گرگانرود
در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع-
حذف سد از روش های احیاء زیست بوم رودخانه است. در پژوهش حاضر، حذف سد وشمگیر بر روی رودخانه گرگانرود در استان گلستان، به دلیل حجم بالای رسوبات درون مخزن و پایان عمر مفید آن مورد مطالعه قرار گرفت. سه سناریو جهت حذف سد وشمگیر انتخاب شد: 1- حذف کامل (مشابه شکست ناگهانی سد در روز آفتابی با مخزن پر از آب)، 2- حذف پله ای سرریز و 3- حذف با رسوبات پایدار. در این پژوهش، از مدل دوبعدی CE-QUAL-W2 برای مدل سازی هیدرودینامیک و کیفیت آب رودخانه گرگانرود برای شرایط موجود و در سه سناریو حذف سد، در بازه 128 کیلومتری پایین دست سد وشمگیر تا دهانه دریای خزر استفاده گردید. مدل کیفی با داده های شاهد (تراز سطح آب و فاکتور های کیفی) در دو ایستگاه هیدرومتری آق قلا (68 کیلومتر پایین دست سد وشمگیر) و بصیرآباد (112 کیلومتر پایین دست سد وشمگیر) برای شرایط موجود گرگانرود واسنجی و تایید شد. نتایج ارزیابی در بازه زمانی تغییرات سریع رودخانه پس از حذف سد (تا 60 روز) ارایه شده است. نتایج سه سناریوی حذف سد نشان داد که میزان اکسیژن محلول (DO) در دو مقطع رودخانه (آق قلا و بصیرآباد) افزایش می یابد. میزان اکسیژن مورد نیاز زیستی (BOD) در سناریوی اول (حذف کامل) و دوم (حذف پله ای) به میزان اندکی (کمتر از 10 درصد نسبت به شرایط رودخانه قبل از حذف) افزایش خواهد داشت. در سناریوی سوم (حذف با رسوب پایدار)، تغییر چشم گیری در میزان BOD رخ نمی دهد. در سه سناریو و در هر دو مقطع کنترل، میزان pH در دو مقطع زمانی قبل و بعد از حذف سد، تغییر اندکی خواهد داشت. میزان کل مواد جامد محلول (TDS) در روزهای اولیه برابر یا بالاتر از میزان آن در قبل از حذف است، ولی با گذشت زمان از میزان آن کاسته می شود. نتایج مدل سازی نشان می دهد که سناریو دوم (حذف پله ای سد) گزینه برتر است و سبب بهبود شرایط کیفی رودخانه و بازتوانی محیط زیستابی گرگانرود می شود.کلید واژگان: حذف سد، زیست بوم رودخانه، مدل سازی کیفی، گرگانرود، سد وشمگیرDam removal is one of the methods of restoring the river ecosystem. The decision to remove a dam is based on the multidisciplinary indicators and the type of dam body and its location, as well as the downstream conditions and the type of dam removal method. In the present study, the removal of the Voshmgir Dam on the Gorganrud River, Iran, was considered, because of the high volume of sediment deposition in the reservoir and the loss of its useful life. Three scenarios were selected for the removal of the dam: 1- complete removal; 2- stepped removal of the spillway; and 3- removal with stable sediments. In the first step, numerical modeling for river morphological changes was performed using the HEC-RAS model for unsteady flows with sediment transport. The erosion and sedimentation processes were simulated in six reaches (from the Voshmgir Dam to the Caspian Sea), with total length of 128 km. The results indicated that the second scenario (stepped removal of the spillway) is the best alternative due to the gradual processes of river-bed changes. In the present research, the two-dimensional hydrodynamic and water quality model CE-QUAL-W2 is used for qualitative modeling of Gorganrud River in three scenarios of dam removal, within 128 km downstream of Vashmgir dam to the Caspian Sea Estuary. Qualitative modeling was performed for the existing conditions of Gorganrud (without removing the Vashmgir dam) at two hydrometric stations of Aqqala (68 km downstream of the Vashmgir dam) and and Basirabad (112 km downstream of Vashmgir Dam), where a set of water level and water-quality data was available for model calibration. Model results are presented in the period of rapid river changes after dam removal up to 60 days. Based on the results of qualitative modeling, the amount of dissolved oxygen (DO) has increased in three scenarios of dam removal in two sections of the river (Aqqala and Basirabad). The amount of biochemical oxygen demand (BOD) in the first scenario (complete removal) and the second (stepping removal) has increased slightly (less than 10% of the river conditions before removal). In the third scenario (removal with stable deposition), no significant change in BOD occurred. In three scenarios and in both study periods, the pH changed very little in the two periods, before and after the removal of the dam. The total amount of soluble solids (TDS) in the early days of the simulation is equal to or greater than that before removal. The TDS rate is to be decreased by time. The overall results indicated that the second scenario of the dam removal (i.e. stepped removal of the spillway) is the best alternative due to the less impacts on the river-bed changes, and the gradual processes of river-ecosystem rehabilitation.Keywords: Dam removal, River Ecosystem, Environmental modeling, Gorganrud River, Vashmgir Dam
-
داشتن اطلاع از مقدار کمی بار رسوبی حمل شده توسط رودخانه ها از اساسی ترین اطلاعات برای مقابله با فرسایش خاک و طراحی سدهای می باشد. در ایران غالبا برآورد بار رسوب معلق بر پایه روش های منحنی سنجه می باشد. از آن جا که داده های برداشت دبی رسوب به طور تصادفی و ناپیوسته می باشد لذا، در عمل درونیابی و برونیابی آن ها با خطای زیادی همراه می باشد. این بررسی به منظور ارزیابی در تعداد داده های موجود برای برآورد بار رسوبی روزانه با مدل های رگرسیونی Loadest است. بنابراین از داده های دبی روزانه رسوب ایستگاه قزاقلی در حوزه آبخیز جنگلی گرگانرود استفاده شد. با توجه به نتایج ارزیابی (دیاگرام تیلور) مدل شماره 2 دارای بهترین دقت بوده و در صورت نبود تا 50 درصد از داده های روزانه رسوب، ضریب همبستگی بیش از 5/0را در برآورد رسوب سالانه و آن هم فقط برای سال اول از خود نشان داد و در مابقی سال های مورد تحقیق ضریب همبستگی غیر قابل قبول است. بنابراین استفاده از روش های منحنی سنجه رسوب با داده های موجود در سطح ایستگاه های ایران، در صورتیکه تعداد داده موجود برای ساخت منحنی سنجه کمتر از 185 عدد باشد با دقت بسیار کمی همراه خواهد بود. همچنین هرچقدر مقدار داده موجود متعلق به دوره های حمل رسوب کم (فصل پاییز و سال خشک) بیشتر باشد کارایی روش Loadest کمتر خواهد بود. با توجه به اینکه در برخی مطالعات برای برآورد و واسنجی مدل SWAT از ایجاد ارتباط بین مدل Loadestبا مدل SWATاستفاده می شود.
کلید واژگان: دیاگرام تیلور، گرگانرود، ضریب همبستگی، رسوب معلقHaving knowledge on the quantitative amount of watershed sediment yield is one of the most basic information to deal with soil erosion and conservation as well as design of dams. In Iran, the estimation of suspended sediment load is often based on measurement curve methods. Since sediment discharge data are random and discontinuous, in practice, their internalization and extrapolation is associated with many errors. This review is to evaluate the number of data available to estimate daily sediment load with Loadest regression models. Therefore, daily discharge data of Ghazaghli station in Gorganrood forest watershed were used. So that different percentages of available data were accidentally deleted and the amount of sediment load was estimated by 11 methods. According to the evaluation results (Taylor diagram), model number 2 has the best accuracy and in the absence of up to 50% of the daily sediment data, the correlation coefficient of more than 0/5 in the annual sediment estimation and only for the first year And in the rest of the years under study the correlation coefficient is unacceptable. Therefore, the use of sediment measurement curve methods with the data available at the level of Iranian stations, if the number of data available to construct the measurement curve is less than 185 will be associated with very little accuracy. Also, the higher the amount of available data belonging to the periods of low sediment transport (autumn and dry years), the lower the efficiency of the Loadest method will be.
Keywords: Taylor Diagram, Gorganrood, correlation coefficient, Suspended Sediment -
امروزه با تغییرات بهوجود آمده در ساختار محیطزیست شاهد وقوع روزافزون بلایای طبیعی از جمله سیلابهای ناگهانی در برخی نقاط کشور میباشیم. شهرستان آققلا بهدلیل عبور رودخانه گرگانرود همواره سیلابهای مخربی را تجربه کرده است. در تحقیق حاضر بهمنظور پهنهبندی سیلاب رخ داده در فروردین ماه 1398 و برآورد مساحت و تغییرات سری زمانی پهنههای سیلابی از تصاویر ماهوارهای سنتینل-2 و لندست-8 بهدلیل توان تفکیک مکانی نسبتا بالا، رایگان و در دسترس بودن استفاده شده است. بعد از پیش پردازشهای انجام شده بر روی تصاویر، شاخص NDWI و MNDWI بر تصاویر اعمال گردید. مساحت پهنههای سیلاب برای سری زمانی مورد نظر بر اساس دو شاخص ذکر شده برای شهرستان و شهر آققلا به تفکیک محاسبه گردید. شاخص MNDWI نسبت به شاخص NDWI برای شناسایی پهنههای سیلابی دارای گلولای و پهنههای با رطوبت بالا مناسبتر است، به همین دلیل مساحت پهنههای بدست آمده برای شهرستان و شهر آققلا با استفاده از شاخص MNDWI بهترتیب 38/5 و 88 درصد از مساحت پهنههای بدست آمده از شاخص NDWI بیشتر است. بیشترین مساحت پهنههای سیلاب مربوط به شاخص MNDWI در تاریخ چهاردهم فروردین 1398 بود که برای شهرستان و شهر آققلا بهترتیب برابر 453/262 و 091/51 کیلومتر مربع میباشد، نقشههای پهنهبندی در این تاریخ ناشی از دبی پیک 739 مترمکعب بر ثانیه با دوره بازگشت 50 ساله میباشد. با توجه به نقشههای بدست آمده بارش با دوره بازگشت 50 ساله باعث آبگرفتگی شمال و شرق شهر آققلا میشود. شاخص MNDWI برای محاسبه مساحت پهنههای سیلاب هنگامی که سیلاب همراه با گلولای باشد، 52 درصد نتایج بهتری نسبت به NDWI ارایه میکند.
کلید واژگان: آق قلا، پهنه بندی، سیل، گرگانرود، Sentinel-2، Landsat-8، MNDWI، NDWINowadays, the environmental structure has been changing and natural disasters, including sudden floods increasing. Due to the crossing of Gorganrood River in the city of Aq’qala, it has always been in the risk of flood in the spring and summer. In this study for time series flood zones and flood’s map area calculating which occurred in 23rd March 2019, we used Sentinel-2 and Landsat-8 data because of high spatial resolution and free accessibility. For removing noise and clouds applied the atmospheric and radiometric correction on images and then used MNDWI and NDWI indexes for identifying of water and high moisture soil. The results shown the MNDWI index was better than the NDWI index for identify the moody water and high moisture zones. Flood zones maps produced by MNDWI index are shown more flooding area than NDWI index map. The area of flood maps for Aq’qala county and Aq’qala city were 262.453 and 51.091 Km2, respectively. The maximum flow rate discharge with 50 years returns period was 739 m3/s that the northern and eastern of Aq’qala city were flooded. When the flood is muddy, using MNDWI index is 50 percent better than NDWI index.
