نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

2 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

3 استاد گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

10.22034/gp.2021.44161.2765

چکیده

ارزیابی مورفولوژیکی رودخانه برای درک شرایط کنونی و پتانسیل تغییرات احتمالی آن، جهت برنامه‌ریزی محیطی امری ضروری است. در این مطالعه مورفولوژی رودخانه کهمان، از سراب خاصان تا منطقه دوآب به طول 62/38 کیلومتر ارزیابی شد. بدین‌منظور تصاویر ماهواره لندست، سنجنده‌های TM و OLI در سال‌های 1374 و 1399 تهیه و مجرای رودخانه کهمان بر روی این تصاویر با استفاده از شاخص تفاضل آب نرمال شده بارزسازی گردید. سپس دینامیک جانبی مجرای رودخانه کهمان با استفاده از روش ترانسکت و آهنگ مهاجرت مجرا مورد بررسی قرار گرفت. متوسط جابجایی مجرای رودخانه کهمان در بازه زمانی(1399-1374) با استفاده از شاخص نرخ مهاجرت مجرا 51/2 متر در سال برآورد گردید. کم‌ترین میزان این شاخص در ترانسکت‌های شماره 49، 50 و 48 به‌ترتیب 18/0، 21/0 و 37/0 متر در سال بوده که دره‌های کوهستانی و عملیات تثبیت کناره های رودخانه، مهم‌ترین دلیل کنترل و تثبیت کناره‌های مجرای رودخانه کهمان در این ترانسکت‌ها تشخیص داده شد. هم‌چنین بیشترین مقدار نرخ مهاجرت در ترانسکت‌های 4، 32 و 30 به‌ترتیب 80/4، 05/5 و 12/6 متر در سال برآورد گردید. میانبر‌ها و فرسایش‌پذیری زیاد مواد کناره و دشت سیلابی از عوامل اصلی بالا بودن نرخ مهاجرت مجرا در این ترانسکت‌ها بوده است. محاسبه تغییرات مساحت ترانسکت‌ها نشان داد که حدود 85/185 هکتار از زمین‌های مجاور رودخانه کهمان در بازه زمانی(1399-1374) تخریب شده است. به عبارتی به طور متوسط هر سال حدود 43/7 هکتار از این اراضی در نتیجه‌ی جابجایی مجرای رودخانه کهمان فرسایش یافته و از بین رفته‌اند. بنابراین می‌توان گفت جنس مواد کناره‌های رودخانه کهمان در محدوده دشت و مناطق کشاورزی سبب افزایش مهاجرت جانبی مئاندرها شده و عرض دره افزایش و دشت سیلابی مجاور رودخانه کاهش چشمگیری پیدا کرده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Assessment of lateral dynamics of Kahman river channel

نویسندگان [English]

  • Imanali Belvasi 1
  • sayyad asghari 2
  • Fariba Esfandiari Dorabad 3
  • Batool Zeynali 2

1 Ph.D. Student of Geomorphology, University of Mohadeg Ardabili, Ardebil

2 Associate Professor of Physical Geography, University of Mohageg Ardabili, Ardebil

3 Professor of Physical Geography, University of Mohageg Ardabil, Ardebil

چکیده [English]

Introduction
Morphological Assessment will be necessary to understand the current situation and the potential for possible river changes in the future. Natural factors such as floods, soil erosion, landslides and human factors such as land use change and sand removal from the riverbed affect the morphology. River systems have always been of interest to humans as one of the most vital elements of the Earth's surface. Humans also change the face of the earth by changing their use, destroying natural resources, plowing the land in the direction of the slope, planting trees in the riverbeds. Any Manipulation into the riverbed will change the process of erosion and sedimentation along the river. Understanding the characteristics of flow and sediment is the basis for evaluating the behavior of rivers and deciding on engineering activities. Therefore, it is necessary to obtain the necessary information on how they work before starting engineering projects for rivers.
Data and Method
In this study, geological maps at a scale of 1: 100000 of the Geological Organization, topographic maps at a scale of 1: 50,000 digits of the Geographical Organization of the Armed Forces, Landsat satellite images, 2020 April, November 1995, Climatic data Temperature and precipitation (1399-1374) of Lorestan Meteorological Organization and Digital elevation model of 30 meters has been used. Arc GIS software was used for spatial analysis and ENVI software was used for processing satellite images. The normalized water difference index is the first index of water extraction in images and remote sensing data. In this indicator, two green and infrared bands are used. Positive values of this index indicate water and negative values indicate phenomena other than water. Researchers have proposed different methods for studying changes in river channels. The transect method is used to evaluate changes and displacements in river channels. In this method, lines with specific distances on both sides of the river route are drawn as baselines. These lines are constant for the time periods studied. River channel displacements relative to these lines are quantified. To further evaluate the Kahman River canal, the canal migration rate method was used. The Kahman river Canal was divided into two areas, mountainous areas and plain and agricultural areas, based on topography and land use.
Results and Discussion
To calculate the area to the right and left of the transects, the Kahman river channel was cut separately with a transect layer in 1995 and 2020. Calculation of changes in the area of transects shows that about 185.85 hectares of land adjacent to the Kahman river (1995-1999) have been eroded. On average, about 7.43 hectares of these lands have been destroyed annually. The maximum value of this index in transect 30 is calculated at 8.27 hectares. In order to better understand the changes and dynamics of the Kahman river Canal, the migration rate index (Rm) was also used. First, two fixed lines were drawn around the Kahman river channel. The area between the two was calculated using Arc GIS software functions. The average migration rate of Kahman river (1399-1374) was 2.51 meters per year. The lowest level of this index occurred in Trasket 49 at 0.18 meters per year. The mountain factor and stabilization operations along the river have been the most important reasons for its control and stabilization. The highest rate of migration occurred in transects 4, 32 and 30 at 4.80, 5.5 and 6.12, respectively. Shortcuts and land use changes have been the main reasons for the high rate of duct migration in these transects. The largest amount of lateral changes in the Kahman river route occurred in parts of the plain and agricultural areas, including transects 30 to 35. The most important factor was the high lateral changes of the Kahman river route in the plain area due to the high erosion of the coastal and floodplain materials. Most of the constituents of the bed and banks of the Kahman river in these periods are from fine to coarse sands.
Conclusion
Duct migration rate index showed that the average displacement of Kahman river canal (1374-1399) was 2.51 meters per year. The lowest value of this index was 0.18 meters per year and the maximum value was 6.12 meters per year. Calculation of changes in the area of transects showed that about 185.85 hectares of land adjacent to the Kahman River (1374-1399) has been destroyed. On average, about 7.43 hectares of these lands are lost every year. In the mountainous area, the effects of the mountains were the most important factor in determining the morphological changes of the Kahman River channel. The presence of erodible materials along the Kahman River in the plains and agricultural areas has increased the lateral migration of meanders and the width of the valley and floodplains adjacent to the river has increased significantly. Therefore, it can be said that the Kahman River has had more geometric changes in the plains and agricultural lands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River canal
  • Kahman
  • transect method
  • canal migration rate
  • اصغری سراسکانرود، صیاد. (1393). بررسی پتانسیل تغییرات مورفولوژیک رودخانه شهرچای ارومیه، نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 20(57): 62-49.
  • اصغری سراسکانرود، صیاد؛ پوراحمد، مهدی.(1394). شناسایی و استخراج تغییرات رودخانه زرینه رود با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای، نشریه هیدروژئومورفولوژی، 2(5): 16-1.
  • ایامی احمدآباد، ایوب. «ارزیابی الگوی بستر و میزان تغییرات هندسی رودخانه زرینه رود با استفاده از روش ترانسکت»، کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، 1398.
  • باشکوه، زهره. «بررسی الگو و دینامیک رودخانه قره­سو اردبیل»، پایان­نامه کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، 1398.
  • پیروزی، الناز؛ مددی، عقیل؛ اصغری سراسکانرود، صیاد؛ رضایی مقدم، محمد حسین.(1399). آشکار سازی تغییرات مجرای گیوی چای در بازه زمانی 2000 تا 2019، 34(2): 41-19.
  • داودی، علی. «بررسی روند فرسایش خاک»، کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی ، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه خوارزمی، 1382.
  • ذوالفقاری، حسن؛ طهماسبی‌پور، ناصر؛ بهاروندی، نسیبه. (1393). شبیه‎سازی روابط بارش- رواناب حوضة آبریز کشکان در استان لرستان با روش SCS، 4(1): 1-12.
  • رشیدی، مریم؛ حسین زاده، سیدرضا؛ سپهر، عادل؛ زارعی، حیدر؛ خانه باد، محمد(1395)، مطالعه تغییرات ژئومورفولوژی بستر رودخانه کارون و علل آن، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 5(1): 59-43.
  • رضایی مقدم، محمدحسین؛ جباری، اصغر؛ پیروزی­نژاد، نوشین(1395)، بررسی الگوهای رودخانه­ای مئاندری، شریانی و آنابرنچینگ با استفاده از شاخص­های شریانی و خمیدگی در رودخانه گاماسیاب، پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، 7(13): 283-271.
  • رضایی مقدم، محمدحسین؛ نیکجو، محمدرضا؛ ولیزاده کامران، خلیل؛ بلواسی، ایمانعلی؛ بلواسی، مهدی(1393)، کاربرد مدل شبکه عصبی مصنوعی در پهنه‌بندی خطر زمین لغزش، نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 21(59): 111-89 .
  • رضایی‌مقدم، محمدحسین؛ ثروتی، محمدرضا؛ اصغری سراسکانرود، صیاد. (1391). بررسی تغییرات الگوی هندسی رودخانه قزل‌اوزن با استفاده از تحلیل هندسه فراکتال، نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 16(40): 139-119.
  • رضایی‌مقدم، محمدحسین؛ ثروتی، محمدرضا؛ اصغری سراسکانرود، صیاد.(1391). بررسی تغییرات شکل هندسی رودخانه قزل اوزن با تاکید بر عوامل ژئومورفیک و زمین‌شناسی، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 23(2): 14-1.
  • زارع، معصومه؛ هنر، تورج.(1394). اثر آبشکن بر کاهش فرسایش کناره‌ای در قوس رودخانه، نشریه دانش آب وخاک، 25(4): 193-181.
  • سازمان هواشناسی استان لرستان، آمار سی ساله ایستگاه‌های باران‌سنجی و سینوپتیک، 1398.
  • سلطانی گردفرامرزی، سمیه؛ عسگری ورزیده، سمیه؛ تازه، مهدی(1396)، بررسی روند تغییرات مورفولوژیکی رودخانه گاماسیاب با استفاده از سنجش از دور، نشریه پژوهش های کاربردی علوم آب، 2(2): 20-13.
  • شهبازی، صبریه، عوامل مؤثّر در ناپایداری بستر رودخانه‌ی قره‌سو، پایان نامه کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران،1388.
  • فاطمی، سید باقر؛ رضایی، یوسف.(1393). مبانی سنجش از دور، انتشارات آزاده.
  • مرادی‌نژاد، امیر؛ حقی‌آبی، امیرحمزه؛ و ترابی، حسن.(1393). انتخاب مناسب‌ترین معادلات انتقال رسوب با مدل عددی HEC-RAS (مطالعه موردی: رودخانه قره‌چای استان مرکزی)، پژوهش‌های آبخیزداری 2(104): 131-123.
  • مقصودی، مهران؛ زمان‌زاده، سیدمحمد؛ یمانی، مجتبی؛ حاجی‌زاده، عبدالحسین.(1396). ارزیابی تغییرات الگوی پیچان‌رودی رودخانه مارون و تحلیل هیدروژئومورفولوژی، نشریه جغرافیای طبیعی، 10(35): 28-1.
