نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 استادیار گروه منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

3 کارشناس ارشد هیدروژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی

4 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

 رودخانه‌ها از اشکال پویای طبیعت هستند که در مقاطع زمانی ویژه و در مکان‌های مختلف، در رابطه با عوامل محیطی، ویژگی‌های متفاوتی از خود نشان می‌دهند.سدها از جمله مهم‌ترین ساختارهای دست‌ساز انسانی در طول رودخانه هستند که می‌توانند تغییرات عمده‌ای را در رودخانه و در نهایت در کل حوضه زهکشی، پدید آورند. از این‌رو هدف پژوهش حاضر، بررسی آماری میزان تغییر شاخص‌های هیدرولوژیک جریان تحت تاثیر سد (دوره‌های قبل و بعد از احداث سد) با استفاده از آزمونTمستقل در برخی از رودخانه‌های دریاچه ارومیه می‌باشد. بدین منظور ابتدا نوزده شاخص هیدرولوژیک جریان در چهار گروه اصلی جریان‌های اوج، تغییرپذیری جریان، جریان‌های حداقل و تداوم جریان مورد محاسبه قرار گرفت. سپس میزان تاثیر احداث سد در دوره‌های قبل و بعد از احداث سد بر روی شاخص‌های هیدرولوژیک جریان با استفاده از آزمون Tمستقل بررسی شد. براساس نتایج می‎‌توان گفت، در دوره بعد از احداث سد، مقادیر شاخص‌های دبی حداقل 1 روزه، دبی متوسط روزانه، دبی 10، 50، 75 و 95 درصد براساس منحنی تداوم جریان، تعداد روزهای با جریان صفر، چولگی، متوسط ضریب تغییرات سالانه، شدت فروکش، تعداد فروکش و شاخص عکس‌العمل، تفاوت معناداری نسبت به دوره قبل از احداث سد داشته است. هم‌چنین در بررسی میزان تاثیر احداث سد در بین پنج ایستگاه مورد مطالعه، ایستگاه‌ هیدرومتری شاخه راست آلاسقل کم‌ترین و ایستگاه‌ هیدرومتری ساری‌قامیش بیش‌ترین تاثیر را نشان می‌دهند. احداث سد موجب تغییر شاخص‌های هیدرولوژیک جریان شده است که می‌تواند اثر منفی بر روی گونه‌های گیاهی و جانوری داشته باشد.پس بررسی مطالعاتی که در خصوص فعالیت‌های انسانی (ازقبیل احداث سد) می‌باشد امکان اتخاذ تصمیم‌گیری‌های مدیریتی را فراهم می‌سازد که می‌تواند در بهینه‌سازی بهره‌برداری‌ از رودخانه‌ها نقش مهمی را ایفاء کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Dam Construction on flood and low flow Indices in South of Lake Urmia

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

2 Assistant Professor, Department of Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili

3 Master of Hydroeomorphology in Environmental Planning, University of Mohaghegh Ardabili

4 M.Sc. Student of Watershed Management Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili

چکیده [English]

Rivers are the naturally dynamic features of the landscape that exhibit different characteristics at specific times and in different places as the response of different environmental factors. Dams are among the most important man-made structures along the river that can make major changes in the river regime and ultimately in the entire drainage basin. Therefore, the purpose of this study was to investigate the change of hydrological flow indexes under the dam effect (pre and post-dam periods) using Independent T-test in southern rivers of Lake Urmia. Toward this attempt, at first, nineteen hydrological indicators of the flow discharge were calculated in four main groups including: Peak flows, Flow variability, Low flows and Flow duration. Then, the effect of dam construction on pre-and post-dam periods before and after the construction of the dam on the hydrological parameters of the flow was analyzed using independent T-test. According to the results, the values of 1-day minimum discharge, average daily flow in the period after the construction of the dam were significantly different in the period after the construction of the dams. Also, the amount of flow at 10, 50, 75 and 95% exceedence level were different based on Flow Duration Curves constructed for pre and post dam periods. Meanwhile, the number of days zero flow, skewness, average annual coefficient of variation, Falling rate, Falling days, Flashinnes index, had a significant difference compared to the period before construction of the dam. Also, the effect of dam construction on the five studied stations, the lowest effects of dam construction was related to Alasagle-Rast hydrometric station and the Sariqamish hydrometric station had the most effect under the dam construction. The construction of the dam has the effect of changing the hydrological parameters of the river, which can have a negative effect on plant and animal species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Independent T-test
  • Flow Variability
  • Rate of Rising
  • Low Flows
  • Dam effect
  • Regulated flow

آذرنگ، فرهنگ؛ تلوری، عبدالرسول؛ صدقی، حسین و شفاعی بجستان، محمود (1394). اثرات احداث سدهای بزرگ بر شرایط جریان و پارامترهای هیدرولیکی رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه کرخه پایین‌دست سد مخزنی)، آب و خاک، شماره 1، صص 27-11.

