نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استاد گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 دانشیار گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
River pattern variations are one of the most important river engineering issues. In order to achieve this goal, using field observations, a 1: 1000 topographic map was prepared and extracted using Landsat and Google Earth satellite images in the GIS environment of the studied areas. By digitizing the river route in AutoCAD, the geometric parameters of the river (central angle, relative radius, plan shape, torsional coefficient) were calculated on the images. The results indicated that in Azad River, the winding river at 40% relative has a radius of more than 3.5. In 30% relative radius bends in river is 1.5 to 3.5. In addition, about 30 percent of the stress concentration around the inner corners is the main river. According to the findings, the probability of serious and significant changes in the period of study, Azad River is small. Intervals that are unstable are likely to need special attention in the context of their privacy be determined. Among the intervals, there are nine critical intervals that include intervals of 58,56,47,41,29,26,24,20,18. Therefore, it is necessary to determine the bed boundaries.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
رودخانه‌ها سیستم‌های کاملاً پویایی هستند که الگوی مورفولوژیک آنها به‌طور پیوسته در طول زمان تغییر می‌کند و ازاین‌رو، فرسایش کناری و آسیب‌رسانی به تأسیسات ساحلی و جابه‌جایی مرزها را در پی دارند. اگرچهعواملمختلفی مانند انحراف آبراهه در کناره‌ها، کف‌کنی رود، فعالیت‌های انسانی، اختلاف سازند بستر و سیل‌خیزی باعث تخریب دیواره، کف بستر و تغییر الگوی مجاری می‌شوند (یمانی و شرفی، 1391: 36) غالباً یک یا دو عامل، تغییرات را کنترل می‌کنند. بررسی الگوی رودخانه‌ها برای درک شرایط کنونی و پتانسیل تغییرات احتمالی آنها در آینده ضروری است و تنها از این راه،واکنش طبیعی آنها نسبت به تغییرات طبیعی و یا اقدام‌های ناشی از طرح‌های اصلاح مسیر و تثبیت کناره‌ها پیش‌بینی و میزان جابه‌جایی، تغییرات ابعاد و الگوی آنها تشخیص داده می‌شود (چورلی و همکاران، 1379: 211). مورفولوژی رودخانه‌ها از دیدگاه‌های مختلف ازجمله زمین‌شناسی، نوع مسیر، لایه‌بندی، دانه‌بندی مصالح بستر و سواحل و قدرت و انرژی سیلاب‌ها درخور بررسی است (Breach, 2008: 16). رودخانه‌ها در طول خود با تغییرات شیب مواجه هستند و گاهی شیب بسیار تندی در بازههای بالادست و کوهستانی دارند که به علت تبعیت رودخانه از توپوگرافی زمین است. شیب در طول رودخانه کاهش می‌یابد؛ به‌طوری‌که شیب کم رودخانه در بازههای انتهایی موجب شریانی و پیچان‌رودی‌شدن آن می‌شود. طبق نظر بسیاری از ژئومورفولوگ‌ها، بستر‌های رودخانه‌ای با ضریب قوس پیچانرودی بیشتر از 5/1، حالت مئاندری شدیدی دارند (Leopold and Wolman, 1997: 102). در بین الگوهای رودخانه، الگوی پیچانرودی به علت فراوانی آن در طبیعت بیشترین توجه را به خود جلب کرده است (Biedenharn et al., 1997: 57). Thorne (2002)، رفتار مورفولوژیکی رودخانه‌های بزرگ را بررسی و چارچوبی برای مطالعه در این زمینه ارائه کرده که تأکید آن بر پایش منظم ویژگی‌های مورفولوژیک رودخانه با استفاده از روش‌های نوین است.
پیچـان‌رودهـا در محـدوده‌هـایی کـه دیوارۀ دشت‌های سیلابی از مواد سست تشکیل شده‌اند، تعیین‌کننـدۀ بـیلان رسـوبات در مسـیر جریـان رودخانه‌ها و با‌توجـه‌بـه ویژگـی‌هـای محـل تشـکیل، تعیین‌کنندۀ میزان فرسـایش در بخـش‌هـای میـانی و کنارۀ دشت‌های سیلابی هستند. باتوجهبه مسائل و مشکلاتی که این چشم‌اندازهای رودخانه‌ای در مسیر تشکیل پدید می‌آورند، پژوهشگران مختلـف پژوهش‌هایی برای گشودن راز تشکیل و آثار توسـعۀ آنهـا انجام داده‌انـد؛ ازجمله Amslera و همکاران (2005)، Abad و Marcelo (2006)، Deak و Tarkanyi (2006)، Ruter و Olsen (2007)، Malik و Marcin (2007)، Verhaar و همکاران (2008)، Lofthouse و Andre (2008)، Makaske و همکاران (2009)، Zamolyi و همکاران (2010) و Phillips (2011) که مئاندرها و الگوهای رودخانه‌ای مناطق مختلف جهان را بررسی کرده‌اند. پژوهشگران یادشده مورفولوژی رودخانه‌ها که الگوهای مختلفی مانند مئاندری‌شدن، مستقیم‌شدن و حالت قیطانی بستر را تعیین می‌کنند، به کمک شاخص‌های هندسی مطالعه و بررسی کرده‌اند.