Keywords: Aq’qala, Flood, Mapping, MNDWI, NDWI, Landsat-8, Sentinel-2 -
طرح های توسعه منابع آب (نظیر احداث سدها) دارای اثرات زیست محیطی متعددی می باشد، که تغییر رژیم طبیعی رودخانه و کاهش جریان سطحی پایین دست از مهم ترین آن است. یکی از مهم ترین چالش ها در برنامه ریزی منابع آب برآورد حق آبه زیست محیطی در رودخانه ها متاثر از متغیرهای طبیعی، درک اهمیت حفاظت از منابع آب، تنوع زیستی و زیست بوم وابسته به جریان رودخانه می باشد. جریان زیست محیطی توصیفی از زمان، کیفیت و مقدار جریان مورد نیاز برای حفظ آب شیرین ، اکوسیستم مصب رودخانه، رفاه انسان و معیشت وابسته به آب است. هدف اصلی از تحقیق حاضر، برآورد حقآبه زیست محیطی رودخانه گرگانرود (ایستگاه آق قلا) بر اساس دوره آماری 33 ساله، از روش های هیدرولوژیکی: تنانت، تسمن، جریان پایه آبزیان، منحنی تداوم جریان و تغییر منحنی تداوم جریان در ماه های مختلف سال می باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد حداقل دبی گرگانرود (ایستگاه آق قلا) جهت تامین جریان زیست محیطی با استفاده از روش-های فوق به ترتیب مساوی 27/2، 8/1، 51/5، 47/4و 33/3 (کلاس مدیریت زیست محیطی C) متر مکعب بر ثانیه باید می باشد. در این تحقیق نشان داده شده است که در غیاب اطلاعات اکولوژیکی، شاخص های هیدرولوژیکی می توانند برای یک تخمین اولیه از نیازهای جریان زیست محیطی مورد استفاده قرار گیرند.کلید واژگان: توسعه پایدار، حق آبه زیست محیطی، روش هیدرولوژیکی، گرگانرودWater resource development plans (such as dams) has the numerous environmental effects, which altering the natural regime of river and river flow reduction is the most important. One of the most important environmental challenges in water resources planning is river water rights estimation affected by natural variables, understanding the importance of protecting water resources, variety biological and ecosystems related to river flow. Environmental flows is meaning time, quality and amount of required current to protect freshwater, estuarine ecosystems, human welfare and livelihoods related to water. The main aim of this study is estimation of environmental water right Gorganrood river (Aq Qala station) based on 33-year period, using hydrological methods Tennant, Tessman, aquatic base flow, flow duration curve and duration curve change in different months of years. The results show that at least the Gorganrood river flow (Aq Qala station) to provide environmental flows using the above methods, respectively should equal to 27/2, 8/1, 51/5, 47/4 and 33/3 (class C) cubic meters per second. This study has shown that in the absence of information on the ecological, hydrological indices can be used for preliminary estimation of environmental flows.Keywords: Stable development, Environmental water rights, hydrological methods, Gorgan
-
امروزه ضرورت مدیریت منابع آب و استفاده بهینه از آن بیش از پیش روشن شده است. انسان ها بایست به کنترل روند منفی در کیفیت آب رودخانه بپردازند و یا حداقل شدت آن را کاهش دهند. در این پژوهش سناریوهای مختلف بهبود کیفیت آب حوضه آبخیز گرگانرود- استان گلستان مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، 9 پارامتر کیفی آب به عنوان متغیر وابسته و 41 متغیر مستقل سیمای سرزمین انتخاب شدند و رابطه بین متغیرها از طریق تحلیل همبستگی و رگرسیون بررسی گردید. سپس، از آن میان با توجه به دیدگاه ها و اهداف مدیریتی مختلف در میان کارشناسان محیط زیست، 5 فعالیت مدیریتی ممکن پیشنهاد گردید. بر اساس رابطه رگرسیونی اثبات شده بین فعالیت های مدیریتی و پارامترهای کیفی آب مقادیر پارامترها در سناریوهای تدوین شده مورد ارزیابی قرار گرفت. پنج فعالیت مدیریتی عبارتند از: کاهش چین خوردگی پوشش درختی، افزایش مرتع به ازای کاهش مناطق بایر، کاهش سطح کشاورزی بر