- تحلیل تغییرات شاخص‌های هیدرولوژیک جریان تحت تأثیر احداث سد در رودخانه‌های زرینه‌رود و ساروق‌چای (استان آذربایجان غربی)

نوع مقاله : علمی

نویسندگان

1 دانشیاردانشگاه محقق اردبیلی. اردبیل

2 استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده‌ی کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

3 کارشناس ارشد ژئومورفولوژی در برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده ی منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران.

چکیده

چکیده
افزایش تعداد احداث سدها در ایران، باعث تغییرات هیدرولوژیکی در اکوسیستم‌های رودخانه‌ای شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییر شاخص‌های هیدرولوژیک جریان تحت تأثیر احداث سد در رودخانه‌های زرینه‌رود و ساروق‌چای در دوره­ ی آماری 1391-1334 می‌باشد. بنابراین ابتدا تعداد 18 شاخص هیدرولوژیک جریان در چهار گروه اصلی شامل جریان پیک، جریان حداقل، تداوم جریان و تغییرپذیری جریان مورد محاسبه قرار گرفت. پس از محاسبه­ ی مقادیر شاخص‌ها، درصد اختلاف آن‌ها در دوره‌های قبل و بعد از احداث سدها در هر ایستگاه هیدرومتری برآورد شد. سپس با استفاده از نمودار سه متغیره در نرم‌افزار Surfer تغییرات زمانی شاخص‌های هیدرولوژیک جریان به ازای مقادیر مختلف دبی ارزیابی شد. براساس نتایج، در ایستگاه ساری‌قامیش، شاخص‌های Min و Q10 ‌با مقادیر عددی 42/287 و 57/45- درصد به‌ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین تغییرات را داشته‌اند. در ایستگاه میاندوآب شاخص Q95 تغییر افزایشی و شاخص Rate of falling سیر نزولی را نشان می‌دهند. با توجه به نتایج کمی مربوط به درصد اختلاف شاخص‌های هیدرولوژیک، سدهای احمدآباد، گوگردچی، نوروزلو و شهید کاظمی در جریان طبیعی رودخانه‌های زرینه‌رود و ساروق‌چای اثرگذار بوده است و باعث تغییر شاخص‌ها در دوره‌‌های مورد مطالعه شده است.

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Analysis of the Changes of the Hydrological Flow Indices Affected by Dam Construction in Zarrinehrood and Saruqchai Rivers of West Azerbaijan Province

نویسندگان [English]

  • Fariba Esfandyari Darabad 1
  • Raoof Mostafazadeh 2
  • Reza Shahmoradi 3
  • Ali Nasiri Khiavi 4
1 Associate Professor, Department of Natural Geography, Faculty of Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, (Corresponding author), E-mail:esfadyari@uma.ac.ir.
2 - Assist. Prof., Natural Resources Dept., Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
3 Master of Geomorphology in Environmental Planning, University of Mohaghegh Ardabili
4 Ph.D candidate in Watershed Management Sciences and Engineering, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Introduction
The ease of the use of river water resources has led to an extensive exploitation and, thus, the alteration flow regime. Although human manipulation on the river flows has social benefits, it alters natural ecosystems and threatens biodiversity by changing natural flow regimes. Hydrological changes caused by dams and their related environmental problems have excited many concerns for hydrologists, ecologists, and policy-makers. The high number of constructed dams, the diversion of water, the exploitation of groundwater, the canalization of waterways and, the transfer of water into basins in the world have led to large-scale hydrological changes in the environment and aquatic ecosystems. The assessment of flow changes is important to understand and modify the considerable effects of dams on river systems. Therefore, the purpose of this study was to investigate the quantitative changes in hydrological parameters of the flow in four main groups including Low flows, Peak flows, Flow duration, and Flow variability