اگرچه مورفولوژی الگوی بستر رود طی زمان تابع عوامل متعددی مانند جنس سازندهای زمین‌شناسی، دبی سیلاب، تغییرات ایجادشده به وسیلۀ عوامل انسانی، پوشش گیاهی، توپوگرافی و حرکت‌های تکتونیکی است، بررسی‌های آماری الگوهایپیچان‌رودی نشان می‌دهند مورفولوژی از تعدادی قواعد زمین‌آماری تبعیت می‌کند؛ به عبارتی، الگوی سینوسی بستر رودها تابع نقش غالب فرایندها و مجموعه عواملی است که طی زمان اعمال می‌شوند (نوحه‌گر و یمانی، 1384: 66). در ایران نیز پژوهشگرانی مانند عشقی (1382)، یمانی و حسین‌زاده (1383)، نوحه‌گر و یمانی (1384)، بیاتی خطیبی (1385)، محمودی و همکـاران (1387)، رضایی مقدم و خوشدل (1388)، حسین‌آبادی و بجستان (1388)، رضایی مقدم و همکاران (1391)، شایان و دهستانی (1391)، مهندسان مشاور یکم (1391)، بیاتی خطیبی (1392)، کهربائیان و همکاران (1393) و رضایی مقدم و همکاران (1395) مئاندرهای رودخانه‌ای و زاویۀ مرکزی آنها را بررسی کرده‌اند که بیان‌کنندۀ کاربرد الگوهای زمین‌آماری در تعیین الگوی پیچان‌رودهاست. مطالعۀ تحولات مورفولوژیکی پیچان‌رودها یکی از مهم‌ترین مسائل کنترل و مدیریت رودخانه‌هاست. آزادرود یکی از سرشاخه‌های حوضۀ بزرگ سیروان در غرب ایران و نیمۀ جنوبی بخش غربی استان کردستان است که تغییرات بسیاری طی دهه‌های اخیر داشته و هر گونه شناخت دربارۀ این تحولات دارای اهمیت اساسی از نظر مهندسی کنترل رود است. پرسش اصلی پژوهش حاضر اینست که تحولات مورفولوژی بستر و الگوی رودخانۀ آزاد طی دهه‌های اخیر چگونه بوده است؟ و این تحولات در کدام بازه‌ها بیشتر بوده‌اند و بازههای بحرانی رودخانه کدامند؟
منطقۀ مطالعه‌شده
حوضۀ رودخانۀ سیروان با مساحت 9640 کیلومترمربع در جنوب‌غربی استان کردستان و بین مختصات جغرافیایی '40°34 تا '40° 35 عرض شمالی و '20°46 تا '20°47 طول شرقی قرار دارد. مساحت حوضۀ این رودخانه در استان کردستان 7450 کیلومترمربع است که 2185 کیلومترمربع آن در استان کرمانشاه واقع شده است که تقریباً یک‌پنجم آن در منطقۀ کوهستانی قرار دارد. حوضۀ سیروان از دیدگاه زمین‌شناسی در دو پهنۀ سنندج - سیرجان و زاگرس مرتفع قرار دارد و گسل زاگرس، خط تقسیم این دو پهنه است. بخشی از حوضۀ این رودخانه در محدودۀ کرمانشاه، جزو زاگرس رورانده و بقیۀ حوضه که از غرب مریوان شروع می‌شود و تا شرق سنندج ادامه می‌یابد، جزو پهنۀ سنندج - سیرجان است. منطقۀ مطالعه‌شده در پژوهش حاضر، آزادرود است که از زیرحوضه‌های نیمۀ جنوبی بخش غربی حوضۀ سیروان محسوب می‌شود (شکل 1) و ازدامنه‌های کوه چهل‌چشمه سرچشمه می‌گیرد و با جهت شمالی - جنوبی در جنوب‌غربی سروآباد، در روستای قلعه جی با رودخانۀ گاران تلاقی می‌کند و در نهایت، با عبور از یک کانیون به سمت غرب تغییر مسیر می‌دهد و از جنوب شهر نوسود وارد خاک کشور عراق می‌شود. این رودخانه دارای جریان آب دائمی است و حوضۀ این رودخانه ازنظر توپوگرافی جزو حوضه‌های کوهستانی محسوب می‌شود. منطقه از نظر اقلیمی عموماً دارای آب‌و‌هوای نیمه‌خشک، زمستان سرد با برف و یخبندان و تابستان معتدل است. رژیم بارندگی منطقه، مدیترانه‌ای است و بخش اعظم بارندگی در فصل سرد سال اتفاق می‌افتد.
شکل 1. منطقۀ جغرافیایی مطالعه‌شده و موقعیت آن در کشور و استان
مواد و روش‌ها
روش عمومی پژوهش حاضر، تجربی با تأکید بر مطالعه‌های میدانی و هدف اصلی آن، بررسی تحولات مورفولوژیکی و الگوی رودخانۀ آزادرود با استفاده از شاخص‌های هندسی رودخانه است. در پژوهش حاضر از مواد و ابزارهایی مانند نقشۀ توپوگرافی بزرگ‌مقیاس 1:1000، تصاویر ماهواره‌ای لندست رقومی‌شده در محیط نرم‌افزارهای GIS و DEM با دقت 30 متر از بازۀ مطالعه‌شده و برداشت‌های ناشی از پیمایش میدانی در 59 بازه از مسیر بستر رودخانه استفاده شد. مراحل انجام پژوهش به شرح زیر است:
1. موقعیت بازه‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست و گوگل‌ارث جستجو و شناسایی و موقعیت دقیق بازه‌ها با پیمایش میدانی کنترل و در نرم‌افزار GIS ترسیم شد. اطلاعات هیدرولوژیکی و هندسی رودخانه و نقشة توپوگرافی با مقیاس 1:1000 تهیه شدند.
2. با رقومی‌سازی مسیر رودخانه در محیط نرم‌افزاراتوکد، شاخص‌های هندسی رودخانه (زاویۀ مرکزی، شعاع نسبی، شکل پلان، ضریب پیچشی) 59 بازه روی تصاویر محاسبه شدند.
3. برای محاسبۀ شاخص‌های هندسی به پلان مسیر رودخانه نیاز است؛ بنابراین مسیر رودخانه با استفاده از تصاویر و نقشه‌های موجود روی مدارک یادشده ترسیم و با عملیات میدانی کنترل شد.
4. پلان رودخانه با مختصات‌دار‌کردن تصاویر ماهواره‌ای در محیط نرم‌افزار GIS استخراج و شاخص‌های هندسی رودخانه در محیط نرم‌افزار اتوکد اندازه‌گیری شدند.
5- تحلیل جامعی روی عوامل مورفولوژیکی رودخانه انجام و اطلاعات لازم نظیر زاویۀ قوس‌ها، طول و عرض متوسط قوس‌ها استخراج و شاخص‌های لازم برای تحلیل نظیر شعاع نسبی و ضریب پیچشی بازههای متوالی رودخانه محاسبه شدند. تغییرات پلان رودخانه، معیار بازه‌بندی قرار گرفت و در مجموع، ۵۹ بازه محاسبه و بررسی شدند.
یافته‌های پژوهش
طبقه‌بندی و شناسایی طبقات هیدرولیکی و هیدروفیزیکی رودخانه‌ها به شکل شاخص‌های کمی محاسبه و اندازه‌گیری می‌شود؛ برخی شاخص‌ها در بررسی تحولات مورفولوژیکی و طبقه‌بندی الگوی رودخانه‌ها استفاده می‌شوند و اهمیت دارند (دولتی، 1387: 127). ازآنجاکه باید رودخانه پدیده‌ای پویا و دارای سیر تکامل در نظر گرفته شود، تغییرات هندسی ایجادشده در رودخانۀ آزاد سبب بروز رفتار هیدرولیکی جدید در رودخانه شده است.
بازه‌بندی رودخانۀ آزادرود برای استخراج شاخص‌های هندسی ارائه شده است (شکل 2). معیار اصلی بازه‌بندی، تغییرات پلان رودخانه است؛ به شکلی که کمترین تغییر در پلان رودخانه سبب ایجاد بازۀ جدیدی می‌شود. محاسبه‌ها و بررسی‌های کامل دربارۀ 59 بازه از رودخانۀ آزاد انجام و نتایج در جدول (1) آورده شده است.
شکل 2. بازه‌بندی رودخانۀ آزاد برای استخراج شاخص‌های هندسی در محدودۀ منطقۀ مطالعه. A: ابتدای منطقۀ مطالعۀ پلان رودخانۀ مستقیم و مئاندر توسعه‌نیافته، B: پلان رودخانۀ مستقیم و شبه‌مئاندری، C: پلان رودخانۀ مستقیم و سینوسی، D: مئاندری، E: مستقیم و سینوسی، F: شبه‌مئاندری
جدول 1. شاخص‌های هندسی استخراج‌شده و محاسباتی رودخانۀ آزاد
|
جابه‌جایی محتمل |
نوع رودخانه بر اساس |
شعاع نسبی |
عرض متوسط |
ضریب پیچشی |
شعاع متر) |
زاویه (درجه) |
طول مستقیم |
طول بازه |
کیلومتر از |
شمارۀ بازه |
|||
|
زاویۀ مرکزی |
ضریب پیچشی |
شکل پلان |
انتها |
ابتدا |
|
||||||||
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
37/75 |
|
|
|
|
01/189 |
01/89+1 |
00/00+0 |
1 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
36/4 |
19/71 |
03/1 |
36/123 |
70/72 |
23/146 |
52/156 |
53/45+3 |
01/89+1 |
2 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
32/44 |
|
|
|
|
09/121 |
62/66+4 |
53/45+3 |
3 |
|
گسترش |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
41/14 |
99/45 |
01/1 |
58/255 |
51/70 |
06/295 |
54/314 |
16/81+4 |
62/66+4 |
4 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
57/42 |
|
|
|
|
49/226 |
65/07+10 |
16/81+7 |
5 |
|
گسترش |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
71/5 |
34/41 |
02/1 |
82/2582 |
00/3 |
33/135 |
34/135 |
99/42+11 |
65/07+10 |
6 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
91/56 |
|
|
|
|
34/135 |
64/68+13 |
99/42+11 |
7 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
81/7 |
09/46 |
02/1 |
56/465 |
69/39 |
09/316 |
50/322 |
14/91+16 |
64/68+13 |
8 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
88/43 |
|
|
|
|
98/280 |
12/72+19 |
14/91+16 |
9 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
30/7 |
82/49 |
03/1 |
84/137 |
06/82 |
96/180 |
40/197 |
52/69+21 |
12/72+19 |
10 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
18/30 |
|
|
|
|
08/87 |
60/56+22 |
52/69+21 |
11 |
|
گسترش |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
58/29 |
04/42 |
01/1 |
84/163 |
19/50 |
97/138 |
51/143 |
11/00+24 |
60/56+22 |
12 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
64/35 |
|
|
|
|
57/606 |
68/06+30 |
11/00+24 |
13 |
|
میانبری توسط شوت |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
19/01 |
78/37 |
00/1 |
81/274 |
77/78 |
73/348 |
79/377 |
46/84+33 |
68/06+30 |
14 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
97/45 |
|
|
|
|
71/340 |
17/25+37 |
46/84+33 |
15 |
|
میانبری توسط شوت |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
97/0 |
31/50 |
04/1 |
64/412 |
41/40 |
02/258 |
01/291 |
18/16+40 |
17/25+37 |
16 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
46/60 |
|
|
|
|
42/11 |
60/27+40 |
18/16+40 |
17 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
66/2 |
91/38 |
13/1 |
29/81 |
04/88 |
98/112 |
91/124 |
51/52+41 |
60/27+40 |
18 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
18/42 |
|
|
|
|
25/325 |
76/77+44 |
51/52/41 |
19 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
29/3 |
76/57 |
16/1 |
55/273 |
06/57 |
33/261 |
45/272 |
21/50+47 |
76/77+44 |
20 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
13/59 |
|
|
|
|
21/94 |
41/44+48 |
21/50+47 |
21 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
56/6 |
93/38 |
02/1 |
75/133 |
05/73 |
21/159 |
52/70 |
94/14+50 |
41/44+48 |
22 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
40/43 |
|
|
|
|
62/402 |
56/17+54 |
94/14+50 |
23 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
31/3 |
16/36 |
07/1 |
50/106 |
87/69 |
98/121 |
88/129 |
44/47+55 |
56/17+54 |
24 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
68/36 |
|
|
|
|
77/266 |
21/16+58 |
44/47+55 |
25 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
83/2 |
01/68 |
03/1 |
28/151 |
65/85 |
66/205 |
14/266 |
35/42+60 |
21/16+58 |
26 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
92/52 |
|
|
|
|
30/62 |
65/04+61 |
35/42+60 |
27 |
|
میانبری توسط شوت |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
00/1 |
86/38 |
02/1 |
37/137 |
79/72 |
01/163 |
51/174 |
16/79+62 |
65/04+61 |
28 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
41/54 |
|
|
|
|
85/252 |
02/32+65 |
16/79+62 |
29 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
