندروژیومورفولوژی بر روی ریشههای برونزده درخت بلوط بهعنوان گونه غالب منطقه میباشد. با توجه به محدود بودن این قبیل مطالعات در ایران و وضعیت بسیار شکننده منطقه موردمطالعه و خطر پرشدن مخزن دریاچه زریوار که ازلحاظ محیط زیستی بسیار حایز اهمیت است، ضرورت دارد وضعیت فرسایش سطحی و هدر رفت خاک و انتقال رسوب موردمطالعه قرار گیرد.
مواد و روشها:
برای دستیابی به اهداف پژوهش، پس از جمعآوری و تهیه اطلاعات اولیه شامل اطلاعات نوشتاری، دادههای آماری، نقشهها و تصاویر، پیمایش مقدماتی از منطقه انجام و سایتهای نمونهبرداری انتخاب شد. نمونهها طبق برنامه تهیه شده، بر اساس وضعیت حوضه (با توجه به وضعیت کاربری حوضه موردمطالعه و جهت دامنه، واحدهای کاری موردنظر در محلهای دارای ریشه برونزد یافته انتخاب شد). بر این اساس نمونههای مختلف در دو کاربری متفاوت جنگل و کشاورزی و در جهتهای غربی، شرقی و جنوبی برداشت شد. قابلذکر است که کلیه نمونه از گونهی درختی بلوط که اکثریت مطلق در منطقه موردمطالعه است، تهیه گردید. در نهایت از بین نمونههای برداشتشده، 64 نمونه که قابلیت تحلیل آناتومی حلقههای رشد، داشتند انتخاب گردید. دیسکهای برداشتشده از ریشهها برای آشکارسازی حلقههای رویشی دیسکها از دو روش براقسازی و برش سطوح استفاده شد. با استفاده از دستگاه سمباده، با گریدهای مختلف بهتدریج صیقلی گردید تا مرز حلقههای رشد واضح شود. سپس دیسکها در آزمایشگاه جهت تعیین اولین سال برونزد ریشه و مشخص کردن پهنای حلقههای رویشی با استفاده از دستگاه لین-تب 5 مجهز به میکروسکوپ بینوکولار و نرمافزار تخصصی گاهشناسی تی-سپ با دقت 01/0 میلیمتر اندازهگیری شد.
یافتهها و بحث:
نتایج این پژوهش نشان داد در حوضه آبخیز نچی فرسایش سطحی خاک در کاربری کشاورزی (میانگین نرخ فرسایش 2.43 میلیمتر در سال) نسبت به کاربری جنگل (میانگین نرخ فرسایش 6/0 میلیمتر در سال) حدود 4 برابر است. نتایج آزمونهای آماری نیز نشان داد که در حوضه موردمطالعه نوع کاربری بر میانگین نرخ فرسایش سطحی سالانه تاثیرگذار است. همچنین در این مطالعه مشخص شد که جهتهای مختلف جغرافیایی بر میانگین نرخ فرسایش سطحی سالانه حوضه آبخیز نچی تاثیرگذار نیست. مقایسه مقادیر فرسایش در کاربری کشاورزی و جنگل اهمیت نقش حفاظتی و مهم پوششهای طبیعی در حفظ خاک و جلوگیری از فرسایش و هدر رفت آن را نشان میدهد. مطالعات مختلف در دنیا و ایران نشان داده است در دهههای اخیر تغییرات کاربری رشد فزایندهای داشته است که این تغییرات، زمینه افزایش رواناب و اثرگذاری در میزان هدر رفت خاک دارد، مقایسه فرسایش در ناحیه کشاورزی با ناحیه جنگلی، نشان از نقش حفاظتی و مهم پوششهای طبیعی و جنگلی در حفظ خاک و جلوگیری از فرسایش و هدر رفت این ماده ارزشمند دارد.
نتیجهگیری:
نتایج این تحقیق ضرورت توجه بیشتر به مطالعات قابلیت اصلاح و تغییر کاربری اراضی در این مناطق را بیشازپیش آشکار میکند. تغییر کاربری و اثرات منفی ناشی از دخالت انسانی، نهتنها در خود حوضه، بلکه در محل خارج از وقوع فرسایش بهصورت انباشت بر روی اراضی مرغوب کشاورزی، مراتع، منابع ذخیره آب و کانالهای آبیاری شده است. همچنین ایجاد آلودگی توسط رسوبات و فلزات سنگین و مواد شیمیایی همراه آن، بالاخص تهدید اکوسیستم بسیار شکننده دریاچه زریوار امروزه بیش از هر زمان دیگری مشهود است. پیشنهاد میشود در کارهای آتی برای اعتبارسنجی نرخ فرسایش بهدستآمده، از یک روش دیگر موازی با این روش استفاده شود. همچنین پیشنهاد میگردد در مطالعات آتی برای بررسی دقیق تر تاثیر جهت های دامنه بر فرسایش خاک، از دامنههای شمالی نیز نمونهبرداری صورت گیرد.
کلید واژگان: حوضه نچی, دندروژئومورفولوژی, فرسایش خاک و سطح, کاربری اراضیJournal of Sustainable Development of Geographical Environment, Volume:4 Issue: 7, 2023, PP 158 -172Background and purposeThe annual loss of soil in the world is about 75 billion tons. In Iran, soil erosion is one of the most important environmental problems, and in Iran's catchments, soil erosion increased by 800% between 1951 and 2002. The significant decrease in the performance of Iran's catchments due to a large amount of erosion indicates the increasing necessity of monitoring and following up on this destructive phenomenon. Dendrogeomorphology is a technique that has been very successful in describing and determining geomorphological processes. Dendrogeomorphology is a very flexible method to assess soil erosion and can be used as a data source to determine the reliability of data obtained from direct estimation techniques. The purpose of this research is to investigate the state of sheet erosion in the Nachi watershed using the dendrogeomorphology technique on the oak tree's protruding roots as the region's dominant species. Considering the limited nature of such studies in Iran and the very fragile situation of the studied area, and the risk of filling up the reservoir of Zrebar Lake, which is very important from the point of view of the environment, it is necessary to study the situation of sheet erosion and soil wastage and sediment trans.
Materials and methodsIn order to achieve the research objectives, after collecting and preparing the primary information, including written information, statistical data, maps, and pictures, a preliminary area survey was carried out, and sampling sites were selected. The samples were prepared according to the program, based on the status of the catchment (according to the land use of the catchment and the direction of the range, the desired work units were selected in places with exposed roots). Based on this, different samples were taken in two different forests, agriculture uses, and western, eastern, and southern directions. All the samples were prepared from the oak tree species, which is the absolute majority in the study area. Finally, 64 samples were selected from the collected samples that could analyze the growth rings' anatomy. Discs harvested from the roots were used to reveal the vegetative rings of the discs by polishing and cutting the surfaces. Using a sanding machine, it was gradually polished with different grades to clear the growth ring border. Then, the disks were measured in the laboratory to determine the first year of root emergence and to determine the width of vegetative rings using a Lin-Tab 5 device equipped with a binocular microscope and specialized T-Sap chronology software with an accuracy of 0.01 mm.
Findings and discussionThis research showed that in the Nachi catchment, surface soil erosion in agricultural use (average erosion rate 2.43 mm per year) compared to forest use (average erosion rate 0.6 mm per year) is about 4 times. The results of the statistical tests also showed that the type of land use affects the average annual surface erosion rate in the studied basin. Also, this study found that different geographical directions do not affect the average annual surface erosion rate of the Nachi catchment. Comparing erosion values in agricultural and forest use shows the importance of natural covers' protective and important role in preserving the soil and preventing its erosion and wastage. Various studies in the world and Iran have shown that in recent decades, there has been an increasing increase in land use changes, that these changes have the basis of increasing runoff and affecting the amount of soil loss, comparing erosion in the agricultural area with the forest area, showing the protective and important role of the covers. Natural and forests have a valuable role in preserving the soil and preventing erosion and wastage of soil.
ConclusionThe results of this research reveal the necessity of paying more attention to studies on the possibility of modification and change of land use in these areas. The change in land use and the negative effects caused by human interference are not only in the basin itself but also in places outside the occurrence of erosion in the form of accumulation on high-quality agricultural lands, pastures, water storage sources, and irrigated canals. Also, the creation of pollution by sediments and heavy metals and accompanying chemicals, especially the threat to the very fragile ecosystem of Zrebar Lake, is more evident today than ever before. It is suggested to use another method parallel to this method in future works to validate the obtained erosion rate. In future studies, sampling should also be done from the northern slopes for a more detailed investigation of the effect of the slope directions on soil erosion.
Keywords: Nachi Catchment, Dendrogeomorphology, Soil, sheet erosion, Land use -
رودخانه ها در طول زمان با تغییرات مورفولوژیکی و اکولوژیکی زیادی مواجه اند و این در برنامه ریزی های محیطی و عمرانی حایز اهمیت است. طالقانرود در استان البرز ازجمله رودخانه هایی است که طی سالهای اخیر به دلایلی مانند سدسازی، تغییرات کاربری اراضی در اثر توسعه کشاورزی، ساخت وسازها، گردشگری و برداشت شن و ماسه، تغییرات زیادی داشته است؛ بنابراین پژوهش حاضر به بررسی تغییرات طبیعی و انسانی موثر در وضعیت هیدرومورفولوژیکی طالقان رود و اقدامات مدیریتی مقتضی میپردازد. داده های مورداستفاده در تحقیق شامل اطلاعات کتابخانهای، اطلاعات به دست آمده از تصاویر گوگل ارث و بازدیدهای میدانی و همچنین مدل رقومی ارتفاعی 5/12 متر است. ابزارهای تحقیق شامل نرمافزارهای ArcGIS و گوگل ارث و همچنین مدلهای RQI و MQI بوده است. این تحقیق در دو مرحله کلی انجامشده است. در مرحله اول با استفاده از روش RQI شرایط محیطی در بازه های موردمطالعه ارزیابی شد. در مرحله دوم نیز با استفاده از مدل MQI، وضعیت دینامیک رودخانه بررسی گردید. نتایج به دست آمده از روش RQI نشان میدهد که بازه های 1 تا 6 که در بالادست سد قرار دارند، دارای وضعیت فقیر بوده و ازنظر مدیریتی نیازمند بازسازی سیستم های پوشش گیاهی است و بازههای 7 و 8 نیز در محدوده سد طالقان و پاییندست، دارای وضعیتی متوسط هستند که لازم است تا اقدامات حفاظتی در مورد آنها اجرا شود. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی وضعیت مورفولوژیکی رودخانه بیانگر آن است که مناطق بالادست؛ یعنی بازههای 1 تا 5 به علت ضعیف شدن فرایندهای فرسایشی ناشی از تغییرات سطح اساس، دارای وضعیت پویایی مورفولوژیکی خیلی ضعیف و بازه 6 که در محدوده ورودی سد قرار دارد ازنظر شاخص MQI دارای وضعیت دینامیک ضعیف است. بازه های 7 و 8 به دلیل تغییرات کمتر، دارای بالاترین ضریب هستند و ازنظر دینامیک ژیومورفولوژی، پویایی بیشتری نسبت به سایر بازهها دارند.
کلید واژگان: شرایط اکولوژی, شرایط مورفولوژی, RQI, MQI, طالقان رودRivers face many morphological and ecological changes over time, and these changes are important in environmental and development planning. The Taleghan River in Alborz Province is one of the rivers associated with many morphological and ecological changes in recent years, and for this reason, this issue has been addressed in this study. The data used in the research included library information, information obtained from Google Earth images, information obtained from field visits, as well as the 12.5 SRTM digital elevation model. Research tools also included ArcGIS and Google Earth software, as well as RQI (description and assessment of environmental conditions in riverine areas) and MQI (morphological quality index) models. This research has been carried out in two general stages. In the first stage, the environmental conditions of the studied periods have been evaluated using the RQI method, and in the second stage, the river dynamics of the periods has been investigated using the MQI model. The results obtained from RQI method have shown that intervals 1, 2, 3, 4, 5 and 6 with 46, 67, 69, 64, 44 and 43 points, respectively, have a poor status and intervals 7 and 8 They also have an average position with 74 and 76 points, respectively. Also, the results of the evaluation of the dynamic condition of the river have shown that intervals 1, 2, 3, 4 and 5 with coefficients of 0.188, 0.156, 0.156, 0.117 and 0.242, respectively. Very poor morphological dynamics, interval 6 with a coefficient of 0.453 in terms of MQI index has a weak dynamic state and also intervals 7 and 8 with a coefficient of 0.477, have the highest coefficient and in terms of geomorphological dynamics have more dynamics than the other intervals.
Keywords: Ecological conditions, morphological conditions, RQI, MQI, Taleghan River -
جریان آبها، ازجمله ی مهم ترین فرآیند های سطحی هستند که علاوه بر تغییر و تعیین سیمای عمومی زمین بر نحوه زیست انسان در کره زمین نیز تاثیر دارند. عملکرد سیستمی رودخانه موجب می شود، هر تغییری در مولفه های کانال رود برسایرمتغیرها نیزتاثیربگذارد. فرسایش کناره بنا به دلایلی چون ورود بخشی ازرسوبات به جریان رودخانه که از کناره های رود تغذیه می شوند، تغییردرابعاد مجرا مانند: عرض و عمق، اثراتی که بر ویژگی های الگوی رود دارد ومخاطراتی که می توانند فعالیت های انسانی را تهدید کنند، حایز اهمیت است. هدف ما، بررسی ناپایداری و تغییرات مورفومتری مجرا در رودخانه حاجی عرب در بویین زهرا ازشهرستان های استان قزوین است. دراین پژوهش پایداری کناره رود با استفاده ازروش های ارزیابی سریع ژیومورفیک (RGA) مورد بررسی قرار گرفته است. رودخانه ی مورد نظر درقالب 8 بازه مطالعه شد. با نقشه برداری از مقاطع عرضی و عملیات میدانی شاخص های پایداری و ناپایداری کناره رود ارزیابی شدند. پارامتر های موجود درروش شاخص پایداری مجرای رود (CSI) درخلال بازدیدهای میدانی امتیاز دهی شد. بازه ها از نظرحساسیت به فرسایش کناره طبقه بندی شدندکه بازه های 7و 8 ناپایدارترین بازه ها بودند. همچنین با استفاده از تحلیل های آماری همبستگی داده ها و نحوه ی پراکندگی آنها تعیین شد با استفاده از امتیاز نسبی، عامل فرسایش کناره و پوشش گیاهی ریپارین موثر ترین عوامل درناپایداری کناره های رودخانه حاجی عرب تعیین شدند.