اساس روش MCE، کاهش جاده با الگوریتم COST و افزایش مرتع و افزایش تعداد لکه های درختی. به منظور موازنه نتایج حاصل از اجرای سناریوهای تدوین شده و نیز تعیین سناریو یا سناریوهای برتر، روش برنامه ریزی خطی، به کار گرفته شد. سپس، 32 سناریوی تدوین شده با استفاده از روش LP، جهت تعیین برترین سناریوها، اولویت بندی گشت. با توجه به نتایج برترین سناریو، یعنی سناریوی 10 شامل افزایش تعداد لکه های درختی و کاهش چین خوردگی انتخاب شد. این فعالیت های مدیریتی امکان بهبود کیفیت آب در آینده را نشان می دهدکلید واژگان: فعالیت مدیریتی، سناریوسازی، برنامه ریزی خطی، گرگانرود، بهترین سناریوIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:9 Issue: 30, 2015, PP 15 -22Water management and best use are among the topical issues today and for this human should reverse and mitigate the negative trends they have caused to water quality. We have tested various water quality improvement scenarios in this research. We selected nine water quality factors and generated an initial set of 41 independent variables relating to landform، physical and biological plus landscape metrics of the surrounding environment of the rivers. Regression and correlation analyses helped narrow down the independent variables and define equations between dependent and independent variables. Five management items were devised based on the regression relationships and expert opinions including: decreasing fractal dimension of remnant tree patches، pasture extension onto bare land، decreasing area under agriculture based on a special multi-criteria analysis (MCE)، decreasing road density based on a pattern suggested through least cost algorithm and increasing area under pasture management and the number of tree patches. To balance the results of the scenarios and select the optimum one، LP approach was adopted during which the analytical hierarchy process was applied and the 32 scenarios were analyzed through technique LP. The best scenario was found to be the one including incress NP onto bare land and decrease of fractal dimension of the remnant tree patches. These were the best in terms of the selected criteria for water quality improvement.Keywords: Management Scenarios, MCE, Gorganrud, Best scenario
-
لس ها یکی از نهشته های مهم کواترنری در شمال شرق ایران اند و از میزان فرسایش بالایی برخوردارند. تحقیق حاضر با استفاده از یک دستگاه شبیه ساز باران قابل حمل با پلات یک متر مربع با هدف تعیین عوامل مهم موثر بر رسوب زایی لس ها در محدوده حوضه آبخیز گرگانرود انجام شد. برای تهیه نقشه واحدهای کاری، نقشه های کاربری اراضی، شیب، و اشکال فرسایش با استفاده از امکانات GIS تلفیق شد. سپس، در مجموع، طی 69 آزمایش در 23 واحد کاری با شبیه ساز باران میزان رواناب و رسوب به دست آمده اندازه گیری شد. برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و نوع کانی رسی و وزن مخصوص ظاهری در مجاورت هر پلات از مواد سطحی نمونه برداری شد. در محل استقرار شبیه ساز باران جدول اطلاعات توصیفی شامل مختصات جغرافیایی، درصد شیب، ارتفاع، عمق افق A و دیگر اطلاعات ضروری تکمیل شد. برای تعیین ارتباط منطقی میان متغیرهای مختلف از همبستگی و تحلیل رگرسیون استفاده شد. هرچند به نظر می رسید عوامل بسیاری در تولید رواناب و رسوب در لس ها موثرند، نتایج نشان داد شمار معدودی عامل کلیدی در این منطقه نقش تعیین کننده تری دارند؛ به طوری که شیب مهم ترین عامل کنترل میزان رسوب زایی در لس هاست و پس از آن میزان سیلت نمونه قرار دارد. نتایج رگرسیون چندگانه مدلی ایجاد کرد که 80 درصد تغییرات رسوب را مشخص می کند. در مدل به دست آمده شیب، میزان سیلت، و ظرفیت تبادل کاتیونی ارتباطی مثبت و میزان کاتیون کلسیم ارتباطی منفی با میزان رسوب زایی دارد.