25/3 |
78/54 |
04/1 |
22/201 |
40/87 |
04/278 |
95/306 |
97/38+68 |
02/32+65 |
30 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
42/58 |
|
|
|
|
88/64 |
85/03+69 |
97/38+68 |
31 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
13/3 |
42/39 |
03/1 |
71/501 |
85/98 |
13/762 |
54/865 |
39/69+77 |
85/03+69 |
32 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
73/37 |
|
|
|
|
90/212 |
29/82+79 |
39/69+77 |
33 |
|
گسترش |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
03/7 |
56/70 |
01/1 |
45/484 |
81/112 |
08/807 |
85/953 |
14/36+89 |
29/82+79 |
34 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
52/55 |
|
|
|
|
52/45 |
66/81+89 |
14/36+89 |
35 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
50/3 |
26/62 |
09/1 |
89/101 |
67/73 |
07/122 |
90/130 |
56/12+91 |
66/81+89 |
36 |
|
گسترش |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
93/3 |
35/49 |
02/1 |
10/56 |
48/69 |
94/63 |
03/68 |
59/80+91 |
56/12+91 |
37 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
32/37 |
|
|
|
|
61/68 |
21/49+92 |
59/80+91 |
38 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
16/6 |
89/39 |
08/1 |
01/201 |
71/157 |
44/394 |
28/553 |
49/02+98 |
21/49+92 |
39 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
90/80 |
|
|
|
|
76/562 |
20/65+103 |
49/02+98 |
40 |
|
چرحش |
مئاندری توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
68/2 |
22/68 |
08/1 |
60/99 |
11/151 |
11/168 |
11/200 |
36/65+105 |
25/65+103 |
41 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
71/56 |
|
|
|
|
11/25 |
47/90+105 |
36/65+105 |
42 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقبم |
مئاندری |
97/3 |
15/75 |
04/1 |
97/185 |
66/66 |
35/204 |
35/216 |
82/06+108 |
47/90+105 |
43 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
50/45 |
|
|
|
|
53/395 |
35/02+112 |
82/06+108 |
44 |
|
میانبری توسط شوت |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقم |
مئاندری |
92/0 |
16/87 |
05/1 |
80/173 |
20/187 |
71/61 |
51/264 |
86/66+114 |
35/02+112 |
45 |
|
|
مستقیم |
مستقم |
مستقیم |
|
58/88 |
|
|
|
|
23/33 |
09/00+115 |
86/66+114 |
46 |
|
گسترش |
مئاندری توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
73/3 |
32/37 |
12/1 |
57/336 |
02/64 |
82/356 |
08/376 |
17/76+118 |
09/00+115 |
47 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
72/45 |
|
|
|
|
57/401 |
74/77+122 |
17/76+118 |
48 |
|
میانبری توسط شوت |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
51/0 |
57/95 |
02/1 |
59/95 |
40/62 |
03/99 |
10/104 |
84/81+123 |
74/77+122 |
49 |
|
میانبری توسط شوت |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
50/0 |
75/55 |
01/1 |
65/352 |
71/82 |
01/466 |
08/509 |
92/92+128 |
84/81+123 |
50 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
73/53 |
|
|
|
|
39/295 |
30/86+131 |
92/90+128 |
51 |
|
میانبری توسط شوت |
مئاندری توسعه نیافته |
مستقیم |
مئاندری |
40/0 |
00/65 |
03/1 |
57/558 |
89/44 |
52/426 |
63/437 |
93/23+136 |
30/86+131 |
52 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
87/88 |
|
|
|
|
92/39 |
85/63+136 |
93/23+136 |
53 |
|
میانبری توسط شوت |
شبه مئاندری |
مستقیم |
مئاندری |
08/1 |
38/62 |
02/1 |
57*/117 |
22/68 |
72/132 |
02/141 |
88/04+138 |
85/62+136 |
54 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
27/82 |
|
|
|
|
21/69 |
09/74+138 |
88/04+138 |
55 |
|
چرخش |
مئاندری توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
91/2 |
56/78 |
12/1 |
67/201 |
87/56 |
26/201 |
72/210 |
81/84+140 |
06/74+138 |
56 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
35/62 |
|
|
|
|
50/240 |
31/25+143 |
81/84+140 |
57 |
|
میانبری توسط شوت |
مئاندری توسعه یافته |
پیچان رودی |
مئاندری |
15/1 |
25/40 |
36/1 |
59/311 |
60/54 |
82/285 |
93/296 |
34/22+146 |
31/25+143 |
58 |
|
|
مستقیم |
مستقیم |
مستقیم |
|
35/55 |
|
|
|
|
56/133 |
80/55+147 |
24/22+146 |
59 |
همۀ رودخانه‌های محدودۀ مطالعه‌شده شرایط مشابهی ازنظر تعداد بازههای مستقیم و مئاندری داشتند و درصد بازههای مستقیم و مئاندری آنها تقریباً برابر بود؛ این امر بسیار بدیهی است، زیرا معمولاً یک بازۀ مستقیم حدفاصل دو بازۀ مئاندری است. طول بازههای مستقیم و مئاندری اهمیت بیشتری دارد و بر اساس جدول (2)، درصد بازههای مئاندری رودخانۀ آزاد بیشتر است.
جدول 2. نتایج بررسی نوع رودخانۀ آزاد بر اساس شکل پلان
|
نوع |
تعداد |
درصد |
طول |
درصد |
|
مستقیم |
29 |
15/49 |
69/6083 |
23/41 |
|
مئاندر (پیچان‌رود) |
30 |
85/50 |
12/8672 |
77/58 |
|
شریانی |
0 |
00/0 |
00/0 |
00/0 |
از میان ۵۹ بازۀ مطالعه‌شده در رودخانۀ آزاد بر اساس ضریب پیچشی بازه‌ها، نوع مستقیم با ۸۴/۷۵ درصد بیشترین و مئاندری کمترین را به خود اختصاص داده است (شکل ۳). از نظر زاویۀ مرکزی قوس‌ها، بازههای مستقیم بیشترین طول و درصد را در بازههای مطالعه‌شده به خود اختصاص داده‌اند و شبه‌مئاندرهای این رودخانه با تعداد ۱۵ بیشترین درصد را پس از بازههای مستقیم دارند و مئاندرهای توسعه‌یافته و شاخ گاوی در میان بازههای مطالعه‌شده مشاهده نمی‌شوند (شکل ۴).
جدول 3. نتایج بررسی نوع رودخانۀ آزاد بر اساس ضریب پیچشی
|
نوع |
تعداد |
درصد |
طول |
درصد |
|
مستقیم |
50 |
75/84 |
54/1246 |
44/84 |
|
سینوسی |
8 |
56/13 |
33/1998 |
54/13 |
|
پیچانرودی |
1 |
69/1 |
93/296 |
01/2 |
|
پیچانرودی شدید |
0 |
00/0 |
00/0 |
00/0 |
جدول 4. نتایج بررسی نوع رودخانۀ آزاد بر اساس زاویۀ مرکزی قوس‌های آن
|
نوع |
تعداد |
درصد |
طول |
درصد |
|
مستقیم |
29 |
15/49 |
69/6083 |
23/41 |
|
شبه‌مئاندری |
10 |
95/16 |
78/2921 |
80/19 |
|
مئاندری توسعه‌نیافته |
15 |
49/25 |
24/4469 |
29/30 |
|
مئاندری توسعه‌یافته |
5 |
47/8 |
09/1281 |
68/8 |
|
مئاندری بسیار توسعه‌یافته |
0 |
00/0 |
00/0 |
00/0 |
|
شاخ گاوی |
0 |
00/0 |
00/0 |
00/0 |
مقادیر جدول (5) گویای اینست که 40 درصد مئاندرهای رودخانۀ آزاد دارای شعاع نسبی بیش از 5/3 هستند؛ ازاین‌رو، تمرکز تنش در ناحیۀ انتهایی قوس خارجی این پیچان‌رودهاست و نگرانی خاصی دربارۀ این بازه‌ها وجود ندارد. شعاع نسبی 30 درصد مئاندرهای رودخانه بین 5/1 تا 5/3 و بنابراین در حدود 30 درصد پیچ‌های رودخانه، تمرکز تنش در ابتدای قوس داخلی و انتهای قوس خارجی است. همچنین در حدود 30 درصد پیچ‌های تنۀ اصلی رودخانه، تمرکز تنش در سراسر قوس داخلی است و باید توجه ویژه‌ای به این پیچان‌رودها شود.