 

 in Zarrinehrood and Saruqchai Rivers in West Azerbaijan province.
Methodology
In this study, the percentage of changes of the Zarrinehrood and Saruqchai river flow regime, affected by the construction of dams, were evaluated. In addition, the daily discharge data from hydrometric stations were obtained. The recorded discharge data in the time periods of 1955 to 2012 were analyzed in this study.  The values of 18 hydrological indicators categorized in four main groups including Peak flows, Low flows, Flow duration and Flow variability were calculated. In this regard, the percentage difference of each hydrologic index was calculated. Next, the hydrologic indices were plotted in the pre and post periods of the dam construction, and the results of the Sariqamish hydrometric station was presented as an example. Finally, the triple diagram model and the Surfer software were used to determine the variations of the percentage of difference in indicators against the mean discharge values over the study period.
Discussion
According to the results, the Min and Q10 indices with values ​​of 287.42 and -45.57%, had respectively the highest and the least changes The Q95 index and the rate of falling indicator showed an upward trend in the downside of the Miandoab hydrometric station. The highest percentage of difference of low flow group was related to the Miandoab hydrometric station, which indicated the increase of the minimum flow. The lowest percentage of difference was observed at the Alasaqqal-Chap hydrometric station. The Miandoab and Safakhaneh stations showed the highest and lowest percentage of differences in Peak flow group after dam construction. The changes of all hydrologic indices were small in low flow discharge and increased with greater amounts of river flow discharge in the Sariqamish hydrometric station, especially in discharge values of 0 to 20 cubic meters per second.
The Miandoab hydrometric station also confirmed the previous results, which showed a decrease in the hydrological indexes of the arrinehrood

