ارزیابی سریع ژئومورفیک برای بررسی پایداری کرانه رودخانه قلعه رودخان فومن، گیلان | ||
| فصلنامه علمی توسعه پایدار محیط جغرافیایی | ||
| مقاله 9، دوره 5، شماره 8، شهریور 1402، صفحه 139-153 اصل مقاله (1.72 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/sdge.2023.103838 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد مهدی حسین زاده* ؛ منیژه سرتیپ زاده نمین | ||
| گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| پیشینه و هدف: فرسایش کناره ای رودخانه یکی از فرآیندهای ژئومورفیک است که بواسطه عوامل طبیعی و انسانی ایجاد می شود. این پدیده به عنوان یکی از انواع فرسایش آبی می تواند اثرات ژئومورفیک متعددی در رودخانه ایجاد نماید. افزایش فرسایش رودخانه همچنین باعث بی ثباتی رود و در نتیجه تغییر نوع جریان، تغییرات الگوی رودخانه و تغییر مسیر رودخانه می شود. تاکنون روش های متعددی از ارزیابی سریع ژئومورفیک برای بررسی فرسایش کرانه رود به کار گرفته شده است که یکی از رایج ترین و پرکاربرد در این ارزیابی ها، شاخص ناپایداری کانال ( CSI) است. هدف مطالعه ما شناخت قابلیت کاربرد شاخص پایداری کانال برای شناخت کرانه های حساس به فرسایش و ناپایدار در رودخانه قلعه رودخان فومن در گیلان بوده است. مواد و روش ها: رودخانه قلعه رودخان در غرب استان گیلان و در شهرستان فومن واقع شده است. این رودخانه از ارتفاعات شمال شرق آبادی سوته سرچشمه می گیرد و بعد از طی 40 کیلومتر از منطقه قلعه رودخان به دریای خزر می ریزد. مساحت حوضه 76/347 کیلومترمربع است. با هدف مطالعه فرسایش کناره ای و پایداری کناره رودخانه قلعه رودخان بخشی از مسیر رودخانه به طول تقریبی 5 کیلومتر در نزدیکی شهر فومن انتخاب گردید. در این محدوه 8 بازه مطالعاتی بر اساس شرایط رودخانه (تفاوت الگو و مورفومتری) و حساسیت آن به فرسایش کناره ای مشخص شد. سپس نقشه برداری از مقاطع، مورفومتری کانال، دانه سنجی رسوبات کرانه، وضعیت تراکم و چسبندگی رسوبات و بررسی ویژگی های پوشش گیاهی کرانه و دشت سیلابی برای هر بازه انجام گرفت. در هشت بازه با استفاده از شاخص پایداری کانال رود، وضعیت فرسایش کناره ای مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل متغیرهای اندازه رسوبات بستر، حفاظت بستر یا کرانه، درجه فروسایی، درجه محدودیت کانال، فرسایش کرانه رود، درصد حرکات توده ای، پوشش گیاهی درختی در ریپارین، وجود اشکال رسوبی و مرحله تکاملی کانال امتیاز دهی شدند. یافته ها و بحث: بر اساس یافته های شاخص پایداری کانال (CSI) در کرانه چپ و راست رودخانه قلعه رودخان نشان داد که مقادیر شاخص ها بین 5/18 تا 5/25 متغیر بوده است. بر اساس این مقادیر بازه‌های یک، دو، سه و چهار از نظر پایداری کانال در وضعیت بسیار ناپایدار (ناپایداری بسیارزیاد) و بازه های پنج، شش، هفت و هشت در وضعیت ناپایداری متوسط قرار دارند. بر پایه روش امتیاز نسبی جنس رسوبات بستر، حفاظت کرانه و پوشش گیاهی ریپارین مهم ترین عوامل موثر بر پایداری کانال بوده اند. بر اساس نمودار پاکس ویسکر پلات وضعیت سه متغیر درجه فروسایی کانال، شواهد موجود مبنی بر فرسایش کرانه، درصد ناپایداری و وجود اشکال رسوبی در بازه های مختلف متفاوت بوده و در نتیجه این عوامل باعث تفاوت حساسیت کرانه رودخانه قلعه رودخان فومن نسبت به ناپایداری شده است. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان می دهد که سه متغیر جنس رسوبات بستر، حفاظت کرانه و پوشش گیاهی ریپارین که در تمامی بازه ها یکسان بوده و از عوامل مهم تاثیرگذار در ثبات و پایداری کانال رودخانه به حساب می آیند. بر اساس یافته های فوق درصد حرکات توده ای کرانه، وجود اشکال رسوبی درون کانال، فروسایی بستر و مدل تکاملی رود از عوامل متغیر در هر بازه به شمار می روند که باعث تفاوت و تغییر وضعیت شدت فرسایش کناره ای و کانال رودخانه می شوند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پایداری کانال؛ رودخانه؛ فرسایش کنارهای؛ فومن؛ قلعه رودخان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Rapid geomorphic assessments (RGAs) to investigating streambank stability in Qaleh Rudkhan Fooman river, Guilan | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Mahdi Hosseinzadeh؛ Manijheh sartipzadeh namin | ||
| Department of Physical Geography, Earth Sciences Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and purpose Bank erosion is one of the geomorphic processes caused by natural and human factors. This phenomenon, as one of the types of water erosion, can create several geomorphic effects in the river. The increase in river erosion also causes the instability of the river and as a result changes the type of flow, changes the pattern of the river and changes the course of the river. So far, several methods of rapid geomorphic assessment have been used to investigate river bank erosion, and one of the most common and widely used in these assessments is the Channel