طبقه‌بندی اشکال و تحلیل مورفولوژیک پیچان‌رودها در رودخانه اترک: رویکردی مبتنی بر تلفیق چندزمانه داده‌های ماهواره‌ای و پهپادی با وضوح بالا (مطالعه موردی: بازه چات گنبد)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

بخش تحقیقات منابع طبیعی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

این پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای چندزمانه QuickBird 2005، SuperView 2019، Pléiades 2019 و داده‌های پهپادی 2024 به تحلیل مورفودینامیک و طبقه‌بندی اشکال پیچان‌رودهای رودخانه اترک در بازه چات گنبد استان گلستان پرداخته است. روش تحقیق مبتنی بر تفسیر بصری و تحلیل هندسی ۲۱ بازه پیچان‌رودی شناسایی‌شده و تفکیک چهار واحد اصلی ژئومورفولوژیک بوده است. یافته‌های کمی تحقیق نشان می‌دهد که الگوی هندسی رودخانه در حال پیچیده‌تر شدن است. تعداد کانال‌های مستقیم (با سینوزیته پایین) در سال ۲۰۰۵ دو مورد بودند که در سال ۲۰۲۴ کاملاً حذف شدند. در مقابل، کانال‌های با سینوزیته بالا (بیش از ۵/۱) از ۹ مورد در سال ۲۰۰۵ به ۱۰ مورد در سال ۲۰۲۴ افزایش یافته‌اند. بررسی ویژگی‌های هیدرولوژیکی و حجم رواناب سالانه نشان داد که سال ۱۳۹۷–۱۳۹۸ (۲۰۱۹) با ثبت حدود ۳۹۰ میلیون مترمکعب رواناب سالانه، یک رخداد حدی و بی‌سابقه در دوره مورد مطالعه بوده است؛ رخدادی که شامل یک سیلاب ۱۵روزه با دبی پیک ۱۰۸ مترمکعب بر ثانیه و حجم ۲۴ میلیون مترمکعب بوده و به‌عنوان یک نقطه عطف، همزمان با جهش ناگهانی در شدت و دامنه تغییرات ریخت‌شناختی رودخانه اترک عمل کرده است. در دوره پس از سیلاب (۲۰۱۹–۲۰۲۴)، افزایش و جابجایی اشکال رسوبی داخلی و توسعه تدریجی پوشش گیاهی پایدار بر روی این رسوبات مشاهده شد که بیانگر بازآرایی مورفودینامیک رودخانه و تطبیق آن با الگوهای پیچان‌رودی پیچیده‌تر است. این نتایج نشان‌دهنده پاسخ سریع و حساس رودخانه اترک به رویدادهای هیدرولوژیکی شدید و تشدید گذار از الگوهای ساده به پیچیده در بازه مطالعاتی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Classification and Morphodynamic Analysis of Meander Forms in the Atrak River: An Integrated Multi-temporal Approach Using High-Resolution Satellite and UAV Data (Case Study: Chat Gonbad Reach)

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Gharibreza
  • Aiding Kornejady
  • Behrooz Mohseni
  • Saeid Shabani
Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO)
چکیده [English]

Using multi‑temporal satellite imagery—QuickBird (2005), SuperView (2019), Pléiades (2019)—together with UAV data (2024), this research analyzes the morphodynamic evolution and classification of meandering forms of the Atrak River within the Chat‑Gonbad reach in Golestan Province. The methodological approach is based on visual interpretation and geometric analysis of 21 identified meander reaches and the delineation of four major geomorphological units. Quantitative findings reveal a clear trend toward greater geometric complexity. The number of straight, low‑sinuosity channels (sinuosity < 1.5) observed in 2005 (two cases) completely disappeared by 2024, while high‑sinuosity channels (> 1.5) increased from nine in 2005 to ten in 2024, indicating a continuous intensification of lateral channel instability. Hydrological and annual runoff analyses show that the 2018–2019 water year was an extreme and unprecedented event, recording roughly 390 million m³ of annual runoff. The associated 15‑day flood had a peak discharge of 108 m³/s and a total flood volume of 24 million m³, acting as a hydrological threshold that coincided with an abrupt morphological adjustment in the Atrak River. During the post‑flood period (2019–2024), internal depositional forms expanded and migrated, while stable vegetation gradually developed on these newly formed sediments—signifying the river’s morphodynamic reorganization and adaptation toward more complex meandering patterns. Overall, these results demonstrate the Atrak River’s rapid and sensitive response to extreme hydrological events and the intensification of its transition from simple to complex morphodynamic configurations within the study reach.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geomorphology
  • Morphodynamics
  • Satellite
  • UAV
  • Floodplain
  • Chat-Gonbad
  • Golestan Province