  • مقصودی، مهران؛ شرفی، سیامک؛ مقامی، یاسر.(1389). روند تغییرات الگوی مورفولوژیکی رودخانه خرم آباد با استفاده ازGIS ، مجله مدرس علوم انسانی، 14(3): 294-275.
  • نگارش، حسین؛ خسروی، محمود.(1379). کلیات ژئوموروفولوژی ایران ، انتشارات دانشگاه سیستان وبلوچستان.
  • نوروزی، سحر؛ حسینی، سیدهادی؛ جعفری، غزال؛ سلطانی، شکور.(1390). بررسی تغییرات مورفولوژی رودخانه و محاسبه میزان اراضی احیا شده در اثر ساخت سازه های مهندسی رودخانه، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، 267-252.
  • نیکوبخت، الهه؛ حمیدی‌فر، حسین؛ کشاورزی، علیرضا.(1397). تاثیر پوشش‌گیاهی غیر مستغرق سیلابدشت بر تغییرات بستر رودخانه های مئاندری ملایم با مقطع مرکب، نشریه اکوهیدرولوژی، 5(2): 470-461.
  • یاسی، مهدی.(1388). مهندسی رودخانه پیشرفته، انتشارات دانشگاه ارومیه.
  • یمانی، مجتبی؛ شرفی، سیامک.(1391). ژئومورفولوژی و عوامل موثر در فرسایش کناری رودخانه هررود در استان لرستان، مجله جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 23(1): 32-15.
  • یمانی، مجتبی؛ عباسی، موسی.(1399). طبقه‌بندی ژئومورفیکی آثار سیلاب کاتاستروفیک رودخانه گادر، نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 24(73): 430-405.
  • Alfredo Ollero(2009) Channel changes and floodplain management in the meandering middle Ebro River, Spain, vol 117 pp247-260.
  • Aswath, M. V., V. R. Satheesh., (2008). Factors Influencing the Sinuosity of Pannagon River Kottayam, Kerala, India: An assessment using remote sensing and GIS, Environmental Monitoring and Assessment, 138(1-3), p173-180.
  • Crosato, A., and M.S Saleh, 2011. Numerical study on the effects of floodplain vegetation on river planform style. Earth Surface Processes and Landforms, 36(6): 711-720.
  • Fisher, A,  Flood,  N,  Danaher,    2016. Comparing  Landsat  water  index  methods  for automated water classification in eastern Australia, Remote Sensing of Environment, 175: 167-182.
  • Green, Sh., Norm, E., Nathaniel, T., 2011, Geomorphic Indices / Remote Sensing Analysis to Perform Rapid Stream Assessments, Awra 2011 Summer Specialty Conference Snowbird, UT, June 27-29, PP.1-6.
  • Gregory, K.J. (2016), The human role in changing river channels, Journal of Geomorphology79, 191
  • Jensen, J.R, (2015), Digital Image Processing, 4th Edition,University of South Carolina.Ji, L, Zhang, L, Wylie, B, 2009. Analysis of Dynamic Thresholds for the Normalized Difference Water Index, Photogrammetric Engineering &Remote Sensing, 75(11): 1307-1317.
  • Jiang, H,  Feng,  M,  Zhu,  Y,  Lu,  N,  Huang,  J,  Xiao,  2014. An  Automated  Method  for Extracting Rivers and Lakes from Landsat Imagery, Remote Sensing, 6: 5067-5089.
  • Lu, D, Weng, Q. 2007. A Survey of Image Classification Methods and Techniques for Improving Classification Performance, International Journal of Remote Sensing, 28: 823-870.
  • Maalim F.K., Melesse A.M., Belmont P. and Gran K.B. (2018), Modeling the Impact of Land Use Changes on Runoff and Sediment Yield in the Le Sueur Watershed, Minnesota Using GeoWEPP. Catena, 107, 35-45.
  • Mcfeeters, S.K. 1996. The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features, International Journal of Remote Sensing, 17(7): 1425-1432.
  • Rundquist, D.C, Lawson, M.P, Queen, L.P, Cerveny, R.S. 1987. The Relationship between Summer-Season Rainfall Events and Lake-Surface Area, JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 2: 493-508.
  • Schumm, S. A., 2005, River Variability and Complexity, First Published, Cambridge University Press, Published in the United States of America.
  • Shen, L., & Li C., 2010. Water body Extraction from lansat ETM+ Imagery Using Adaboost Algorithm. Geoinfirmatics, 18th International Conference on Geoinformatics, China, 1-4.
  • Soualmia, A., Jouini, M., Masbernat, L., Dartus, D., 2015. An analytical model for water profile calculations in free surface flows through rockfills. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 53, 209–215.
  • Szwagrzyk, M., Kaim, D., Price,B., Wypych,A., Grabska, E., Kozak, J.,(2018), Impact of forecasted land use changes on flood risk in the Polish Carpathians, Nat Hazards. 2018; 10 : 3365-3384.
  • Xu, H., 2006. Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery, International Journal of Remote Sensing,27 (14), 3025-3033.