جدول 5. خلاصۀ نتایج بررسی شکل رودخانۀ آزاد بر حسب شعاع نسبی
|
درصد |
تعداد |
محدودۀ شعاع نسبی |
|
00/30 |
9 |
کوچکتر از 5/1 |
|
00/30 |
9 |
بین 5/1 و 5/3 |
|
00/40 |
12 |
بزرگتر از 5/3 |
با بررسی دقیق‌تر نتیجه گرفته می‌شود بیشتر مئاندرها ضریب پیچشی کمتر از 4/1 دارند و این مطلب گویای توسعه‌نیافتن قوس‌ها باوجود شکل پر پیچ‌و‌خم آنها و فاصله‌نگرفتن زیاد قوس‌ها از حالت مستقیم است. بررسی‌ها نشان می‌دهند ۴۰ درصد محدوده‌های شعاع نسبی رودخانۀ آزادرود بیشتر از ۳/۵، حدود ۳۰ درصد بین ۱/۵ تا ۳/۵ و ۳۰ درصد هم کمتر از ۱/۵ بوده است (شکل ۴). بر اساس بررسی‌های انجامشده در طول رودخانۀ آزادرود و نتایج محاسبه‌ها ازنظر درصد فراوانی، بازههای مستقیم فراوان‌ترین بازه‌ها هستند (شکل ۵).
شکل 4. درصد محدوده‌های شعاع نسبی در طول رودخانۀ آزاد
شکل 5. درصد فراوانی انواع رودخانه‌ها در طول رودخانۀ آزاد
شکل (6) نشان می‌دهد بازۀ پیچانرودی شدیدی در محدودۀ بازههای مطالعاتی رودخانه وجود ندارد و بیش از 80 درصد بازه‌ها به بازۀ مستقیم نزدیک هستند. بنابراین می‌توان تقسیم‌بندی بر اساس شکل پلان را بادقت بررسی کرد و به عبارتی این تقسیم‌بندی نشان می‌دهد برخی پیچ‌های درنظر گرفته شده بر اساس شکل پلان، فاصلۀ زیادی از حالت مستقیم نگرفته‌اند و همچنان باید در زمرۀ بازههای مستقیم قرار گیرند.فرسایش کناری تدریجی، آسیب‌رسانی به تأسیسات ساحلی ازجمله پل‌های ساخته‌شده روی رودخانه، منازل مسکونی ساخته‌شده در حریم رودخانه و جابه‌جایی مرزها را در پی دارد. شکل (7) سازه‌های مسکونی در بستر و پل‌های ساخته‌شده روی بازۀ مستقیم رودخانۀ آزادرود را نشان می‌دهد.
شکل 6. درصد فراوانی انواع رودخانه‌ها بر اساس ضریب پیچشی در طول رودخانۀ آزاد
شکل 7. سازه‌های مسکونی در بستر و پل‌های ساخته‌شده روی بازۀ مستقیم رودخانۀ آزادرود
پیمایش طولی رودخانۀ آزاد نشان می‌دهد عوامل مختلف پایداری، پوشش گیاهی، جنس مصالح بستر و کناره‌ها در نقاط مختلف این رودخانه با نتایج حاصل مطابقت دارند. نتایج بررسی‌های صحرایی نیز پایداری این رودخانه را نشان می‌دهند و به عبارتی، شرایط تقریباً پایداری در تمام بازههای رودخانۀ آزاد حاکم است و تنها در برخی نقاط، فرسایش جزئی دیده می‌شود. این نتایج با نتایج پژوهشگرانی مانند Ruter و Olsen (2007)، Phillips (2011)، یمانی و حسین‌زاده (1383)، کهربائیان و همکاران (1393: 53) و رضایی مقدم و همکاران (1395: 272) مبنی بر بهره‌گیری شاخص‌های هندسی برای بررسی تحولات مورفولوژیکی رودخانه‌ها و تعیین الگوهای رودخانه مطابقت دارند و استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و شاخص‌های هندسی رودخانه موجب دستیابی به نتایج دقیق‌تر می‌شوند.
بررسی و پیش‌بینی روند تغییرات مورفولوژی رودخانه در آینده و آثار ناشی از آن بر رودخانه و محیط اطراف آن و معرفی بازههای بحرانی
بر اساس یافته‌ها، منطقۀ مطالعه‌شده کوهستانی بوده، بستر و حاشیۀ رودخانه تا حدودی تثبیت‌شده و برداشت‌نشدن رسوبات حاشیۀ رودخانه موجب کاهش تغییرات در بازههای مطالعاتی شده است. بازههای فرسایشی با بررسی رسوبات در طول مسیر بازههای مطالعاتی شناسایی شدند. همچنینین بازههای بحرانی با بررسی شاخص‌های مورفولوژی، شناسایی شدند و روند تغییرات رودخانه در آینده مشخص شد. بر اساس بازه‌بندی انجامشده و یافته‌های پژوهش، لازم است در تعیین حریم بستر به بازه‌هایی توجه شود که احتمال ناپایداری در آنها وجود دارد وبازه‌های بحرانی در نظر گرفته می‌شوند. بازههای دارای حالت بحرانی محدودۀ مطالعه‌شدۀ رودخانۀ آزادرود در جدول (۶) آمده است.