مراجع

Casado, R. M., González, R. B., Ortega, J. F., Leinster, P., & Wright, R. (2017). Towards a transferable UAV-based framework for river hydromorphological characterization. Sensors, 17(10), 2210.
Debnath, J., Meraj, G., Das Pan, N., Chand, K., Debbarma, S., Sahariah, D., ... & Kumar, P. (2022). Integrated remote sensing and field-based approach to assess the temporal evolution and future projection of meanders: A case study on River Manu in North-Eastern India. Plos one, 17(7), e0271190.
Finotello, A., D’Alpaos, A., Bogoni, M., Ghinassi, M., & Lanzoni, S. (2020). Remotely-sensed planform morphologies reveal fluvial and tidal nature of meandering channels. Scientific reports, 10(1), 54.
Flener, C., Vaaja, M., Jaakkola, A., Krooks, A., Kaartinen, H., Kukko, A., ... & Alho, P. (2013). Seamless mapping of river channels at high resolution using mobile LiDAR and UAV-photography. Remote sensing, 5(12), 6382–6407.
Gurnell, A.M., Bertoldi, W. and Corenblit, D. (2012) Changing river channels: The roles of hydrological processes, plants and pioneer fluvial landforms in humid temperate, mixed load, gravel bed rivers. Earth-Science Reviews, 111(1–2), 129–141.
Hooke, J. (1977). An Analysis of Changes in River Channel Patterns: The Example of Streams in Devon. Ph.D. thesis, University of Exeter, 452 pp.
Koehl, M., Piasny, G., Thomine, V., Garambois, P. A., Finaud-Guyot, P., Guillemin, S., & Schmitt, L. (2020). 4D GIS for monitoring river bank erosion at meander bend scale: case of Moselle River. ISPRS International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 44, 63–70.
Latella, M., Notti, D., Baldo, M., Giordan, D., & Camporeale, C. (2024). Short‐term biogeomorphology of a gravel‐bed river: Integrating remote sensing with hydraulic modelling and field analysis. Earth Surface Processes and Landforms, 49(3), 1156–1178.
Lewin, J. (1978) Floodplain geomorphology. Progress in Physical Geography, 2(3), 408–437.
Li, Y., Zhang, Y., Zheng, N., Li, L., Ji, H., Bao, Z., & Feng, Z. (2025). Global classification of river morphology based on inland water dynamics characterization and digital elevation data. Scientific Reports, 15(1), 14258.
Maghsoudi, M., Zamanzadeh, S. M., Yamani, M., & Hajizadeh, A. (2017). Morphometric assessment of meandering river in arid region using improvement model (case study: Maroon River). Journal of Water Resource and Protection, 9(04), 358.
Mohamad, N., Khanan, M. F. A., Musliman, I. A., Kadir, W. H. W., Ahmad, A., Rahman, M. Z. A., ... & Zain, R. M. (2018, June). Spatio-temporal analysis of river morphological changes and erosion detection using very high resolution satellite image. In IOP conference series: earth and environmental science (Vol. 169, No. 1, p. 012020). IOP Publishing.
Niță, M. D., Suarez, J. D., & Nicolae, I. A. (2025). Morphological evolution and land cover changes in the Mureș River riparian area over a century of anthropogenic pressure. Environmental Monitoring and Assessment, 197(7), 796.
Özcan, O., & Akay, S. S. (2018, July). Modeling morphodynamic processes in meandering rivers with UAV-based measurements. In IGARSS 2018-2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (pp. 7886–7889). IEEE.
Rajabi, M., Roostaei, S., & Akbari, B. (2019). Investigation of Meandering Pattern of Aji-Chay River Using Central Angle Indices and Curvature coefficient (Area between Bakhshayesh and Khajeh). Journal of Hydrogeomorphology, 6(20), 21-40.
Smith, G. S. H., Best, J. L., Leroy, J. Z., & Orfeo, O. (2016). The alluvial architecture of a suspended sediment dominated meandering river: the Río Bermejo, Argentina. Sedimentology, 63(5), 1187–1208.
Spada, D., Molinari, P., Bertoldi, W., Vitti, A., & Zolezzi, G. (2018). Multi-temporal image analysis for fluvial morphological characterization with application to Albanian rivers. ISPRS International Journal of Geo-Information, 7(8), 314.
Tallar, R. Y., Pattipawaej, O. C., Desiani, A., Saputra, Y. A., Joelin, G. C., & Lehman, A. S. (2023). Examining meandering stream by using geomorphological characteristics with GIS-based analysis. In E3S Web of Conferences (Vol. 429, p. 02010). EDP Sciences.
Yamani M, Dowlati, J, Zarei A. 2010. The influence of hydro-geomorphic factors on temporal and spatial changes in the middle section of the Atrak River. Geographical Research, 25(99): 1–24.
Yunesian, Z., Hemmati, F., & Hossein Zade, M. M. (2022). Investigation of changes in the meandering pattern of Darbadam river, Quchan city. Journal of Hydrogeomorphology, 9(30), 138-125.
Zhang, Y., Li, C., Li, J., Luo, X., Cheng, M., Zhang, X., & Lu, B. (2025). A New Method of Geological Modeling for the Hydrocarbon Secondary Migration Research. Applied Sciences (2076-3417), 15(6).

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 14 دی 1404
  • تاریخ بازنگری: 18 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش: 23 خرداد 1405

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار