پایش تغییرات خط ساحلی کرانه‌های جنوب‌خاوری دریای خزر از 1356 تا 1396

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 استاد گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه شهید بهشتی

10.22111/jneh.2020.34265.1666

چکیده

خط ساحلی یکی از لندفرم‌های مناطق ساحلی است که از تغییرات بسیار شتابانی برخوردار است. موقعیت خط ساحلی همواره تحت‌تاثیر عوامل طبیعی و انسانی درحال تغییر است. بنابراین، اندازه‌گیری سریع و دقیق تغییرات آن برای مدیریت ساحلی، پژوهش در زمینه تغییرات تراز دریا، حفاظت از محیط ساحلی و توسعه پایدار ساحلی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف اصلی پژوهش حاضر، پایش تغییرات خط ساحلی کرانه‌های جنوب‌خاوری دریای خزر تحت‌تاثیر نوسانات تراز دریا طی دوره 1396-1356 خورشیدی است. دراین‌راستا، از مجموعه تصاویر ماهواره لندست سری سنجنده‌های MSS, TM, ETM+ & OLI، Google Earth، نقشه‌های توپوگرافی و بازدیدهای میدانی به‌شیوه تحلیلی- توصیفی استفاده‌شده است. پس از انجام تصحیحات احتمالی لازم برروی تصاویر، ترکیب و ادغام باندها با همدیگر، مناسب‌ترین ترکیب باندی برای آشکارسازی خط ساحلی انتخاب گردید. سپس باتوجه به میزان تغییرات کرانه‌های منطقه، 7 سلول ساحلی در منطقه تعریف شد. سپس، موقعیت خط ساحلی از طریق ردگیری موقعیت خط داغاب از طریق روش تفکیک چشمی و طیفی استخراج‌شده و به‌صورت لایه‌های رقومی در پایگاه داده وارد گردیدند. تمامی این مراحل در نرم‌افزارهای ERDAS و ArcGIS انجام‌شده است. تغییرات رخ‌داده در دو بازه زمانی، از 1375-1356 و 1396-1375 پایش شده‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهند طی دوره نخست، فرسایش فرایند غالب منطقه بوده است. کمترین میزان فرسایش حدود 46/2 کیلومترمربع در محدوده LC2 و بیشترین میزان آن حدود 80/168 کیلومترمربع در محدوده LC5 بوده و تنها حدود 0915/0 کیلومترمربع رسوب‌گذاری در محدوده LC1 رخ‌داده است. اما طی دوره دوم، فرایند غالب منطقه رسوب‌گذاری بوده است. کمترین و بیشترین میزان رسوب‌گذاری به‌ترتیب حدود 40/1 کیلومترمربع در محدوده LC2 و حدود 55/72 کیلومترمربع در محدوده LC5 بوده است. طی این دوره تنها حدود 68/0 کیلومترمربع فرسایش در محدوده LC1 رخ‌داده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Monitoring Coastline Changes of the SE Caspian Sea Coasts, 1977 to 2017

نویسندگان [English]

  • Reza Mansouri 1
  • Mohammad Reza Sarvati 2
  • Manijeh Ghohroudi Tali 2
1 Assistant Professor of Geomorphology, University of Sistan and Baluchestan, Iran.
2 Professor of Geomorphology, Shahid Beheshti University, Iran
چکیده [English]