کلید واژگان: ارزیابی سریع ژئومورفیک(RGA), پایداری کناره, شاخص پایداری کانال(CSI), رودخانه حاجی عرب, ژئومورفولوژی رودخانه ایWater flow is one of the earth processes that in addition to changing earth surface, affect human's life. Any change in channel properties affects other variables specially where human intervention disturbs the balance of the environment it can lead to hazards. Stream Bank erosion is very vital and important because stream bank erosion can result in loss of land, increased stream sediment load, diminishing water quality and aquatic habitat, threatens people's lives and property. Identifying and determining stable and unstable banks also determining their degree of stability can be a great way to manage fluvial environment. In this research the method of Rapid Geomorphic Assessment (RGA) has been used for investigate the stability and morphometric change in Haji arab river that located in south of Qazvin province. For this purpose 8 reaches were chosen. Field studies and mapping from all reaches were done. Based on channel stability index (CSI) that is one of the Rapid Geomorphic Assessment's (RGA) indicators. The parameters of this index (CSI) were scored during the field. In this research statistical analyzes such as correlation coefficient and Box & Plot diagram were used to determine the relationship between the parameters in the stream banks and data scatter. also relative score was used to determine the most effective factor in stability of stream banks, Results show that the highly unstable stream banks belong to reaches of 7, 8 and the most effective factor in the Haji arab river's bank ,based on Channel Stability Index(CSI) are stream bank erosion and riparian woody vegetation .
Keywords: Fluvial geomorphology, StreamBank stability, Rapid geomorphologic assessment, Channel stability index(CSI), Haji Arab river -
مجله پژوهش های دانش زمین، پیاپی 49 (بهار 1401)، صص 150 -171
بررسی نقش انسان در تغییرات محیطی همواره یکی از موضوعات مهم مطالعات محیطی بوده است. جاده به عنوان یکی از مظاهر دخالت انسان در محیط و به خصوص در سیستم های رودخانه ای، سازه ای ناگزیر جهت حمل و نقل و ارتباطات بشری است. اثرات پل بر سیستم رودخانه از جنبه های مختلف (مورفومتریک، ژیومورفولوژی، هیدرولوژی و...) مورد توجه است. در بررسی اثر پل در روستای جوربند (واقع در حوضه واز، استان مازندران شهرستان چمستان) جهت دستیابی به داده های دقیق از روش فتوگرامتری برد کوتاه با استفاده از پهپاد استفاده شد. پس از تهیه لایه رقومی ارتفاعی و نقشه ارتوفتوی محدوده، بررسی و مقایسه ضریب تغییرات در پارامترهای مختلف (پروفیل طولی، مقطع عرضی، بیشترین عمق، میانگین عمق مقطع، عرض کانال، نسبت عرض به عمق، سرعت جریان، قدرت جریان، عدد فرود، تنش برشی، شاخص سینوسیته، شاخص تقارن و شاخص بریس) انجام شد. نتایج نشان داد که تمام پارامترها در بالادست و پایین دست پل با هم تفاوت دارند این درحالی ست که از نظر محیطی شرایط بالادست و پایین دست در وضعیت یکسانی از نظر کاربری، زمین شناسی و هیدرولوژی قرار دارند. ضریب تغییرات پارامترهای مختلف در بالادست برابر با 79/36 درصد و در پایین دست برابر با 42/43 درصد است. پارامتر شیب، تنش برشی و قدرت رود در بالادست و پایین دست پل بیشترین تغییرات را نشان می دهد. پژوهش فوق نشان داد که ساخت سازه ای مانند پل در مسیر جریان رود سبب تغییرات عمده در محیط رودخانه ای می شود که برآورد میزان این تغییرات می تواند گام موثری در امر مدیریت اکوسیستم رودخانه و سازه های انسانی باشد.
کلید واژگان: پل, تغییرات انسانی, رودخانه, جوربند, فتوگرامتری برد کوتاهIntroductionHumans alter river systems directly and indirectly. Construction of bridge and culvert is one of the anthropogenic interventions which take place. Road-stream crossing (RSC) is essential to be installed on the river lines for roadway transportation, while incorrect and structurally poor RSCs often negatively influence the geomorphology and ecology of river systems. Culvert and bridges can increase stream flow velocity, shear stress, turbulence of flow, degradation and aggradation, development of deep scours, channel braiding and downstream bank erosion. Jones et al., 2000; Wemple et al., 2001 & Blanton and Marcus, 2009, previously worked on the impact of roads on fluvial geomorphology with changing floodplain’s form and function. The difficult issue in survey study is gathering, up-to-date and easy to use data with high accuracy, therefore short-rang photogrammetry was used in this research.
Method and MaterialsIn this investigation, the effect of bridge on river system was analyzed in Jurband village in Mazandaran province. Documentary references, remote sensing (UAV) and survey are 3 methods used. Longitudinal and cross-section profiles were drawn on digital elevation model. The model was generated from UAV with high resolution (pixel size: 4.6 cm). Longitudinal profile was obtained from survey along 400m from upstream to downstream and 8 cross-section sites were selected for detailed study in upstream (U) and downstream (D) of river channel (on bridge section, 25m, 50m, 100m, 200m).
ResultsThe channel slope is smooth rend. After bridge cross section, the channel bed has collapsed at a rate of 8m gradually. In investigated reaches, all of cross sections had no change in width index except in 25U section. According to coefficient of variation index, parameters were 18.47% upstream and 2.8% in downstream. Maximum depth was in bridge cross section (1.40m) and in 200D (1.18m). The minimum amount of depth maximum and mean was in 25D (respectively 0.74m and 0.37m). There was a significant difference in W/d ratio in upstream to downstream, about 22m decrease in downstream. Cross-section area varies from 25D (65.7m) to bridge section (79.26m). The significant difference of bank-full area was 42% in all selected reaches. According to information, amount of flow velocity altered from 38.1 m/s in bridge cross-section to 18.4 m/s in 25D cross-section. Also, the maximum and minimum rate of Froude number and power stream were obtained at 25D and bridge cross-section respectively. Sinuosity index (SI) of cross-sections were equal with 1 except in 200U (1.30) , 50D (1.20) and 200D (1.10).
DiscussionBased on The principle of flow continuity, it can be stated that the amount of discharge was the same in reaches and variation in channel parameters is due to bridge construction. Because of scour in upstream over the time, altitude differences has changed in river bed and bank side between 3-4 m. After bridge construction, degradation in upstream has stopped due to local bed level foundation but sedimentation and widening of channel has increased about 2-3 meter lower than bank side. Nevertheless, degradation and scouring has increased in downstream and bed collapsing has occurred up to 8m after bridge section.
