نویسندگان

1 استانداری قم

2 دانشگاه تبریز

چکیده

مقدمه : رودخانه ها از منابع عمده ی تامین آب شیرین در جهان بشمار می روند . کاهش منابع آب و کمبود آب شیرین در جهان لزوم مطالعه و بررسی تغییرات ایجاد شده در ویژگی های آن را آشکار می سازد . حوضه ی آبریز اهرچای در شمال غرب ایران و در محدوده ی جغرافیایی ´ 20 ˙ 46 تا ´ 40 ˙ 47 طول شرقی و´ 13 ˙ 38 تا ´ 45 ˙ 38 عرض شمالی قرار دارد . این حوضه در محل اتصال به رودخانه قره سو با مساحت تقریبی 3168 کیلومتر مربع و با دارا بودن بخش قابل توجهی از حوضه ی آبریز رود ارس ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است . از لحاظ مورفولوژی دارای شکل بیضوی بوده وآبراهه ی اصلی آن ، رودخانه ی دائمی اهر چای می باشد که از ارتفاعات 2952 متری کوه کسبه سرچشمه گرفته و در امتداد غربی – شرقی از شهرستان های اهر و ورزقان گذشته و در خروجی حوضه ، در بخش شرقی به قره سو پیوسته و دره رود را تشکیل می دهند . از مهمترین شاخه های فرعی آن می توان به ورزقان چای ، رود کاسین ، علیرضا چای ، رود کردیق ، رود سیه کلان و ... اشاره کرد. مهمترین سازه آبی احداث شده در منطقه ، سد ستارخان است که در فاصله ی 120 کیلومتری شمال شرق تبریز و 15 کیلومتری غرب شهرستان اهر بر روی رودخانه اهر چای ساخته شده و در سال 1377 با اهداف کنترل و تنظیم جریانات سطحی رودخانه ی اهرچای ، تامین آب مورد نیاز 12450 هکتار از اراضی کشاورزی پایین دست ، آب شرب شهرستان اهر و نیز جلوگیری از خروج سالانه ی92 میلیون متر مکعب آب به بهره برداری رسیده است . سد مخزنی ستارخان از نوع خاکی با هسته ی ناتراوای رسی بوده و طول تاج ، عرض تاج و خاکریزی در کف به ترتیب 350 و 11 و 480 متر می باشد و از لحاظ سازندهای زیرین بر روی سنگ های آذرین و آذرآواری از قبیل آندزیت ، آگلومرا ، توف آندزیت ، توف لاپیلی ، توف های ماسه ای ، ماسه سنگ و لای سنگ قرار گرفته است . با توجه به اینکه احداث این سد تغییراتی را در پارامترهای موثر بر موفولوژی رودخانه از قبیل سرعت جریان ، فرسایش و نحوه ی رسوبگذاری ایجاد کرده است ، لذا شناسایی تغییرات اعمال شده بر مورفولوژی رودخانه بدلیل تغییر بستر سیلابی ، تغییر سطح آب ، تغییر رژیم رسوبگذاری، دبی جریان و ... ، جهت جلوگیری از هر گونه عواقب ناگوار در آینده امری ضروری تلقی می گردد. همچنین ساخت این سد منجر به زیر آب رفتن مناطق مسکونی روستایی ، باغات و خطوط ارتباطی در پشت سد و همچنین کنترل سیلاب و تغییر بستر رودخانه و ... شده و تغییرات عدیده ای در مسائل زیست محیطی و انسانی منطقه ایجاد کرده است . در این تحقیق سعی بر آنست تا مورفولوژی رودخانه اهر چای قبل از احداث سد ستارخان مورد مطالعه قرار گرفته و تغییرات ایجاد شده در بستر رودخانه بعد از احداث سد بصورت کمی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گیرد. روش شناسی : در این تحقیق ابتدا از طریق عکس های هوایی 1:20000 سازمان نقشه برداری و نقشه های توپوگرافی 1:50000 سازمان جغرافیایی ارتش ، منطقه شناسایی و 2 سری داده مربوط به قبل و بعد از احداث سد از طریق ایستگاه های هیدرومتری حوضه و نیز مشاهدات میدانی جمع آوری گشت. برای تعیین مقادیر رسوب سالانه برای هر کدام از ایستگاه های مورد مطالعه از مقادیر رسوب روزانه اندازه گیری شده با دبی مشخص طی دوره ی آماری 16 ساله استفاده شده است . به منظور تخمین مقادیر رسوب سالانه از مدل رگرسیون تک متغیره و روش کمترین مربعات استفاده شده است . با استفاده از مقدار های میانگین دبی سالانه طی دوره آماری ، میزان رسوب سالانه بر حسب تن برای هر سال بدست آمده است.