The coastline is one of the most rapidly changing landforms of coastal areas. It changes constantly because of the rising sea level due to natural conditions and the influence of human activities. The position of coastline usually changes following the tides. Therefore, quick and accurate measurements of dynamic coastline changes are of great significance to coastal management, sea level change research, environmental protection, and sustainable coastal development. The main purpose of this study is monitoring Caspian Sea coastline changes under the influence of sea level fluctuations during the period 1977-2017. In this regard, the Landsat satellite imageries collection, Google Earth, topographic maps and fieldworks has been used in an analytical-descriptive manner. Then, making the necessary corrections on images, combining and merging the bands with each other, the best and most appropriate band composition was selected to extraction the coastline. Then, according to the rate of changes in the region's shores, 7 littoral cells were defined in the region. In the next step, the coastline position was extracted by tracking the location of the high watermark through visual and spectral separation methods and entered the database as digital layers. The coastline changes are monitored in two time periods, from 1977-1996 and 1996-2017. The results show that during the first period, erosion was the dominant process in the region. The lowest erosion rate was about 2.46 km2 in the LC2 and the highest was about 168.80 km2 in the LC5 and only about 0.0159 km2 sedimentation occurred in the LC1. But during the second period, the predominant process in the region was sedimentation. The minimum and maximum sedimentation rates were about 1.40 km2 in the LC2 and about 72.55 km2 in the LC5, respectively. During this period, only about 0.68 square kilometers of erosion occurred in the LC1.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Caspian Sea
  • Sea Level
  • Coastline
  • Progradation
  • Retrogradation
آزرم‌سا، سید علی، رزم‌خواه، فرهاد (1385)؛ بررسی موقعیت خط ساحلی در خلیج چابهار با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای، مجله علوم‌زمین، سال پانزدهم، شماره 60، صص: 87-80. . https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?id=107947
خوش‌رفتار، رضا (1384)؛ تکامل ژئومورفولوژی دلتای رود سپیدرود در کواترنر، رساله دکتری تخصصی (Ph.D)، رشته جغرافیای طبیعی/ ژئومورفولوژی، استاد راهنما: جمشید جداری عیوضی، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده جغرافیا، گروه آموزشی ژئومورفولوژی.
خوشروان، همایون، بنی‌هاشمی، سیده معصومه (1391)؛ نوسانات سریع دریای خزر و تغییر شکل مورفودینامیکی مصب رودخانه‌ها، دهمین همایش بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، تهران، صص: 176-170. https://civilica.com/doc/184223/
خوشروان، همایون، روحانی‌زاده، سمیه، ملک، جواد، نژادقلی، قاسم (1390)؛ ناحیه‌بندی سواحل جنوبی دریای خزر براساس شواهد مورفودینامیک رسوبی، تهران، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 37، شماره 3، صص: 15-1. https://jesphys.ut.ac.ir/article_23598.html
عمادالدین، سمیه (1391)؛ شواهد ژئومورفولوژیک تغییر سطح اساس رودخانه‌های منتهی به جنوب‌شرقی دریای خزر در کواترنری پسین (رودخانه‌های نکاء و گرگان‌رود)، رساله دکتری تخصصی (Ph.D)، رشته جغرافیای طبیعی/ ژئومورفولوژی، استاد راهنما: منصور جعفر بیگلو، تهران، دانشگاه تهران، دانشکده جغرافیا، گروه آموزشی ژئومورفولوژی.
لاهیجانی، حمید (1383)؛ مقدمه‌ای بر ویژگی‌های دریای خزر، انتشارات نوربخش، چاپ نخست.
منصوری، رضا (1397)؛ تغییرات مورفولوژی ساحلی جنوب‌خاوری دریای خزر در راستای مدیریت یکپارچه منطقه ساحلی (ICZM)، رساله دکتری تخصصی (Ph.D)، رشته ژئومورفولوژی/ مدیریت‌محیطی، استاد راهنما: محمدرضا ثروتی، تهران، دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم‌زمین، گروه آموزشی ژئومورفولوژی.
A. Naderi Beni, H. Lahijani, R. Mousavi Harami, K. Arpe, S. A. G. Leroy, N. Marriner V. Andrieu-Ponel, M. Djamali, A. Mahboubi, and P. J. Reimer, M. Berberian. (2013); Caspian sea-level changes during the last millennium: historical and geological evidence from the south Caspian Sea, Clim. Past, 9, 1645–1665. https://doi.org/10.5194/cp-9-1645-2013
Amini, A., Moussavi, R., Lahijani, H., Mohboubi, A., (2012); Holocene Sedimentation Rate in Gorgan Bay and Adjacent Coasts in Southeast of Caspian sea, Basic and Applied Scientific Research2, (1), pp: 289-297. 10.22124/cjes.2019.3664
Berberoglu, S., Akin, A., (2009); Assessing different remote sensing techniques to detect land use/cover changes in the eastern Mediterranean. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 11(1), 46-53. https://doi.org/10.1016/j.jag.2008.06.002
Chen, C., Fu, J., Zhang, S., Zhao, X., Coastline information extraction based on the tasseled cap transformation of Landsat-8 OLI images, Estuarine, Coastal and Shelf Science (2018), https://doi.org/10.1016/j.ecss.2018.10.021
Chen, J. L., Pekker, T., Wilson, C. R., Tapley, B. D., Kostianoy, A. G., Cretaux, J. F., & Safarov, E., S., (2017); Long‐term Caspian Sea level change. Geophysical Research Letters, 44 (13), 6993-7001. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/2017GL073958
Chen, L. C., and Rau, J. Y., (1998); Detection of shoreline change for tideland area using multi-temporal satellite images. International Journal of Remote Sensing, Vol. 19, No. 17, 3383-3397. https://doi.org/10.1080/014311698214055
