اثرات احداث سدهای بزرگ بر شرایط جریان و پارامترهای هیدرولیکی رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه کرخه پایین دست سد مخزنی)

آب و خاک

مقاله 12، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 51، فروردین 1396، صفحه 11-27   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i1.48743

نویسندگان

فرهنگ آذرنگ^{* 1}؛ عبدالرسول تلوری²؛ حسین صدقی³؛ محمود شفاعی بجستان⁴

¹دانشگاه علوم تحقیقات تهران

²دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز

³دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران،تهران،ایران

⁴دانشگاه شهید چمران، اهواز

چکیده

با توجه به اهمیت رودخانه ها در تأمین آب، شناخت شرایط جریان و رژیم هیدرولیکی آن ها از اهمیت به سزایی برخوردار است. سازه های هیدرولیکی تأثیرات گسترده ای بر شرایط هیدرولیکی رودخانه در پایین دست خود دارند. سدهای مخزنی به عنوان مهم ترین سازه های هیدرولیکی ساخته شده بر روی رودخانه ها، تغییرات مضاعفی بر شرایط رژیم جریان در پایین دست می گذارند. حوضه آبریز کرخه یکی از مهمترین حوضه های کشور و رودخانه کرخه سومین رود بزرگ ایران است. سد مخزنی کرخه به عنوان بزرگ ترین سد ایران و خاورمیانه، پایین دست رودخانه کرخه را تحت تأثیر خود قرار داده است. در این پژوهش ارزیابی دقیقی بر تغییر رژیم جریان رودخانه از حالت طبیعی به تنظیمی انجام شده است. بازه مورد مطالعه در پایین دست سد مخزنی کرخه واقع شده است. همچنین از اطلاعات دو ایستگاه آب سنجی پای پل و عبدالخان استفاده شد. مدل HEC-RAS برای شبیه سازی شرایط جریان قبل و بعد از احداث سد به کار رفت. آبدهی متوسط ماهانه، سالیانه، دبی حداکثر لحظه ای، پروفیل سطح آب و کلیه پارامترهای هیدرولیکی رودخانه کرخه در این بازه مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به احداث سد مخزنی کرخه، تغییرات اقلیمی و کاهش بارندگی در سطح حوضه آبریز کرخه و پی آمد آن خشکسالی های اخیر تغییرات گسترده ای در شرایط رژیم جریان رودخانه کرخه و پارامترهای هیدرولیکی آن به وجود آمده است. به طور مثال می توان گفت که در این پژوهش درصد مقادیر تغییر پارامترهای هیدرولیکی در مقاطع عرضی مختلف رودخانه کرخه به ازای دبی های مشخصه حداقل، متوسط و حداکثر قبل و بعد از ساخت سد محاسبه گردیده است که نشان دهنده ی کاهش چشمگیر آن پارامترها در اثر احداث سد می باشد. به طور نمونه در مورد شعاع هیدرولیکی به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای هیدرولیکی رودخانه می توان بیان نمود که درصد میزان کاهش این پارامتر نسبت به شرایط قبل از ساخت سد به ازای دبی های مشخصه حداقل، متوسط و حداکثر به ترتیب 33 درصد، 28 درصد و 59 درصد کاهش را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها

حوضه آبریز؛ ایستگاه آب سنجی؛ پروفیل سطح آب؛ دبی مشخصه؛ شعاع هیدرولیکی

مراجع

1- Azarang F., Telvari A., Sedghi H., and Shafai Bajestan M. 2015. Application of drought index in Khouzestan Province. 1st National Conference of New Ideas of Agriculture, Environment and Tourism, Ardabil, Iran.

2- Azarang F. 2014. Numerical Simulation of Flow and Sediment at Karkhe River Downstream of Reservoir Dam and its Effect on River Morphology. PhD thesis. Department of Water Science and Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

3- Azarang F., Telvari A., Sedghi H., and Shafai Bajestan M. 2014. Numerical Simulation of Flow and Sediment Transport of Karkheh River before the Reservoir Dam Construction Using MIKE 11 (A Case Study in Iran). Advances in Environmental Biology Journal. 8(21):979-988.

4- Bahramifar A., Shirkhani R., and Mohammadi M. 2013. An ANFIS-based Approach for Predicting the Manning Roughness Coefficient in Alluvial Channels at the Bank-Full Stage. International Journal of Engineering. 26(2): 177-186.

5- Choi S., Yoon B., and Woo H. 2005. Effects of dam-induced flow regime change on downstream river morphology and vegetation cover in the Hwang River, Korea. River Research and Application. 21 (2-3):315-325.

6- Ghasemi M., Eslamian S.S., and Soltani S. 2008. Monitoring and regionalization of meteorological drought in Karkheh Watershed using standardized precipitation index and precipitation deciles. Agricultural Research: Water, Soil and Plant in Agriculture. 8(3):23-35.

7- Graf, W.L. 2006, downstream hydrologic and geomorphic effects of large dams on American rivers,Geomorphology Journal, 79 (3-4):336–360.

8- Jamab Co. 1999. Comprehensive Water Resources Plan of Iran Reports. Karkheh River Basin, Iran Ministry of Energy.

9- Magilligan F., and Nislow K. 2005. Changes in hydrologic regime by dams. Geomorphology Journal. 71 (1-2):61-78.

10- Porhemmat J., Siadat H., and Oweis T. 2012. Water Resources of the Karkheh River Basin: Hydroligy, Runoff and water Balance. International Center for Agricultural Research in the Dry Areas.

11- Salahshouri P., and Vafaei Nezhad A.R. 2012. Change detection of Karkheh River floodplain of the Karkheh Dam Reservoir using remote sensing and GIS. Journal of Applied RS & GIS Techniques in Natural Resources Science. 3(3):85-99.

12- Stuefer S., Yang D., and Shiklomanov A. 2011. Effect of streamflow regulation on mean annual discharge variability of the Yenisei River, Cold Region Hydrology in a Changing Climate (Proceedings of symposium H02 held during IUGG2011), Melbourne, Australia.

13- Tarazkar M.H., and Sedghamiz A. 2008. Comparing monthly discharge forecasting for Karkheh River by using time series and artificial intelligent traits. Pajouhesh & Sazandegi. 80:51-58.

14- Yan Y., Yang Zh., Liu Q., and Sun T. 2010. Assessing effects of dam operation on flow regimes in the lower Yellow River. Procedia Environmental Sciences. 2:507–516.