Keywords: Bridge, Anthropogenic changes, river, Jurband, short-range photogrammetry -
نشریه هیدروژیومورفولوژی، پیاپی 30 (بهار 1401)، صص 125 -138
حوضه آبریز دربادام در شمال استان خراسان رضوی واقع شده است. در این پژوهش جهت بررسی تغییرات زمانی و مکانی بستر رودخانه در منطقه ی مورد مطالعه از تصاویر ماهواره ای لندست (سال های 2010 تا 2021) استفاده گردید و تغییرات رودخانه در دوره ی زمانی یازده سال مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تصاویر ماهواره ای لندست در سه محیط CAD Auto ، ENVI ، Arc Map با توجه به اهداف تحقیق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بر این اساس بررسی تغییرات الگوی رودخانه در سه بخش شامل بخش اول (زیرحوضه سمت راست)، بخش دوم (زیرحوضه سمت چپ) و بخش سوم (بخش انتهایی) مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق، میانگین زوایای مرکزی قوس ها در دوره ی زمانی یازده سال، در بخش اول تغییری در الگوی رودخانه رخ نداده اما در بخش دوم و سوم الگوی رودخانه از الگوی میاندری توسعه نیافته به الگوی رودخانه میاندری توسعه یافته تبدیل شده است. میانگین ضرایب خمیدگی نیز در هر سه بخش نشان دهنده ی الگوی پیچانرودی است.لایه های زمین شناسی موجود در این منطقه که عمدتا دارای لیتولوژی مقاوم هستند، ویژگی شیب و توپوگرافی که باعث شده قسمت اعظم این حوضه دارای ساختار کوهستانی باشد، باعث شده است جابجایی عرضی میاندر در منطقه ی مورد مطالعه کم باشد.
کلید واژگان: الگوی پیچانرودی, ضریب خمیدگی, زاویه مرکزی, حوضه آبریز دربادام, شمالشرق ایرانHydrogeomorphology, Volume:9 Issue: 30, 2022, PP 125 -138are connected at the end of the basin and form the Darbadam River. According to the results obtained for the central angle, in the first part between 2010 and 2021, the Meandri River pattern was developed and there was no change in the pattern class, but in the second and third parts in 2010, the river pattern is not developed meandering, which in 2021 has become the developed meandering river patternBased on the average curvature coefficients in all three sections studied, the Darbadam River has a meandering pattern. Due to the characteristics of the region, such as the presence of resistant rock layers, the high slope of the region and also the mountainous topography, has led to low transverse displacement of meander in the region. However, in some parts of the river, due to human activities, including land use change, vegetation degradation and overgrazing, there has been a change in the river pattern.
Keywords: Meandering pattern- Curvature coefficient-, Central angle, - Darbadam River, Northeast Iran -
عوامل انسانی و طبیعی سبب خروج رودخانه از حالت تعادل می شود. این موضوع، تغییرات فرسایش و رسوبگذاری را در پی دارد. یکی از شکل های فرسایش در رودخانه ها فرسایش کناره ای است که می تواند پلان و مورفومتری رودخانه را تغییر دهد و به واسطه این تغییرات، مخاطرات مختلفی از جمله تغییر مورفومتری کانال و تولید رسوب را در پی داشته باشد. هدف پژوهش حاضر، بررسی پایداری کرانه های رودخانه حاجی عرب در شهرستان بویین زهرا در استان قزوین است. بدین منظور از شاخص فرسایش بالقوه کرانه رود اکلاهما اوزارک OSEPI)) استفاده شده که یکی از شاخص های روش ارزیابی سریع ژیومورفیک (RGA) است. با توجه به مورفومتری مجرا و شرایط محیط رودخانه هشت بازه انتخاب شد. پارامترهای موثر در پایداری کرانه ها با توجه به شاخص OSEPI امتیازدهی شدند. بازه ها از نظر حساسیت به فرسایش طبقه بندی شدند. به منظور بررسی پراکندگی داده ها و میزان همبستگی آنها از تحلیل های آماری استفاده شد. این شاخص اولین بار در ایران روی رودخانه حاجی عرب به کار رفت و نتایج تحقیق نشان داد که ناپایدارترین بازه ها تحت تاثیر پارامتر درصد ارتفاع کرانه با زاویه بیش از 80 درجه و قوس رود بوده اند. همچنین پایداری بسیار زیاد برخی بازه ها تحت تاثیر پارامتر پوشش گیاهی و قوس رود است. با توجه به امتیاز نسبی، پوشش گیاهی چوبی حاشیه رود در هر دو کرانه، موثرترین عامل در پایداری کرانه هاست و سپس قوس رود در کرانه چپ و درصد ارتفاع کرانه، قوس رود و رسوبات منفصل به یک اندازه در کرانه راست تاثیرگذار بوده اند. به طور کلی می توان گفت در کرانه های رودخانه حاجی عرب وضعیت پایداری متوسط غالب است.
کلید واژگان: بویین زهرا, پایداری کرانه, حساسیت کانال, رودخانه حاجی عرب, فرسایش رودخانه ایHuman and natural factors cause the river to be out of equilibrium and this imbalance leads to changes in erosion and sedimentation. One of the forms of erosion in rivers is stream bank erosion which can change the plan and morphometry of the river and due to these changes, various hazards including : Change the morphometry of the channel and produce sediment may happen. Changing in river's pattern, longitudinal and transvers displacement of the river, occurrence of bank accretion, changing hydrological and geometric characteristics can be the results of change in river's sedimentation and erosion. Monitoring the variables affecting the stability of bank and stream characteristics can be effective in preserving human life and property also managing the natural environment. In this research the method of Rapid Geomorphic Assessment (RGA) has been used for investigate the stability and morphometric change in Haji Arab river that located in south of Qazvin province. For this purpose were chosen 8 reaches. Field studies and mapping were done from all reaches. The parameters of Oklahoma Ozark Streambank Erosion Potential Index (OSEPI) were scored during the field studies. In this research have been used statistical analyzes. Results show that the unstable stream banks belong to reaches of 1 in left side (down strem) and 7(up stream) in right side also the stable reaches are the reaches of 2(down stream) in left side and reach of 3 in right side. the most effective factor in stability of Haji Arab river's bank in both sides is riparian woody vegetation after that in left side stream curvature and in the right side Stream Curvature, Percentage of Bank Height with a Bank Angle Greater than 80 o, Unconsolidated Material equally are the most effective factor in stability.