Ghosh, M. K., Kumar, L., Roy, C., (2015). Monitoring the coastline change of Hatiya Island in Bangladesh using remote sensing techniques. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 101, 137-144. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.12.009
Green, E. P., Mumby, P.J., Edwards, A. J., Clark, C. D., (Ed. A. J. Edwards), (2000); Remote Sensing Handbook for Tropical Coastal Management. Coastal Management Sourcebooks 3, UNESCO, Paris. x + 316 pp.
Kakroodi, A., A., Kroonenberg, S., B., Hoogendoorn, R., M., Mohammadkhani, H., Yamani, M., Ghasssemi, M., R., Lahijani, H., A., K., (2012); Rapid Holocene sea-level changes along the Iranian Caspian coast, Quaternary International, 263, 93–103. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2014.12.007
Kakroodi, A., A., Kroonenberg, S., B., Naderi Beni, A., Noehgar, N., (2014); Short- and longterm development of the Miankaleh Spit, Southeast Caspian Sea, Iran. Journal of Coastal Research 30 (6), 1236–1242. https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-12-00174.1
Kakroodi, A., A., Leroy, S., A., G., Kroonenberg, S., B., Lahijani, H., A., K., Alimohammadian, H., Boomer, I., Goorabi, A., (2015); Late Pleistocene and Holocene sea-level change and coastal paleoenvironment evolution along the Iranian Caspian shore, Marine Geology, 361, PP: 111-125. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2014.12.007
Karpychev, Yu.A., (1989); Changes in the Caspian sea-level in the Holocene according to radiocarbon date. Water Resourses, 1: 5-20.
Kroonenberg, S.B., Badyukova, E.N., Storms, J.E.A., Ignatov, E.I., & Kasimov N.S., (2000); A full sea-level cycle in 65 years: barrier dynamics along Caspian shores, Sedimentary Geology, 134, 257-274. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(00)00048-8
Kroonenberg, S.B.; Rusakov, G.V., and Svitoch, A.A., (1997); The wandering of the Volga delta: a response to rapid Caspian sea-level changes, Sedimentary Geology, 107, 189-209. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(96)00028-0
Lahijani, H., Rahimpour-Bonab, H., Tavakoli, V., Hosseindoost, M., 2009; Evidence for late Holocene Highstand in Central Guilan-East Mazandaran, South Caspian Coast, Quaternary International, (197), pp: 55-71. 10.1016/j.quaint.2007.10.005
Leroy, S.A.G.; Marret, F.; Gibert, E.; Chali´e, F.; Reyss, J.-L., and Arpe, K., (2007); River inflow and salinity changes in the Caspian Sea during the last 5500 years. Quaternary Science Reviews, 26, 3359–3383. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.09.012
Liu, Y., Huang, H., Qiu, Z., Fan, J., (2013). Detecting coastline change from satellite images based on beach slope estimation in a tidal flat. International Journal of Applied Earth Observation & Geoinformation. 23, 165-176. https://doi.org/10.1016/j.jag.2012.12.005
Mamedov, A., V., (1997); The late Pleistocene-Holocene history of the Caspian sea, quaternary international, (41/42), pp: 161-166. https://doi.org/10.1016/S1040-6182(96)00048-1
Mujabar, S., Chandrasekar., (2011). A shoreline change analysis along the coast between Kanyakumari and Tuticorin, India, using digital shoreline analysis system. Geo-Spatial Information Science. 14(4), 282-293.10.1007/s11806-011-0551-7
Naderi beni, Abdolmajid; Alizadeh-Lahijani, Hamid; Pourkerman, Majid; Jokar, Rahman; Djamali, Mortza; Marriner, Nick; Andrieu-Ponel, Valerie; Mousavi Harami, Reza; (2014); Late Holocene Caspian Sea Level Changes and its Impacts on Low Lying Coastal Evolution: a Multidisciplinary Case Study from South Southeastern Flank of the Caspian Sea, Journal of the Persian Gulf (Marine Science)/Vol l. 5/No. 16, PP: 27-48. http://jpg.inio.ac.ir/article-1-274-en.html
Ouma, Y.O., Tateishi, R., (2006). A water index for rapid mapping of shoreline changes of five East African Rift Valley lakes: an empirical analysis using Landsat TM and ETM+ data. International Journal of Remote Sensing. 27(15), 3153-3181. https://doi.org/10.1080/01431160500309934
Ownegh, M., (2010); Cyclic development of the Qare-Su river drainage network in response to Caspian sea level fluactuations in late Quaternary, Environmental Consequnces of the climate change, international conference, Moscow, Abstract Volume pp: 1-961.
Padmalal, D., Kumaran, K., P., N., Limaye, Ruta B., Baburaj, B., Maya, K., Mohan, S. Vishnu, (2014); Effect of Holocene climate and sea level changes on landform evolution and human habitation: Central Kerala, India, Quaternary International, 325, PP: 162-178. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2013.12.032
Pethick, J., 1991; An introduction to coastal geomorphology. Routledge. Chapman and Hall. Inc. Fifth impression.
Renssen, H., Lougheed, B., C., Aerts, J., C., J., H., Moel, H., de, Ward, P., J., Kwadijk, J.C.J., (2007); Simulating long-term Caspian Sea level changes: The impact of Holocene and future climate conditions, Earth and Planetary Science Letters, 261, pp: 685-693. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2007.07.037
Rychagov, G.I., (1997); Holocene Oscilliations of the Caspian Sea and forecasts based on paleogeographical reconstructions, Quaternary International, 41/42: 167-172. 10.1016/S1040-6182(96)00049-3
Varushchenko, S.I., Varushchenko, A.N., & Klige, R.K.,(1987); Changes in the regime of the Caspian Sea and closed basins in time. Moscow, Nauka, 240 p.