برای مقایسه ی مسیر رودخانه طی سال های قبل و بعد از احداث سد و به منظور بررسی میزان تغییرات و جابجایی های عرضی رودخانه ابتدا 3 بازه ی مطالعاتی بر روی رودخانه به ترتیب از بالادست تا پایین دست انتخاب شد . برای استخراج لایه های رودخانه و منطقه ی مربوطه از دو سری عکس هوایی مربوط به سال 1346و 1374 منطقه و نیز تصاویر ماهواره ی IRS مربوط به سال 2008 و نیز تصاویر Google Earth و نقشه های توپوگرافی رقومی 1000 :1 منطقه استفاده شده است . تغییرات الگوی رودخانه نیز در 3 بازه ی انتخابی و از طریق دو مدل ضریب خمیدگی و زاویه ی مرکزی کورنایس مورد بررسی قرار گرفته است. بحث : در ایستگاه هیدرومتری کاسین ، مقدار میانگین دبی و رسوب سالانه در سالهای بعد از ساخت سد به ترتیب 64/20 و 3/26 درصد کاهش را نشان می دهد . در ایستگاه اورنگ نیز مجموع رسوب سالانه کاهش 39/39 درصدی پیدا کرده و مقادیرمیانگین دبی سالانه نیز با 40 درصد کاهش به 866/1 متر مکعب بر ثانیه رسیده است . بررسی جابه جایی عرضی رودخانه در بازه های مورد مطالعه نشان داد که ازسال 1374 تا 1387 شدت تغییرات کاهش پیدا کرده است. در خصوص جابه جایی و تغییر مسیر رودخانه بین سال های 1374 – 1346 می توان گفت که در پیچ و خم های رودخانه حالت توسعه یافتگی و گسترش پهنا و طول قوس ها دیده می شود . رودخانه در مسیر خود از حالت گیسویی به مئاندری تبدیل شده است. بررسی سینوزیته جریان نیز حاکی از این است که قبل از احداث سد میزان سینوزیته پایین بوده و باعث افزایش فراوانی الگوی مستقیم شده است اما بعد از احداث سد میزان سینوزیته افزایش داشته که منجر به ایجاد حالت مئاندری رودخانه شده است. نتیجه گیری : با افزایش بارش در سال های بعد از احداث سد در ایستگاه کاسین تغییرات دبی های سیلابی می بایستی روند افزایشی را طی می کرد که برخلاف آن بدلیل احداث سد ، رقم دبی های سیلابی کاهش یافته است . در ایستگاه اورنگ ، بررسی ها نشان از کاهش بارش داشته و میانگین دبی سیلابی در سال های قبل از احداث سد 38 متر مکعب بر ثانیه بوده است . همزمان با افت بارش ، رقم برآورد شده برای دبی های سیلابی در این ایستگاه باید 5/32 متر مکعب در ثانیه می بود که بدلیل تاثیر احداث سد در کاهش مقادیر دبی های سیلابی ، پایین تر از آن میزان به رقم 29 متر مکعب در ثانیه رسیده است. محاسبات انجام شده از طریق شاخص کورنایس و ضریب خمیدگی نشان دهنده ی تغییر الگوی رودخانه از حالت گیسویی به مئاندری و سپس مستقیم می باشد. جابه جایی رودخانه در بازه ی اول در سال های 74 – 1346 شدید بوده و رودخانه تبدیل الگوی گیسویی به مئاندری را می گذراند که همراه با قطع شدگی و توسعه ی انحنای مئاندر هاست . از سال 87 – 1374 تغییرات کاهش یافته و رودخانه به سمت تبدیل به حالت مستقیم پیش می رود . در بازه ی دوم تبدیل گیسوها به مئاندرها و گسترش جانبی و توسعه یافتگی طولی و نیز انتقال مئاندرها از سال 74 – 1346 رخ داده و در سال های بعد از احداث سد رودخانه با کاهش دبی و رسوب مستقیم تر شده است . در بازه ی سوم بین سال های 74 – 1346 همچنان تبدیل به الگوی مئاندری وجود داشته و در برخی بخش ها سینوسیته افزایش یافته و همچنین بریدگی مئاندر و میانبری دیده می شود . در شرایط وجود سد نیز سینوسیته رودخانه کاهش یافته و رودخانه کم کم به الگوی مستقیم تبدیل شده است .