Keywords: fluvial erosion, channel stability, channel sensitivity, Haji Arab River, Buin Zahra -
فرسایش و انتقال رسوب از جمله فرایندهای هیدرودینامیکی مهمی است که بسیاری از سیستم های هیدرولیکی نظیر حوضه های آبریز، رودخانه ها، سواحل و بنادر، سدها، پل ها، جاده ها، کشتزارها و تاسیسات عمرانی را متاثر می سازد. رودخانه واز یکی از رودخانه های مهم دامنه شمالی البرز در استان مازندران است. هدف این پژوهش، بررسی وضعیت پایداری کناره رودخانه واز با استفاده از مدل BANCS که شامل دو شاخص NBS و BEHI است. برای برآورد میزان فرسایش کناره ای در رودخانه واز، بازه 3 کیلومتری انتخاب شد. سپس، با انتخاب 8 مقطع عرضی با استفاده از برداشت میدانی و نقشه برداری پارامتر های ارتفاع کناره، زاویه کناره، ارتفاع کناره، عرض دبی لبالبی، عمق متوسط در دبی لبالبی، بیشترین عمق متوسط کناره در دبی لبالبی، شعاع انحنا و جنس مواد کناره در دو شاخص مورد نظر اندازه گیری شد. با توجه به نتایج به دست آمده برای هر یک از مقاطع در دو شاخص خطر فرسایش کناره و تنش برشی نزدیک کناره و مقایسه آنها با مشاهدات میدانی کناره های با خطر فرسایش کناره ای بیشتر و کناره های پایدارتر مشخص شد. مقایسه نتایج از این دو شاخص با مشاهدات میدانی نشان داد مدل BEHI نسبت به مدل NBS برای رودخانه واز کارآمدتر است. با توجه به نتایج شاخص BEHI میزان خطر فرسایش کناره 8 مقطع و در هر دو کناره وجود دارد، به طوری که در کناره چپ مقاطع 3، 5 و 6 و کناره راست مقاطع 1، 4 و 7 میزان فرسایش زیاد بوده است و در کناره راست مقاطع 2، 3 و 6 و کناره مقاطع 1 و 6 فرسایش کم بوده و در سایر کناره ها فرسایش متوسط بوده است.
کلید واژگان: رودخانه واز, شاخص BEHI, شاخص NBS, فرسایش کناره ای مدل BANCSThe erosion phenomenon and sediment transport are the most important hydrodynamic processes that effect watersheds, rivers, coasts, ports, dams, bridges, roads, farms, and civil facilities. Waz is one of the main rivers on the northern slope of Alborz in Mazandaran province. This river has a morphological dynamic behavior and affected by various factors including geology, slope, land-use, and the condition of hydraulic flow. The aim of this study was to assessing the bank of Waz River stability using BANCS model, which is include NBS and BEHI indexes. To assessing the rate of bank erosion in the Waz River, in a three kilometer interval, eight cross-section were selected using field impression and mapping the parameters e.g. side height and angle, bank-full width, bank-full average depth, the maximum average-depth of bank in bank-full, the curvature radius, and bank material based on NBS and BEHI models. Regarding the results for each cross-section based on bank erosion risk index, near bank shear stress and comparing with field surveys, the banks with more risk of bank erosion and more stable banks were determined. Besides, comparing the results obtained from BEHI and NBS models with field surveys showing more efficiency of BEHI model for the Waz River.
Keywords: Waz River, Bank erosion, BANCS model, BEHI index, NBS index -
فرسایش کناره ای رودخانه یک فرایند پیچیده طبیعی است که در مقیاس کانال عمل می کند. هدف پژوهش حاضر، بررسی وضعیت فرسایش کناره ای مناطق آسیب پذیر و عوامل ایجاد و تشدید فرسایش کناره ای رودخانه است؛ بر این اساس 11 کیلومتر از رودخانه هفت چشمه در محدوده روستای رزجرد تا روستای شینقر با الگوی سینوسی مطالعه شد. در این پژوهش با توجه به مورفولوژی رودخانه، محدوده پژوهش به 4 بازه و 10 مقطع تقسیم شد؛ از بازه های مطالعه شده در چند نوبت بازدید میدانی شد تا داده های مدنظر جمع آوری و نیمرخ عرضی کانال تهیه شد. برای بررسی فرسایش کناره این رودخانه از مدل تنش نزدیک کناره استفاده شد. نتایج به دست آمده در این پژوهش حاکی است در نسبت شعاع انحنا به عرض دبی لبالبی تمامی مقاطع به استثنای مقطع 9 فرسایش شدید دارند؛ در نسبت حداکثر عمق نزدیک کناره به عمق دبی لبالبی بیشتر مقاطع فرسایش کم تا متوسط داشته اند؛ به جز مقطع 9 و 10 در کرانه چپ که فرسایش زیاد و شدید داشته اند. در نسبت تنش برشی نزدیک کناره به تنش برشی دبی لبالبی تمامی مقاطع فرسایش خیلی کم و کم داشته اند. درنهایت با توجه به بازدیدهای میدانی مشخص شد سطح اول مدل یعنی نسبت شعاع انحنا به عرض دبی لبالبی با ویژگی های منطقه تناسب بیشتری دارد و با واقعیت منطقه منطبق است.
کلید واژگان: فرسایش کناره, مدل NBS, دبی لبالبی, تنش برشی, رودخانه هفتچشمهIntroductionThe flow of water and rivers is the most important phenomenon in the crustal processes that not only plays a role in the overall appearance of the earth but also determines the form of human life on the planet. As a dynamic system, a river always changes its morphological location and characteristics according to time, geomorphic, geological-hydrological factors, and sometimes due to the human intervention. Bank erosion of rivers could cause a lot of damage to agricultural lands, buildings, riverside structures, roads, bridges, etc. every year. Inaddition, it could cause significant amounts of sediment to be transferred to dam reservoirs. The Haft Cheshmeh River basin is located in the Rozjerd region, in the northeast of Qazvin province and on the southern slope of Alborz. In the present study, the Haft Cheshmeh River in the area from Rozjerd to Shinqar villages has been studied for approximately 11 km. The pattern of the river in this sinusoidal range with an average curvature coefficient is 1.17.
MethodologyIn order to obtain the required data, the Haft Cheshmeh River was divided into 4 sections and 10 cross-sections, and from these cross-sections, a cross-sectional profile of the channel was prepared during 7 field works. To investigate the erosion of the Haft Cheshmeh River using the near bank stress model (NBS), the estimation of the stress applied to the shore is related to the slope flow, in which seven methods can be used in accordance with the conditions of the region. According to the characteristics of the Haft Cheshmeh river, in this study, three methods of the ratio of the radius of curvature to the width of the bankfull (Rc/Wbkf), the ratio of the maximum depth of the near bank to the depth bankfull (dnb/dbkf), and the ratio of the shear stress of the near bank to the shear stress of the bankfull ) were used. After obtaining the data by field sampling and calculations, according to the measured parameters, the degree of lateral erosion in different classes was classified from very low to severe.
ResultsTo investigate the erosion of the Haft Cheshmeh River, the Near Bank Stress Model (NBS) was used. At the second level, which measures the ratio of the radius of curvature to the width of the bank, all sections, with the exception of cross-section 9, have severe erosion. Only in cross-section 9, very little erosion has been observed. At the fifth level, which is the ratio of the maximum depth of the near bank to the depth of the bankfull, low and very low erosion from the first to the eighth sections on both sides of the shore were observed. Only the ninth and tenth sections have high and severe erosion; however, even on the right bank of the tenth section, erosion is low. At the sixth level, which is the ratio of the shear stress of the near bank to the shear stress of the bankfull, the erosion has low and very low values in all cross-sections.
ConclusionThe use of the ratio of the radius of curvature to the width of the bankfull is appropriate for a time when a narrow radius has the maximum effect on the bend of the river. Therefore, the results obtained from the cross-sections that were harvested at the site of the bend of the stream were consistent with the reality of the region and showed the instability of the sides. The results of the shear stress of the near bank to the shear stress of the bankfull did not correspond to reality. According to field observations and data obtained using the above-mentioned three methods, the ratio of the radius of curvature to the width of the bankfull is close to reality. Although the results of the near bank stress model show the erosive cross-sections with less intensity, if it is necessary to provide a quick and low-cost estimate of river intervals, it is reasonable to use the near bank stress model.
Keywords: Bank erosion, the NBS Model, Haft Cheshmeh river -
تغییرات مجرای رودخانه، فرسایش کنارهای و رسوب گذاری کناره ای، فرآیندهای طبیعی رودخانه های آبرفتی هستند که باعث تخریب زمین های کشاورزی اطراف و خسارت به تاسیسات انسانی اطراف رودخانه می شود. در پژوهش حاضر از مدل CAESAR جهت ارزیابی تغییرات رودخانه کلیبرچای به منظور اندازه گیری میزان تغییرات 3 کیلومتر از مجرای اصلی رودخانه استفاده شده است. CAESAR یک مدل اتومای سلولی از تکامل سیستم رودخانه است. برای مدلسازی، دادههای ورودی مانند توپوگرافی (DEM)، دبی روزانه سال 1391 و اندازه رسوبات تهیه و سپس تغییرات مجرا شبیه سازی شد. تغییرات کانال در قبل و بعد از شبیه سازی با ترسیم نیمرخ های هر کدام از مقاطع و بررسی نقاط حساس به فرسایش و رسوبگذاری شناسایی شدند. 6 مقطع از بازه مورد مطالعه انتخاب شدند. با مقایسه ای که بین نیمرخ های عرضی صورت گرفت، تغییرات در هندسه کانال قابل مشاهده بود. تغییرات در عرض کانال و شکل کانال در همه مقاطع دیده شد و تنها عمق متوسط کانال در مقاطع 1 و 2 و 6 و 4 تغییر پیدا کردند. و مقاطع 1 و 2 و 3 که در قسمت اولیه کانال اصلی قرار داشتند، تحت تاثیر فرسایش قرار گرفتند. و بعد از طی کردن مسافتی، حالت رسوبگذاری در مقاطع 4 و 5 و 6 مشاهده شد.
کلید واژگان: فرسایش و رسوبگذاری, سزار (CAESAR), رودخانه کلیبرچایRiver channel changes, bank erosion and sedimentation are the natural processes of the alluvial rivers that destroy the agricultural land and damage to human installations around the river. In the present study, the CAESAR model was used to assess the changes of the Kaleibar Chai River in order to measure the variation of 3 km of its main channel.CAESAR is a cellular automata model for river system evolution. CAESAR is a cellular model that uses a regular mesh of grid cells to represent the river catchment studied. Every cell has properties of elevation, water discharge and depth, vegetation cover, depth to bedrock and grain size. It is based upon the cellular automaton concept, whereby the repeated iteration of a series of rules on each of these cells determines the behaviour of the whole system. CAESAR has a set of rules for a hydrological model, hydraulic model (flow routing), fluvial erosion and deposition and slope erosion and deposition. For every model iteration, cell properties (e.g. elevation) are updated according to the rules, and the interaction between an individual cell and its neighbours. For example, the amount of fluvial erosion in a cell may depend upon the depth of water in the cell and the slope between that cell and its neighbours.For modeling, the input data such as topography (DEM), daily discharge (year 2012) and sediment grain size were prepared and then channel modifications were simulated. Channel changes were identified before and after the simulation by plotting profiles of each cross-sections and were analyzed sensitive to erosion and sedimentation.Six cross-sections were selected before and after simulation. Results showed that the channel geometry has changed. The width and depth and form of the channel have changed. And only the mean depth of the channels was changed in sections 1, 2, 6 and 4. The erosion was dominated in the cross- sections 1, 2, and 3 (the initial part of the main channel). Then the sedimentation was dominated in the cross- sections 4, 5 and 6.
Keywords: Erosion, sedimentation, CAESAR, Kaleibar Chai River -
در شرایط محیطی مختلف رودخانه ها پیچیدگی و تنوع زیادی دارند و عوامل مختلف طبیعی و انسانی بر رودخانه ها تاثیرگذار بوده و شرایط هیدرومورفولوژیکی آن ها را تغییر می دهد. در واقع تخریب هیدرومورفولوژیکی به علت مداخلات انسان و درنتیجه تعدیل کانال رودخانه، یکی از مهم ترین انواع و علل تغییرات رودخانه است. روش های متعددی برای بررسی هیدروژیومورفولوژی رودخانه ها ابداع شده است. یکی از این روش ها، شاخص کیفیت مورفولوژیکی است که به عنوان پروتکل جدیدی برای ارزیابی کیفیت مورفولوژیکی جریان رودخانه ارایه شده است؛ بنابراین هدف از نوشتار پیش رو طبقه بندی کیفیت مورفولوژیکی رودخانه با استفاده از شاخص کیفیت مورفولوژیکی در رودخانه حاجی عرب واقع در غرب شهرستان بویین زهرا است. این مطالعه شامل دو مرحله اصلی و سه مرحله فرعی است که روی هشت بازه اعمال شده است. در مرحله اول موقعیت عمومی منطقه بررسی شد و در مرحله دوم با استفاده از شاخص های مختلف کیفیت مورفولوژیکی رود ارزیابی شد است. با استفاده از برداشت های میدانی (نقشه برداری و نمونه برداری رسوب) و تصاویر ماهواره ای شاخص های مختلفی ازجمله شاخص عملکردی، شاخص مصنوعی و شاخص تعدیلی بر روی این رودخانه اعمال شده است. نتایج حاصله بیانگر این است که مقدار شاخص کیفیت مورفولوژیکی در بازه های مورد مطالعه بین 82/0% تا 74/0% است که در این میان حداکثر مقدار در بازه های 1، 2، 3، 6 با امتیاز 82/0 و حداقل مقدار در بازه 8 با امتیاز 74/0 است. درمجموع، از نظر کیفیت، رودخانه حاجی عرب در طبقه خوب قرار می گیرد و شرایط مناسبی دارد. شاخص مصنوعی در این رودخانه صفر است که نتیجه عدم دخالت انسان در رودخانه است؛ بنابراین پیشنهاد می شود که از این رودخانه با کیفیت مورفولوژیکی خوب با مدیریت درست و به جا حفاظت شود.
کلید واژگان: هیدرومورفولوژی, شاخص کیفیت مورفولوژیکی, مدیریت رودخانه, رودخانه حاجی عربRivers have a lot of complexity and diversity in different environmental conditions, and various natural and human factors affect rivers and change their hydromorphological conditions. In fact, hydromorphological degradation is one of the most important types and causes of river changes which happens due to human interventions and consequently the adjustment of the river channel. Several methods have been developed to study the hydrogeomorphology of rivers. One of these methods is the morphological quality index, which has been proposed as a new protocol to assess the morphological quality of river flow. The present study aims to classify hydromorphological quality of the Haji-Arab River (which is located in the west of Bouin-Zahra city) by Morphological Quality Index (MQI). In this study, two main phases and three sub-phases are used for each phase and applied to eight spans. Various indicators such as: functionality index, artificiality index and adjustment index have been applied on this river. The results show that the amount of MQI in the studied intervals was between 0.82 to 0.74%. Among these, the maximum value was in the spans of 1,2,3,6 with a score of 0.82, while the minimum value was in the span of 8 with a score of 0.74. In terms of quality, Haji-Arab River is on a good class and has good conditions. The functionality index in this river was zero, which was the result of non-intervention of human in the river. Therefore, it is suggested to protect Haji-Arab River appropriately by proper management.