بیاتی خطیبی، مریم (1385). بررسی نحوه تاثیر سد سهند بر تغییر مورفولوژی بستر جریان رودخانه قرنقو، بر ویژگی‌های فرسایشی و رسوب‌زایی آن (مطالعه موردی؛ حوضه قرنقوچای، دامنه‌های شرقی کوهستان سهند (شمال غرب ایران)، جغرافیا و توسعه، شماره 11، صص 220-199.

پیری، زهرا؛ رضایی مقدم، محمدحسین و عاشوری، محمد (1391). بررسی تاثیر احداث سد در جابه‌جایی مسیر و تغییر الگوی رودخانه با استفاده از GIS و سنجش از دور (مطالعه موردی: رودخانه اهر چای)، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دوره 25، شماره 4، صص 12-1.

خروشی عیسی‌لو، سعید؛ مصطفی‌زاده، رئوف؛ اسمعلی عوری، اباذر و رئوف، مجید (1396). ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی شاخص سلامت هیدرولوژیک رودخانه در حوزه‌های آبخیز استان اردبیل، اکوهیدرولوژی، شماره 2، صص 393-379.

خروشی عیسی‌لو، سعید؛ مصطفی‌زاده، رئوف؛ اسمعلی‌عوری، اباذر و رئوف، مجید (1395). سلامت رودخانه، اهمیت و کاربردهای آن، ترویج و توسعه آبخیزداری، دوره 4، شماره 13، صص40-35.

سادا (1394). دریاچه ارومیه: علل خشکی و تهدیدات احتمالی، گزارش کمیته اجتماعی- فرهنگی ستاد احیای دریاچه ارومیه (سادا)، تهران، شهریور 1394، صص 37-1، (http://ulrp.sharif.ir).

عبدالهی‌پور، آرمان؛ معظمی گودرزی، صابر و ذاکری نیری، محمود (1394). ارزیابی الگوریتم‌های بارش ماهواره‌ای در شبیه‌سازی جریان روزانه رود ساروق‌چای با استفاده از شبیه IHACRES، مهندسی منابع آب، سال 8، صص 72-59.

محتشمی، نازیلا. صالح، ایرج؛ نظری، محمدرضا و رفیعی، حامد (1393). ارزیابی آسیب‌های زیست‌محیطی احداث سد البرز در استان مازندران با استفاده از روش آزمون انتخاب، اقتصاد کشاورزی، دوره 8، شماره 4، صص 153-127.

مقدسی، نفیسه؛ بردی شیخ، واحد؛ نجفی‌نژاد، علی و کریمی‌راد، ایمان (1393). تاثیر اقدامات مکانیکی بر دبی اوج آبخیز سد بوستان با استفاده از سامانه مدل­سازی آبخیز، مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 8، شماره 3، صص 338-332.

یاسی، مهدی (1396). مدیریت رودخانه ها و سدها در تامین و هدایت آب به دریاچه ارومیه، پژوهش های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 2، شماره 1، صص 76-59.

Arthington, A.H. (2012). Environmental Flows Saving Rivers in the Third Millennium. University of California Press, Berkeley, CA, 1-406.

Bunn, S.E., Arthington, A.H. (2002). Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental Management, 30(4), 492–507.

Catalano, M.J., Bozek, M.A., Pellett, T.D. (2007). Effects of dam removal on fish assem-blage structure and spatial distributions in the Baraboo River, Wisconsin. North American Journal of Fisheries Management, 27, 519–530.

Chen, Y.D., Yang, T., Xu, C.Y., Zhang, Q., Chen, X., Hao, Z.C. (2010). Hydrologic Alteration Along the Middle and Upper East River (Dongjiang) Basin, South China: a visually enhanced mining on the results of RVA method, 9-18.

Derrick, B., Toher, D., White, P. (2017). How to compare the means of two samples that include paired observations and independent observations: A companion to Derrick, Russ, Toher, and White (2017)". The Quantitative Methods for Psychology, 13(2), 120–126. doi:10.20982/tqmp.13.2.p120.