کلید واژگان: رسوب زایی، شبیه ساز باران، گرگانرود، لس، مدل رگرسیونیLoess Deposit is one of the most important Quaternary Deposits of northeastern parts of Iran which have high erosion rate. This study was performed with field- Rainfall- Simulator which has a plot area of 1 m2 in Gorganrood Drainage Basin to determine the effective factors on sediment yield. Landuse، slope and erosion feature maps were overlaid in GIS to obtain land unit map. Then on work units، rainfall simulator analyses were performed. The produced runoff and sediment in 69 points on work units were collected and were measured. Adjacent to each rainfall simulator plot، samples of surface material were collected in the field to analyze for physical and chemical characteristics. In the field، descriptive tables were prepared for different work units in which locality، slope percentage، elevation، depth of A horizon of the soil and other necessary informations were recorded. In order to determine logical relationship between different variables، regression and correlation analyses were performed. In statistical analyses، it was found that slope percentage has the highest correlation coefficient and has the highest direct relationship with sediment yield and sediment production and silt amount is the second factor. The investigation of multiple regression analyses generated a model which shows %80 of sediment production variations. In this model slope percentage، cation exchange capacity and silt have possitive relationship and Calcium cation has negetive relationship with sediment yield.Keywords: Loess, sediment yield, Rainfall Simulator, Gorganrood Drainage Basin -
مقدار رسوب در یک رودخانه متناسب با شرایط محیطی تغییر می کند و برای برآورد میزان رسوب این تغییرپذیری باید در نظر گرفته شود. در این تحقیق تغییرات مکانی و فصلی بار رسوبی در 7 ایستگاه هیدرومتری تمر، حاجی قوشان، قزاقلی، گنبد، سد وشمگیر، آق قلا و بصیرآباد واقع در شاخه اصلی رودخانه گرگانرود در استان گلستان مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه تغییرات بار رسوبی به دبی وابسته است در این تحقیق از معادله خطی شده سنجه رسوب با تبدیل لگاریتمی داده های دبی جریان و رسوب استفاده گردید. با در نظر گرفتن این رابطه خطی و نابرابری شیب این خطوط در ایستگاه های مختلف، آنالیز کوواریانس تعمیم یافته با متغیر کمکی لگاریتم دبی برای مقایسه لگاریتم بار رسوبی ایستگاه ها استفاده شد. به منظور ارزیابی دقیق تر بار رسوب معلق و اصلاح منحنی سنجه رسوب، این مقایسه در سه دامنه دبی کم، متوسط و زیاد صورت گرفت. بررسی تغییرات فصلی نیز با مقایسه درصد حمل رسوب معلق در هر فصل انجام گردید. تغییرات مکانی مقدار بار رسوب معلق به طور کلی از ایستگاه تمر به بصیرآباد روند افزایشی نشان داد، در طول این مسیر در مناطقی نیز کاهش زیادی (به طور متوسط 80%) دیده شد که علت اصلی آن احداث سد ارزیابی گردید. هم چنین با بررسی تغییرات فصلی مشخص شد فصل بهار با حداقل 50% تا حداکثر 70% دارای بالاترین میزان حمل رسوب معلق در ایستگاه ها می باشد.
کلید واژگان: تغییرات زمانی، تغییرات مکانی، آنالیزکوواریانس، رسوب معلق، گرگانرودThe amount of sediment load significantly changes along a river due to environmental effects. This variability should be considered to estimate the amount of sediment load. In this research، spatial and seasonal variation of sediment load along of Gorganroud river were evaluated based on the information of 7 hydrometry stations sited in main branch of the river namely، Tamar، Hajighoshn، Gonbad، Voshmgir، Aghghala and Basirabad. Since the amount of sediment load is directly correlated with water discharge، for assuming the effect of water discharge، linear form of sediment rating curve is used where the linear form is produced by the logarithm transformation. Based on this linear relationship with possibly different slopes، the generalized analysis of covariance with logarithm of discharge as its covariate was used to compare the logarithm of sediment load as its response. In order to precisely estimate the amount of sediment load and adequately modify the sediment rating curve، the spatial comparison was drawn separately at low، middle and high rate of water discharge. Spatial evaluation demonstrated an increase in sediment load from Tamer station to Basirabad but there are some distinctive areas between mentioned stations with noticeably decreasing (80% in average) in their sediment load mainly due to reservoir building. For seasonal evaluation of sediment load، the percentage of sediment yield at different seasons was compared. This evaluation revealed that spring with at least 50% and at most 70% of total suspended sediment discharge has the highest amount of suspended sediment yield in this river.Keywords: Seasonal variation, Spatial variation, Analysis of covariance, Suspended sediment, Gorganroud river
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.