Keywords: Hydro Geomorphology, Morphological Quality Index, River management, Haji-Arab River -
سیلاب متداولترین مخاطره طبیعی در جهان است که هر سال افراد زیادی را تحت تاثیر قرار می د هد. در این پژوهش احتمال خطر سیلاب رودخانه گاماسیاب کرمانشاه با کمک سیستم تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) مطالعه شده است. بنابراین در این پژوهش از 4 معیار اصلی شامل عامل ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه، کاربری اراضی استفاده گردید. پس از آماده سازی معیارها، هر شاخص به شکلارزش گذاری نزولی به 9 کلاس تقسیم بندی شد و سپس با توجه به تاثیر هر شاخص در احتمال وقوع سیلاب، شاخص وزن نرمال شده (NWI) محاسبه گردید و نقشه نهایی پهنه بندی احتمال خطر سیلاب با تلفیق معیارها به روش ترکیبی وزن دهی خطی (WLC) تهیه شد. نتایج پهنه بندی احتمال خطر سیلاب نشان داد که در حدود 61 کیلومتر مربع (12 درصد) از دو طرف رودخانه گاماسیاب دارای میزان آسیب پذیری زیاد و خیلی زیاد بوده است. محدوده شهر بیستون و محدوده انتهایی رودخانه گاماسیاب دارای بیشترین احتمال خطر زیاد و خیلی زیاد است. این مسئله به دلیل کاهش شیب و کاهش ارتفاع در پایین دست حوضه می باشد نتایج این پژوهش نشان می دهد که سیستم تصمیم گیری چند معیاره، روشی قدرتمند، سریع و کم هزینه در حوضه های فاقد اطلاعات هیدرومتری جهت تهیه نقشه های احتمال خطر سیلاب به شمار می رود.
کلید واژگان: سیستم تصمیم گیری چند معیاره, سیلاب, گاماسیاب, (MCDA)Flood is the most common natural hazard in the world that affects many people every year. This study aimed to assess the probability of flood hazard in Gamasiab River of Kermanshah using Multi Criteria Decision Making Approach (MCDA). So, four factors such as height, slope, distance from river, and land use were prepared and each factor was subdivided into 9 classes in the form of descending valuation. Then Normalized Weight Index (NWI) was calculated according to the effect of each factor on the probability of flood and Weighted Linear Combination (WLC) method was used to provide the final map of the flood hazard risk zonation. The results of flood risk zonation showed that about 61 square kilometers (12%) on both sides of the Gamasiab River had high and very high vulnerability. The Bistoon City and the lower reaches of the Gamasiab River have the high and very high-risk probability due to the decreasing of slope and height downstream of the Gamasiab basin. According to the results, Multi Criteria Decision Making Approach is a powerful, fast and low cost method in basins without hydrometric information for preparing flood risk maps.
Keywords: Multi-Criteria Decision Approach, Flood, Gamasiab, (MCDA) -
رودخانه ها سیستمی پویا بوده و برای رسیدن به تعادل بستر در مسیر خود برداشت، حمل، و رسوب گذاری میکنند. به همین دلیل، مشخصه های مورفولوژیک آنها به طور پیوسته در طی زمان تغییر میکند. در این پژوهش از روش پهنه بندی آسیب پذیری فرسایش کناره برای بررسی عوامل موثر (شیب کناره، الگوی پیچان رودی، شیب طولی رودخانه، فرسایش خاک، پوشش گیاهی، فعالیتهای انسانی، و تنش برشی نزدیک کرانه) در ناپایداری و فرسایش کناری رودخانه هفت چشمه در روستای رزجرد از توابع استان قزوین بخش رودبار الموت (معلم کلایه) و به طول تقریبی 11 کیلومتر استفاده شده است. با استفاده از نقشه های توپوگرافی، تصاویر گوگل ارث، و بازدیدهای میدانی، پارامترهای هر بازه بررسی شد و سپس پهنه بندی رودخانه از نظر مخاطره آمیزبودن آن به پنج منطقه خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم، و خیلی کم تقسیم شد. نتایج نشان داد بیشتر بازه ها در رودخانه هفت چشمه از نظر حساسیت به فرسایش در وضعیت متوسط قرار دارند. اما در بازه های 8 و 9 به دلیل فعالیت انسانی زیاد در حریم رودخانه در طبقه متوسط تا زیاد از نظر مخاطره قرار گرفته اند. همچنین، در همه بازه ها به جز بازه 10 بهدلیل حساسیت مواد کناره نسبت به فرسایش در طبقه متوسط تا زیاد قرار گرفته اند.
کلید واژگان: آسیب پذیری کانال, پهنه بندی, رودخانه هفت چشمه, فرسایش کناره ای, قزوینIntroductionBank erosion is a severe problem to any fluvial system as it can generate up to 90% of the total sediment yield from a catchment It is also considered a hazard because it causes loss of lives and properties. The bank erosion and displacement of river planform change, each year, large areas of agricultural land and residential areas and coastal installation are exposed to destruction. The Haft Cheshmeh river located in the village of Razjard in Rudbar Alamut region ( Moaalem kelaye), northeast of Qazvin province‚ with longitude 50˚10ˈ14 and latitude 36˚ 20ˈ27, experiences severe bank erosion in several parts of its course.. This area located on the southern hillside of Alborz and south of Alamut in the mountainous area. The study area is on the southern hillside of Alborz in the Alamot section. The length of the studied route of the river is approximately 11 km and it flows near the villages of Razjerd‚ Rashteghon‚ Mianber and Shengher.
materials and methodsIn this research were used from the topographic map (1:25000) of National Cartographic Center of IRAN (NCC) and Google images for the demarcation of the Haft Cheshmeh basin boundary and flow path of the river. Meander curve, vegetation cover, and other parameters of the bank have been measured from from Google images and field observations. In this study, the method Bank Erosion Vulnerability Zonation (BEVZ) has been used for investigate the factors affecting (rainfall erosivity, lithological factor, bank slope, meander index, river gradient, soil erosivity, vegetation cover, and anthropogenic impact ) the instability and bank erosion of Haft Cheshmeh river. After collecting data and using from available parameters, the reaches and cross sections are selected. The base on six parameters data, general weightage values have been assigned to each of them.. this model Interprets data by weighting variables and It is actually a proposed model based on GIS. Finally, it prepares a map of the river zoning according to the parameters mentioned. Based on this zoning, the severity of the vulnerability is divided into 5 categories: very high, high, medium, low and very low. At the end when all cross sections are scored‚ map of cross sections is prepared and zoned based on weights assigned to areas susceptible to instability and bank vulnerability.