 
River flow regime in 0-40 cubic meters per second over the study period, while the changes in the river flow regime had increased in the discharges intervals of more than 140 cubic meters per second.
Conclusion
To summarize, the studied hydrological indices have been altered due to the dam construction. Indeed, they are decreasing or increasing based on the nature of indexes to characterize the flow variations. Also, according to the values of average difference percentage of indices in each main group, it can be said that the groups of Low flows, Peak flows, and Flow duration in the period after the construction of the dam compared to the period before the construction of the dam were respectively 303.37, 18.57 and 943.38% at the Miandoab river gauge station under the effect of Nowruzlu Dam.  Also, triple diagram model confirmed that the difference in the flow regime indices were high in higher mean river discharge values. Considering the quantitative results related to the difference percentage in hydrologic indicators, the constructed dams considerably altered the natural flow regime of Zarrinehrood and Saruqchai Rivers. Therefore, it is necessary to consider the changes of hydrological regime resulting from the construction of dams to maintain the ecological flow requirements of the river ecosystem and ensure the use of surface water and healthy aquatic environmental condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Lake Urmia Basin
  • the Zarrinehrood River
  • The Saruqchai River
  • Shahid Kazemi Dam
  • Hydrological Flow Indicators
منابع
- اصغری سراسکانرود، صیاد (1393)، تحلیل تأثیرات برداشت شن و ماسه بر مورفولوژی رودخانه­ی قرنقو (محدوده بعد از سد سهند تا روستای خراسانک)، هیدروژئومورفولوژی، شماره ­ی 1، صص 39-21.
- اصغری سراسکانرود، صیاد و مهدی پوراحمد (1394)، شناسایی و استخراج تغییرات رودخانه زرینه‌رود در فاصله سال‌های 1989 تا 2014 با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای، هیدروژئومورفولوژی، شماره ­ی 5، صص 16-1.
- آذرنگ، فرهنگ؛ تلوری، عبدالرسول؛ صدقی، حسین و محمود شفاعی بجستان (1394)، اثراتاحداثسدهایبزرگبرشرایطجریانوپارامترهایهیدرولیکیرودخانه (مطالعه­یموردی: رودخانه­ یکرخهپایین‌دستسدمخزنی)، آب و خاک، جلد 31، شماره­ ی 1، صص 27-11.
- پیری، زهرا؛ رضایی­ مقدم، محمدحسین و محمد عاشوری (1391)، بررسی تأثیر احداث سد در جابه‌جایی مسیر و تغییر الگوی رودخانه با استفاده از GIS و سنجش از دور (مطالعه­ی موردی: رودخانه ­ی اهر چای)، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 25، پیاپی 56، شماره­ ی 4، صص 12-1.
- خروشی، سعید؛ مصطفی‌زاده، رئوف؛ اسمعلی عوری، اباذر و مجید رئوف (1395)، ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی شاخص سلامت هیدرولوژیک رودخانه در حوضه‌های آبخیز استان اردبیل، اکوهیدرولوژی، دوره ­ی 4، شماره­ ی 2، صص 393-379.
- صفری‌شاد، مهتاب؛ حبیب‌نژاد روشن، محمود؛ سلیمانی، کریم؛ ایلدرمی، علی‌رضا و حسین زینی‌وند (1396)،پتانسیل تأثیر تغییر اقلیم بر جریان رودخانه در حوضه ­ی آبخیز همدان- بهار، هیدروژئومورفولوژی، شماره­ ی 10، صص 98-81.
- مقدسی، نفیسه؛ بردی شیخ، واحد؛ نجفی‌نژاد، علی و ایمان کریمی‌راد (1393)، تأثیراقداماتمکانیکیبردبیاوجآبخیزسدبوستانبااستفادهازسامانه مدل­سازیآبخیز، مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 8، شماره­ ی 3، صص 338-332.
- یاسی، مهدی (1396)، مدیریترودخانه‌هاوسدهادرتأمینوهدایتآببهدریاچه­­ی ارومیه، مجله­ ی پژوهش‌های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 2، شماره­ی 1، صص 76-59.
-Bunn, S.E., and A.H. Arthington (2002), Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity, Environmental Management, Vol. 30, No. 4, PP. 492–507.
-FitzHugh, T.W., and R.M. Vogel (2011), The impact of dams on flood flows in the United States,River Research Applications, Vol. 27, No. 10, PP. 1192-1215.
-Gao, Y., R.M. Vogel., C.C. Kroll., N.L. Poff., and Olden, J.D. (2009), Development of Representative,PP. 1-12.
-Grill, G., B. Lehne., A.E. Lumsdon., G.K. MacDonald., C. Zarfl., and C.R. Liermann (2015), An index-based framework for assessing patterns and trends in river fragmentation and flow regulation by global dams at multiple scales, Environmental Research Letters, Vol.10, No.1, PP. 015001.
-ICOLD, (2007), Dams and the World’s Water. International Commission on Large Dams, PP. 64.
-Kennard, M.J., S.J. Mackay., B.J. Pusey., J.D. Olden. and N. Marsh., (2010a), Quantifying uncertainty in estimation of hydrologic metrics for ecohydrological studies, River Research and Applications,Vol. 26, No. 2, PP. 137–156.
-Mathews, R., and B.D. Richter, (2007), Application of The Indicators of Hydrologic Alteration Software in Environment Flow Setting, Journal of the American Water Resources Association, Vol. 43, No. 6, PP. 1400-1413.
-Poff, N.L., J.D. Olden., D. Merritt., and D. Pepin, (2007), Homogenization of regional river dynamics by dams and global biodiversity implications. Proceedings of the Natural Academic Science,No. 104, PP. 5732–5737.
-Postel, S. and B. Richter, (2003), Rivers for Life: Managing Water for People and Nature, Island Press, Vol 20, PP. 751-752.
-Richter, B.D., J.V. Baumgartner., D.P. Braun., and J. Powell, (1998), A Spatial Assessment of Hydrologic Alteration within a River Network, Regulated River: Research and Management, PP. 329-340.
-Rozenberg, D.M., P. MacCully.. and C.M. Pringle, (2000), Global-Scale Environmental Effects of Hydrological Alterations, International River, PP. 1-16.
-Salmi, T., A. Maatta., P. Anttila., T. Ruoho-Airola., and T. Amnell, T (2002). Detecting trends of annual values of atmospheric pollutants by the Mann-Kendall test and Sen,s slope  estimates the excel template application MAKESENS, Finnish Meteorological Institute, PP. 1-35.
-Slawski, T.M., F.M. Veraldi., S.M. Pescitelli., and M.J. Pauers, (2008), Effects of tributary spatial position, urbanization, and multiple low-head dams on warm water fish community structure in a Midwestern stream, North American Journal of Fisheries Management, No. 28, PP. 1020–1035.
-Sojka, M., J. Jaskula,. J. Wischer-Dysarz., and T. Dysarz (2016). Assessment of dam construction impact on hydrological regime changes in lowland river – A case of study: the Stare Miasto reservoir located on the Powa River. Journal of Water and Land Development, Vol. 30, No. 1, 119-125.
-Zhang, Q., X. Gu., V.P. Singh., and X. Chen, (2015), Evaluation of Ecological Instream Flow Using Multiple Ecological Indicators with Consideration of Hydrological Alterations, Journal of Hydrology, Vol. 529, PP. 711-722.
-Zou, Q., S.H. Liang, (2015), Effects of Dams on River Flow Regime Based on IHA/RVA. Remote Sensing and GIS for Hydrology and Water Resources, PP. 1-6.