Fay, M.p., Proschan, M.A. (2010). "Wilcoxon–Mann–Whitney or t-test? On assumptions for hypothesis tests and multiple interpretations of decision rules", Statistics Surveys, 4, 1–39. doi:10.1214/09-SS051. PMC 2857732 Freely accessible. PMID 20414472.

FitzHugh, T.W., Vogel, R.M. (2011). The impact of dams on flood flows in the United States. River Research and Applications, 27(10), 1192-1215.

Graf, W.L. (1999). Damnation: a geographic census of American dams and their large-scale hydrologic impacts, Water Resources Research, 35 (4), 1305–1311.

Grill, G., Lehner, B., Lumsdon, A. E., MacDonald, G. K., Zarfl, C., Liermann, C. R. (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, 10(1), 1-16.

ICOLD, (2007), Dams and the World’s Water, International Commission on Large Dams, 1-64...

Kennard, M.J., Mackay, S.J., Pusey, B.J., Olden, J.D., Marsh, N. (2010a). Quantifying uncertainty in the estimation of hydrologic metrics for ecohydrological studies. River Research and Applications, 26(2), 137–156.

Kennard, M.J., Pusey, B.J., Olden, J.D., Machay, S.J., Stein, J.L., Marsh, N. (2010b). Classification of natural flow regimes in Australia to support environmental flow management. Freshwater Biology, 55, 171–193.

Lehner, B., Reidy, L.C.A., Revenga, C., Fekete, B., Vörösmarty, C.J., Crouzet, P., Döll, P., Endejan, M., Frenken, K., Magome, J., Nilsson, C., Robertson, J., Rödel, R., Sindorf, N., Wisser, D. (2011). High-resolution mapping of the world’s reservoirs and dams for sustainable river-flow management. Frontiers in Ecology and the Environment, 9, 494-542.

Marston, R.A., Mills, J.D., Wrazien, D.R., Bassett, B., and Splinter, D.K. (2005). Effects of Jackson Lake Dam on the Snake River and its floodplain, Grand Teton National Park, Wyoming, USA, Geomorphology, 71, 79-98.

Nilsson, C., Reidy, C.A., Dynesius, M., Revenga, C. (2005). Fragmentation and flow regulation of the world’s large river systems, Science, 308, 405–408.

Poff, N.L., Allan, J.D., Bain, M.B., Karr, J.R., Prestegaard, K.L., Richter, B.D., Sparks, R.E., Stromberg, J.C. (1997). The natural flow regime: a paradigm for river conservation and restoration. Bioscience, 47,769–784.

Poff, N.L., Olden, J.D., Merritt, D., Pepin, D., 2007. Homogenization of regional river dynamics by dams and global biodiversity implications. Proceeding of the. National Academy of Science of the USA, 104, 5732–5737.

Richter, B.D., Baumgartner, J.V., Powell, J., Braun, D.P. (1996). A Method for Assessing Hydrologic Alteration within Ecosystems, Conservation Biology, 1163-1174.

Shaerikarimi, S., Yasi, M., Eslamian, S. (2012). Use of hydrological methods for the assessment of environmental flow in a river reach”. International Journal of Environmental. Science and Technology, 9(3),549- 558.

Slawski, T.M., Veraldi, F.M., Pescitelli, S.M., Pauers, M.J. (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, 28, 1020–1035.

Sojka, M., Jaskula, J., Wischer-Dysarz, J., and Dysarz, T. (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, 30(1), 119-125.

Van Looy, K., Tormos, Th., Souchon Y. (2013). Disentangling dam impacts in river networks, Ecological Indicators, 37, 10-20.

Vörösmarty, C.J., McIntyre, P.B., Gessner, M.O., Dudgeon, D., Prusevich, A., Green, P., Glidden, S., Bunn, S.E., Sullivan, C.A., Liermann, C.R., Davies, P.M. (2010). Global threats to human water security and river biodiversity, Nature, 467, 555–561.

Zhang, Q., Gu, X., Singh, V.P., Chen, X. (2015). Evaluation of Ecological Instream Flow Using Multiple Ecological Indicators with Consideration of Hydrological Alterations, Journal of Hydrology, 529, 711-722.

Zhang, Y., Shao, Q. and Zhao, T. (2017). Comprehensive assessment of dam impacts on flow regimes with consideration of interannual variations, Journal of Hydrology, 1-47.

Zou, Q., Liang, S.H. (2015). Effects of Dams on River Flow Regime Based on IHA/RVA. Remote Sensing and GIS for Hydrology and Water Resources, IAHS Publications, 368, 1-6.