Instability Index (CSI). The aim of our study was to know the applicability of the channel stability index to identify erosion-sensitive and unstable banks in the Qaleh Rudkhan Fooman river in Gilan. Material and methodology Qaleh Rudkhan river is located in the west of Gilan province in Fooman city. This river originates from the northeast heights of Sote village and flows into the Caspian Sea after traveling 40 kilometers from the Qaleh Rudkhan area. The area of the basin is 347.76 Km2. With the aim of studying the bank erosion and stability of the river bank of Qaleh Rudkhan, a part of the river path with a length of approximately 5 km was selected in near the city of Fooman. In this area, 8 reaches were determined based on river conditions (pattern and morphometric differences) and its sensitivity to bank erosion. Then, mapping of cross_sections, Channel morphometry, grain measurement of the bank sediments, state of compaction and stickiness of sediments, and examination of the vegetation characteristics of the bank and flood plain were carried out for each reaches. In eight reaches, using the channel stability index, the streambank erosion situation was investigated. In this model , the primary bed material ,bed/bank protection, degree of incision, degree of constriction, streambank erosion, streambank instability (percentage of mass movements), established riparian woody- vegetative cover, occurrence of bank accretion and stage of channel evolution model are scored. Findings and discussion Based on the findings of the channel stability index (CSI) on the left and right banks of Qaleh Rudkhan river, it showed that the index values ranged from 18.5 to 25.5. Based on these values, reaches one, two, three and four are in a very unstable state (high instability) in terms of channel stability, and reaches five, six, seven and eight are in a medium instability state. Based on the relative score method of bed sediments, bank protection and riparian vegetation are the most important factors affecting channel stability. Based on Pox-Whisker Plot diagram, the status of three variables of degree of incision, the available evidence of bank erosion, percentage of mass movements and occurrence of bank accretion are different in different reaches and as a result of these factors, the sensitivity of the river bank of Qaleh Rudkhan to instability is different. Conclusion The results of this research show that the three variables of the primary bed material, bank protection and established riparian woody- vegetative cover are the same in all reaches and are considered important factors affecting the stability and river channel stability. Based on the above findings streambank instability, occurrence of bank accretion, degree of incision and stage of channel evolution model are variable factors in each reaches, which cause differences and changes in the intensity of river bank erosion and river channel. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Channel stability index, River, Streambank erosion, Fooman city, Qaleh Rudkhan | ||
| مراجع | ||
|
منابع اسماعیلی، ر.، لرستانی، ق. و محمدیان، ر.، 0111 . تحلیل پایداری کرانه رود با استفاده از تکنیکهای ارزیابی سریع ژئومورفیک .11-51 ، مطالعه موردی: رودخانه سیمره در محدوده شهرستان دره شهر استان ایلام، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، 1 https://www.geomorphologyjournal.ir/article_83339.html حسین زاده، م.م.، خالقی، س. و واحدی فر، ف.، 0110 . ارزیابی تغییرات مورفولوژیک و پایداری رودخانه قرانقوچای هشترود با استفاده از مدل BEHI .004-045 ، ، هیدروژئومورفولوژی، 01 https://hyd.tabrizu.ac.ir/article_6385.html حسین زاده، م.م.، شایان، س. و نجف زاده، ف.، 0410 . پتانسیل فرسایشکناره و ناپایداری مجرا در رودخانه حاجیعرب بویینزهرا- .11-51 ،)5( قزوین، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 00 doi: 10.22067/geoeh.2021.71397.1087 رستمی، م.، حسین زاده، م.م. و اسماعیلی، ر.، 0111 . بررسی حساسیت کناره رودخانه در برابر فرسایش و راهکارهای حفاظت ،04-0 ،)4( کنارههای کانال در رودخانه واز چمستان - مازندران، پژوهشهای دانش زمین، 00 doi: 10.52547/esrj.11.4.1 ، رضایی مقدم، م. و پیروزی نژاد، ن.، 0111 . بررسی تغییرات مجرا و فرسایش کنارهای در رودخانه گاماسیاب از سال 0114 تا 0181 .011-011 ، جغرافیا و برنامهریزی، 41 https://geoplanning.tabrizu.ac.ir/article_1441.html فیض اله پور، م. و احمدی، خالق.