جدول 6. ویژگی‌های بازههای بحرانی محدودۀ رودخانه آزاد
|
جابه‌جایی محتمل |
نوع رودخانه بر اساس |
شعاع نسبی |
عرض متوسط |
ضریب پیچشی |
شعاع (متر) |
زاویه (درجه) |
طول مستقیم |
طول بازه (متر) |
کیلومتر از |
شماره بازه |
||||
|
انتها |
ابتدا |
|||||||||||||
|
زاویۀ مرکزی |
ضریب پیچشی |
شکل پلان |
||||||||||||
|
چرخش |
مئاندر توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
66/2 |
91/38 |
13/1 |
29/81 |
04/88 |
98/112 |
91/124 |
51.52+41 |
40+27.60 |
18 |
|
|
چرخش |
مئاندر توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
19/3 |
76/57 |
16/1 |
55/273 |
06/52 |
33/261 |
45/272 |
50.21+47 |
44+77.76 |
20 |
|
|
چرخش |
مئاندر توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
21/3 |
16/36 |
07/1 |
550/106 |
82/62 |
98/121 |
88/129 |
47.44+55 |
54+17.56 |
24 |
|
|
چرخش |
مئاندر توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
50/3 |
26/62 |
09/1 |
81/101 |
67/73 |
07/122 |
90/130 |
12.56+91 |
89+81.66 |
36 |
|
|
گسترش |
مئاندر توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
4/6 |
89/39 |
08/1 |
01/201 |
71/157 |
44/394 |
28/553 |
02.49+98 |
92+49.21 |
39 |
|
|
چرخش |
مئاندر توسعه نیافته |
سینوسی |
مئاندری |
68/2 |
22/68 |
08/1 |
960/99 |
11/115 |
11/168 |
11/200 |
105+65.36 |
103+65.25 |
41 |
|
|
گسترش |
مئاندر توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
73/3 |
32/31 |
12/1 |
57/336 |
02/64 |
82/356 |
08/276 |
76.17+118 |
115+00.09 |
47 |
|
|
چرخش |
مئاندر توسعه یافته |
سینوسی |
مئاندری |
91/2 |
56/76 |
12/1 |
62/201 |
87/59 |
26/201 |
72/210 |
84.81+140 |
138+74.09 |
56 |
|
|
میانبری توسط شوت |
مئاندر توسعه یافته |
پیچانرودی |
مئاندری |
15/1 |
25/40 |
36/1 |
59/311 |
60/54 |
82/285 |
93/296 |
22.24+146 |
143+25.31 |
58 |
|
نتیجه‌گیری
به‌طور‌کلی مورفولوژی رودخانه‌ها از دو نظر اهمیت دارد:
1. از جنبۀ زمین‌شناسی و سازندهای مسیر بستر و درۀ آن که برمورفولوژی بستر تأثیر می‌گذارند؛
2. از جنبۀ هیدرولوژیکی و فعالیت‌های انسانی که تغییرات هندسی بستر رودخانه را شامل می‌شوند.
نتایج پژوهش نشان می‌دهند فرسایش کناری در رودخانه‌های دشتی عامل پیچ‌و‌خم‌دار‌شدن مسیر رودخانه به علت رسوبات سست و فرسایش‌پذیر است؛ در‌حالی‌که مسیر رودخانه در مناطق کوهستانی حاصل روند گسل‌ها و شکاف‌هایی است که از پیش وجود داشته‌اند و در اثر فرایندهای فرسایشی به بهترین شکل تعریض و تعمیق شده‌اند و به عبارتی فرسایش در رودخانه‌های این مناطق در درجۀ دوم اهمیت قرار دارد. باتوجهبه اینکه فعالیت‌های کشاورزی عمدتاً در این محدوده انجام می‌شوند، هر گونه تغییر در مؤلفه‌های مورفولوژی باعث بر هم خوردن تعادل دینامیکی می‌شود و واکنش مورفودینامیکی محیط را در پی خواهد داشت؛ ازاین‌رو، لازم است هرگونه اقدام یا اقدام‌های ساماندهی در محدوده باتوجهبه متغیرهای مورفولوژیکی منطقه انجام شوند.
سپاسگزاری
نویسندگان مقاله حاضر از شرکت آب منطقه‌ای استان کردستان و مهندسان مشاور یکم که بخشی از اطلاعات لازم برای پژوهش حاضر را در اختیار ایشان قرار داده‌اند، سپاسگزاری می‌کنند.
)