results and discussionThe bank slope map of the study area indicates that the most of the river banks of the Haft Cheshmeh river belongs to the moderate to gentle category of slope. The right side of reach 10 is in Very steep category in terms of side slope. According to the results, In the case of the meander index, the first reach is in the meander class and the rest of the reaches have straight pattern. In the soil erodibility factor, most bank river were in the class very gentle to gentle. Also in the left bank of reach 1, the right and left bank of reach 8 are in very high class. In the lithology factor, all reaches belong to the moderate category and only The lower part of the side of the reach 8 belongs to the very high category. There are also bed samples of all reaches of river in the low category.The river gradient is considered as the triggering factor of river velocity that controls river erosion. Longitudinal slope at all reaches in Haft Cheshmeh river ranges from gentle to moderate category. Although in the height of 1710-1720 and 1700-1690 are in high category. In the vegetation parameter, most reaches are in scattered class and also reaches 4, 5 and 9 have high vegetation. In the human activities parameter, reaches 1-5 and 8.9 are in the medium category due to agricultural and garden land use. In reaches 6 and 9, human activity is in high category. According to the results, all reaches except reaches of 5 and 9 have received average score. All of these reaches had moderate erosion vulnerability. According to the scores obtained and field observations, reaches 1 to 4 had a lot of vegetation. Also the soil erosion parameter in these reaches is in the gentle category and the meander index has the lowest score. The right bank of reach 5 has a slow erosion rate‚ but the left bank of this reach is high erosion. Because there is an bend at reach 5 that causes the left bank slope to increase and despite much vegetation, erosion has increased and the roots of the trees on this bank also show a lot of protrusions. But on the right bank, the gravely point bar has caused the wall slope to decrease and the amount of shear stress applied to it is low. As a result, it is less vulnerable to erosion. The right and left bank of reach 9 are very vulnerable, because in field observations, was observed in upstream of this reach a sedimentary barrier that caused the flow path to change and Channel walls on both sides become steep. At this reach, shear stress is high and also human activities have the most score.
ConclusionThe results showed that most of reaches in Haft Cheshmeh river are in moderate condition in terms of susceptibility to erosion. But in 8 and 9 reaches, due to high human activity in the river, they were in the middle to high class in terms of risk. Also, in all reachs except reach 10, are in the middle to high class due to the sensitivity of the side materials to erosion. A study of erosion sensitivity at different reach of Haft Cheshmeh river showed that more erosion occurs in areas where there is no vegetation or vegetation is scattered‚ also it is more susceptible to erosion. This study showed that vegetation and bank protection plays a key role in riverbank sustainability in this region . Evaluation of erosion using Bank Erosion Vulnerability Zonation method showed that vegetation is a protective factor along the river and human activities and meander index are two driving factors in the development of vulnerability and erosion.
Keywords: Bank erosion, BEVZ, Channel vulnerability Haft Cheshmeh, qazvin -
ارزیابی توان اکولوژیکی محیط برای تعیین و سنجش توان بالقوه و نوع کاربری طبیعی سرزمین است. از این رو ارزیابی توان محیط ابزاری برای مدیریت فضای جغرافیایی و برنامه ریزی های استراتژیک و راهبردی جهت توسعه پایدار و استفاده صحیح از منابع سرزمین است. در این مطالعه، شهرستان کنگاور با وسعت 9/883 کیلومتر مربع با هدف تعیین توان طبیعی (اکولوژیک) در ارتباط با کاربری کشاورزی و مرتع داری، با استفاده از مدل اکولوژیکی مخدوم، بررسی شد. در فرایند تحقیق ابتدا به جمع آوری و تهیه و تولید داده ها و منابع اکولوژیکی مورد نیاز پژوهش اقدام شد. پس از ساخت و ترکیب نقشه ها در نرم افزار ArcGIS، به شیوه چندترکیبی، نقشه واحدهای محیط زیستی ساخته و با استفاده از ویژگی های هر واحد محیط زیستی توان اکولوژیکی منطقه ارزیابی شد. بدین منظور، شاخص ها و متغیرهایی که می توانستند در این مدل ها دخالت داشته باشند بررسی شدند. جهت طبقه بندی توان اکولوژیک منطقه در خصوص کاربری کشاورزی و مرتع داری و تهیه نقشه توان طبقات مختلف از 15 متغیر به منزله معیار وزن دهی و سنجش توان استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی توان اکولوژیک شهرستان کنگاور حاکی از استخراج 58 واحد محیط زیستی در 7 طبقه با توان های کاملا مناسب، مناسب، ضعیف، و نامناسب برای کاربری کشاورزی و مرتع داری است. 79/356 کیلومتر مربع قابلیت کاربری کشاورزی با توان کاملا مناسب و مناسب را دارد. همچنین قابلیت منطقه با توان مناسب برای کاربری دیم و مرتع داری 23/72 کیلومتر مربع برآورد شد. در وضعیت موجود 26/483 کیلومتر مربع از شهرستان کنگاور به کاربری کشاورزی اختصاص داده شده است. این در حالی است که در وضعیت بهینه این مقدار برابر 79/356 کیلومتر مربع است. میزان اراضی تغییرکاربری یافته به کشاورزی 47/126 کیلومتر مربع است. بر اساس نتایج حاصل، اراضی منطقه بیش از توان آن برای کاربری کشاورزی (آبی و دیم) مورد بهره برداری قرار گرفته و اراضی با قابلیت مرتع به فعالیت کشاورزی تغییر کاربری یافته است.
کلید واژگان: ارزیابی توان اکولوژیک, تجزیه وتحلیل سیستمی, ساماندهی کاربری اراضی, منابع طبیعی, واحدهای محیط زیستیThe assessment of the ecological potential of the environment is to determine and measure the potential power and the natural use type of the land. Therefore, the environment power assessment is a tool for the management of geographical space and strategic planning for sustainable development and correct use of land sources. The aim of this study was to evaluate the ecological potential of agricultural and rangeland use in Kangavar city with an area of 883.9 km2 using Makhdoom ecological model. To this end, the required data and ecological resources were collected and generated. After creating and combining the maps in the ArcGIS system in a multi-hybrid way, the maps of environmental units were constructed and the ecological potential of the area was evaluated using the features of each environmental unit. To do this, the indicators and variables that could be involved in each of these models were examined. To classify the ecological potential of the area for agricultural and rangeland uses and to produce the map of different classes potential, 15 parameters were used as criteria for weighting and measuring the power. The results of Kangavar city ecological potential assessment led to the extraction of 58 environmental units in 7 classes with completely suitable, suitable, weak, and unsuitable power classes for agricultural and rangeland use. An area of about 356.79 Km2 was found to have suitable and completely suitable power for agricultural use. In addition, it was estimated that an area of about 72.23 Km2 would be appropriate for rangeland and rainfed agricultural use with suitable power. An area of about 483.26 Km2 of Kangavar city is currently allocated to agricultural use, while the optimal area for this means is 356.79 Km2. Thus, the land use of an area of about 126.47 Km2 has been converted to agricultural purposes. According to the results, the lands of the region have been exploited more than their potential for agricultural use (irrigated and rainfed) and the lands with rangeland use have been changed to agricultural use.
Keywords: Assessment of ecological potential, Natural sources, system analysis, environmental units, Land use regulation
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.