، 0118 . تحلیل خطرپذیری فرسایش کنارهای با استفاده از مدل BSTEM در حوضه رودخانه کوتر ، .40-01 ،)10( مخاطرات محیط طبیعی، 8 doi:10.22111/jneh.2018.21872.1313 نجف زاده، ف.، حسین زاده. م.م. و شایان، س.، 0411 . حساسیت کرانهای رودخانه حاجیعرب بویینزهرا به فرسایش و افزایش .055-011 ،)1( مخاطرات آن ، مدیریت مخاطرات محیطی، 8 10.22059/jhsci.2021.322479.646 doi. وزارت نیرو، شرکت مدیریت منابع آب ایران.، 0110 . دادههای ایستگاه هیدرمتری. یمانی، م. و شرفی، س.، 0110 . ژئومورفولوژی و عوامل مؤثر در فرسایش کناری رودخانه هررود در استان لرستان، جغرافیا و .05-11 ،)45( برنامهریزی محیطی، 11 https://gep.ui.ac.ir/article_18528.htm Basher, L.R. and De Rose, R.C., 2011. Measurement of river bank and cliff erosion from sequential LIDAR and historical aerial photography. Geomorphology, 126, 132–147. doi.org/10.1016/j.geomorph.2010.10.037 Bernhardt, E.S., Palmer, M.A., Allan, J.D. and et al, 2005. Synthesizing U. S. River restoration efforts, Science, 308, 636-637. doi/10.1126/science.1109769 Chassiot, L., Lajeunesse, P. and Bernier, J.F., 2020. Riverbank erosion in cold environments: review and outlook. Earth-Sci Rev, 207, 103-123. doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103231 Collins, A.L., Janes, V.J.J., Nicholas, A.P. and Quine, T.A., 2017. Analysis of fundamental physical factors influencing channel bank erosion: results for contrasting catchments in England and Wales, Environ Earth Sci, 76(307). doi. 10.1007/s12665-017-6593-x. Downs, P.W. and Simon, A., 1995. An interdisciplinary approach to evaluation of potential instability in alluvial channels, Geomorphology, 3, 215-232. doi.org/10.1016/0169-555X(95)00005-P Freihardt, J. and Frey, O., 2022. Assessing riverbank erosion in Bangladesh using time series of Sentinel-1 radar imagery in the Google Earth Engine, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2022-319 Gasser, E., Perona, P., Dorren, L., Phillips, C., Hubl, J. and Schwarz, M., 2020. A New Framework to Model Hydraulic Bank Erosion Considering the Effects of Roots. Water: 12, https://doi.org/10.3390/w12030893 Heeren, D.M., Mittelstet, A.R., Fox, G.A., Storm, D.E. and et al, 2012. Using rapid geomorphic assessments to assess stream bank stabililty in Okkahmoma Ozarak streams, American Society of ty of Agricultural and Biological Engineers, 55(3), 9518-968. https://digitalcommons.unl.edu/biosysengfacpub Krzeminska, D., Kerkhof, T., Skaalsveen, K. and Stolte, J., 2019. Effect of riparian vegetation on stream bank stability in small agricultural catchments, Catena, 172, 87-96. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.08.014 Piegay, H., Arnaud, F., Belletti, B., Bertrand, M., Bizzi, S., Carbonneau, P., Dufour, S., Liebault, F., Ruiz-Villanueva, V. and Slater, L., 2020. Remotely sensed rivers in the Anthropocene: state of the art and prospects. Earth Surf Process Landforms, 45(1),157-188. doi.org/10.1002/esp.4787. Sarma, J.N. and Goswam, U., 2007. Change of river channel and bank erosion of the Burhi Dihing river (ASSAM), assessed using remote sensing and GIS, Remote Sensing, 1, 93-100. https://doi.org/10.1007/BF02991837 Simon, A. and Klimetz, L., 2008. Magnitude, frequency and duration relations for suspended sediment in stable (reference) southeastern streams. Journal of the American Water Resources Association, 44 (5). 1270-1283. doi.org/10.1111/j.1752-1688.2008.00222.x Vargas-Luna, A., Dur, G., Crosato, A. and Uijttewaal, W., 2019. Morphological adaptation of river channels to vegetation establishment: a laboratory study. J. Geophys. Res-Earth Surf. https://doi.org/10.1029/2018jf004878. Wohl, E., 2020. Rivers in the Anthropocene: The U.S. perspective. Geomorphology, 366 p. Yu, G., Li, Z., Yang, H., Lu, J., Huang, H. and Yi, Y., 2019. Effects of riparian plant roots on the unconsolidated bank stability of meandering channels in the Tarim River, China, Geomorphology, 351(21). https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.106958. Zaimes, G.Ν., Tamparopoulos, A.E., Tufekcioglu, M. and Schultz, R.C., 2021. Understanding stream bank erosion and deposition in Iowa, USA: A seven-year study along streams in different regions with different riparian land-uses. J Environ Manage. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112352.. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 293 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 456 |
||