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of The Effect of Dam Construction River pattern And Pass changes Using GIS & RS (Case Study: AHAR CHAI River)

نویسندگان [English]

  • m. ashouri 1
  • m. rezaie moghadam 2

1 qom governer

2 tabriz univercity

چکیده [English]

Extended abstract
Introduction :
Rivers are one of the most important sources of water supply in the world. Reduction of water supply and resources reveals the necessity of investigation of water character changes. The catchment area of AHARCHAI is in northwest of Iran (longitude: 46˚20ˈ to 47˚40 east, latitude: 38˚13ˈ to 38˚45ˈ north). This catchment that extends to the tributary of river GHARESOU and covering almost 3168KM2 is very important, because it contains massive portion of Aras catchment area. Morphologically its shape is close to oval and AHARCHAI is the main tributary of this catchment that emanate from GHASABE mountain (2952 m high) moving from west to east. This river on its way is crossing AHAR & VARZEGHAN cities and finally joins to GHARESOU and makes valley. VARZEGHAN CHAI, KASIN, ALIREZA CHAI, KORGIGH, SIAH KALAN and … are its important tributaries. SATARKHAN dam is constructed on the river AHARCHAI in 1377, 120 km far from north east of Tabriz city, 15 km far from AHAR city and is the most important water construction in the area. This dam is constructed with the aim of controlling the ground streams, supplying water of 12450 hectares of farms and AHAR citizen and to avoid wasting of 92 million cubic meter of water. The SATARKHAN reservoir dam is made of soil and its core is full with clay. It is 350 m high, 11 m width on the top and has 480 m Embankment on the base of the dam. Igneous rocks and volcano sedimentary rocks such as Andesite, Andesite tuff, Agglomerate, lapilli tuff, sandy tuff, sandstone, siltstone covers the basin of the dam .Construction of SATARKHAN dam changed morphological parameters of river AHAR CHAI such as stream velocity and sedimentary process therefor identifying these changes of the river morphology is very important to avoid disasters in future. Some villages, forms and communication lines sunk because of dam construction and also because of river bed changes and flood control, lots of environmental and human problems happened. In this paper the pre dam construction morphology of AHARCHAI river and post dam construction changes of river bed are studied and compared quantitatively.
Methodology:
In this paper the study area was identified by aerial photograph (scale: 1:20000) and topographic map (scale: 1: 50000). Then two series of data of pre and post dam construction were collected from hydrometric stations and field work .To forecast the annual sediment for each station, the measured sediment and water supply during 16 years were used. Statistical procedures were used to compute the annual sediment. Finally the annual sediment per ton was obtained using annual water supply. Three reach were selected to compare the changes and movements of the river during pre and post dam. To digitize the river pass, two series of aerial photos (1967- 1995), IRS satellite data (2008), Google Earth and topographic map (scale 1:1000) were used. The river pattern in the three selected reach were studied by using cornice angel and river sinuosity.
Discussion:
In KASIN hydrometric station, the mean annual sediment and water supply is decreased respectively 20.64% and 26.3% after dam construction. Also in ORANG hydrometric station, the mean annual sediment is decreased 39.39% and the annual water supply is about 1.866m3/s which is 40% less than pre dam situation .Assessment of river movement from 1995 to 2008 showed that the changes are decreased respectively. But from 1967 to 1995, the river meanders are expanded, and braided river is turned into meandering river .Before dam construction, the sinuosity was low and the river pattern was straight. But after dam construction, the sinuosity increased and the river pattern turned into meandering river.
Conclusion :
In KASIN hydrometric station, the peak water supply intensification did not continue after dam construction. In ORANG hydrometric station, the mean annual peak water supply is 38c3/s. In post dam condition, the rain is decreased and, the mean annual peak water supply must have been decreased about 32.5c3/s but the real score was 29c3/s which shows the effect of dam on water supply. Computing the cornice angel and river sinuosity showed that the river pattern at first was braided, but it turned in to meandering and finally to straight shape. In the first reach, from 1967 to 1995, the river bed extremely changed and braided shapes are modified to meandering shapes with huge curves. From 1995 to 2008, the changes are declined and the river. In the second reach, from 1967 to 1995, braided shapes are modified to meandering shapes and meanders are expanded relocated but after dam construction, sediment and water supply are decreased there for the river flowed straightforward. In the third reach, from 1967 to 1995, the same situation occurred but in some portions the sinuosity increased and meanders are lagged. After dam construction, the sinuosity is reduced and the river flowed straightforward progressively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • river morphology
  • dam impact
  • channel pattern
  • Meander
  • satellite images