نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 دانشیار، دانشکده ادبیات و علوم انسانی ، دانشگاه مازندران، بابلسر

3 دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

تغییرات الگوی رودخانه، یکی از مهم‌ترین مسائل مهندسی رودخانه است که فعالیت‌ها و سازه‌های عمرانی را در حاشیه رودخانه‌ها تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. هدف از انجام این پژوهش بررسی روند تغییرات مورفولوژیکی رودخانه نکارود برای یک دورة ۳۵ساله بین سال‌های 1364 تا 1399 از شهر نکا تا محل اتصال رودخانه به دریای خزر است. در پژوهش حاضر رودخانه نکا به طول 39 کیلومتر در بخش جلگه ساحلی از شهر نکا تا ساحل دریای خزر موردمطالعه قرار گرفته است. به‌منظور بررسی تغییرات مسیر رودخانه در سه مقطع زمانی، از سه شاخص مورفومتری، مورفولوژی و مورفودینامیک با استفاده از روش ترانسکت استفاده شده است. در پایان تغییرات کرانه چپ و راست کانال در دوره آماری موردمطالعه، در نرم‌افزار SPSS مورد آزمون آماری قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره‌ای و عکس‌های هوایی نشان می‌دهد که مقادیر ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی، زوایای قوس‌ها در طول رودخانه از بالادست به‌طرف پایین‌دست کاهش یافته است. با توجه به بررسی های انجام شده مشخص شد که رودخانه نکا رود طی 35 سال از نظر شاخص های مورد بررسی اعم از مورفولوژی ، مورفومتری و مورفودینامیک تغییرات محدودی داشته است. تغییرات بستر رودخانه نکارود طی سال 1385 تا 1399 کاهشی بوده است. دلایل این شرایط، وجود کشت زیاد در اطراف رودخانه و حفاظت از کرانه رودخانه، ایجاد بندهای ذخیره و انحراف آب در بخش دوم یعنی در بخش میانی جلگه و سدسازی بر روی این رودخانه (سد گلورد و سایر سدها) بوده است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Historical analysis of channel planform changes, displacement and stability in Neka river (Neka, Mazandaran)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mahdi Hosseinzadeh 1
  • Reza Esmaili 2
  • mohsen Nabizadeh Bahnamiri 3

1 Associated Professor, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran

2 Associated Professor, Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Mazandaran

3 Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran

چکیده [English]

 Extended Abstract
 Introduction
Changes in river pattern is one of the most important issues of river engineering that affects the activities and construction structures along rivers.Changes in the parameters of the meandering can be due to changes by humans, changes in the hydrological regime of the river, ecological changes or due to geomorphology of the region.Knowledge and understanding of the morphological changes of meandering patterns and the natural dynamics of river systems are very important for the purposes of planning, urban planning, dam construction, erosion and sedimentation, road construction and protection and reconstruction of river channels.By studying the amount of changes in river parameters, especially the length and width of the channel in a region, the future of the meandering patterns and rivers can be predicted.
Channel form is a good initial guide to determine the morphology and channel form changes in alluvial rivers.In fact, the most obvious feature of a river is its planform or geometric form.A river plan is called a planform, which shows the characteristics of a channel and a floodplain in an alluvial river.The term river pattern describes the planimetric (two-dimensional) shape of rivers.In the new classifications, channel patterns are classified into straight, meandering, braided, and anastomosing.The purpose of this study is to investigate the trend of morphological changes in the Nekaroud River from the city of Neka to where the river joins the Caspian Sea for a period of 35 years between 1364 to 1399.
Methodology
Neka river originates from Alborz mountains in the southern part of Gorgan city and passes through the southern part of Behshahr and flows into the Caspian Sea.The area of Neka Basin is 1902 km.The Neka River is 130 km long in the mountains and 39 km long in the coastal plains.In this study, the Neka River with a length of 39 km in the coastal plain from Neka to the Caspian Sea has been studied.
At first, Nekaroud was divided into three parts: upper, middle and lower part and the changes were studied separately and together.With this method, the amount of displacement, change of dimensions and pattern of bends were determined.Using the method of historical changes, the river route map related to different periods based on aerial photographs of 1985 (National Geographical Organization of Iran) and satellite images (from Google Earth) of 2006 and 1399 has been digitized in GIS software.
In order to study the changes of the river in three time periods, from three indicators including morphometry which includes (channel length, arc radius, central angle, wave amplitude, wavelength), morphology which includes (different models of lateral migration including retraction, new meander,migration, confined migration, cutoff, growth, meandering change, double heading) and morphodynamics (transect method) have been used.Finally, the changes of the left and right sides of the channel in the studied statistical period were statistically tested in SPSS software.
Results and discussion
The results of the study of satellite images and aerial photographs show that the values of the curvature coefficient, the central angle, the angles of the arcs along the river have decreased from the upstream to the downstream.Based on these morphometric characteristics, the river is classified into three parts including the developed meandering pattern, the undeveloped meandering pattern and the almost meandering pattern in the third reach.
Although the morphometric values of the channel show that the Neka River has changed,however, the statistical test in the section with a developed meandering pattern showed that no significant changes were observed in the right bank during two different periods.There were no significant changes in the left bank of the river during 2006 and 2016.
The study of Yemani and Hosseinzadeh (2013) on the Talar River and Yemani et al. (2014) on the Babol River had similar results. In these studies, similar to the Nekarud River, at the beginning of the river's entry into the coastal plain, i.e., the alluvial fan  section (the first part of the Nekarud), there is more instability and changes are still taking place during large floods; However, in the second and third periods, due to human intervention and protection, the channel deepened and finally, the main river was divided into several branches in order to transfer water to the rice agricultural lands, which caused the degree of instability and changes in the channel pattern in the four The last decade is at a minimum.
Conclusion
According to the studies, it was found that the Nekarood River has had limited changes in terms of morphology, morphometry and morphodynamics during 35 years.Changes in the bed of the Nekaroud River during 2006 to 1399 have been decreasing. The reasons for these conditions are the existence of large-scale cultivation around the river and the protection of the river bank, the creation of storage dams and water diversion in the middle part of the coastal plain and the construction of dams on this river (Golord Dam and other dams).With the construction of these dams, many changes were made in hydrological parameters such as flow velocity and discharge. Also, the amount of erosion and the amount and method of sedimentation have changed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River morphology
  • Curvature coefficient
  • Meandering
  • Nekarud
  • Pattern changes
1- اسفندیاری درآباد، رحیمی، لطفی، عبادی؛ فریبا، مسعود، خداداد،الهامه (1399) آشکارسازی تغییرات جانبی مجرای رودخانه قزل‌اوزن دربازه زمانی 1993 تا 2013. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی،سال بیستم،شماره 57،صص.124-113.
2- اسماعیلی، دلیری؛ رضا،راحیل (1398). تحلیل مورفولوژیکی و مورفودینامیکی پیچان‌رودهای رودخانه شلمانرود،استان گیلان. پژوهش‌های دانش زمین، سال دهم،شماره 39،صص. 141 - 153.
3- اسماعیلی، لرستانی، بازیار؛ رضا، قاسم، غفور (1396). اثرات احداث سد بر ویژگی‌های پیچان‌رودی قسمت‌های میانی گرگانرود. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 49، شماره 4، صص. 657 - 666.
4- المدرسی، خبازی، اولیایی، شهبازی؛ سیدعلی، مصطفی، علی، میثم (1397). بررسی نقش مؤثر بر پیچانرودشدن  و تغییرات رودخانه دالکی بااستفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. جغرافیاوبرنامه‌ریزی محیطی، سال 29، پیاپی 69، شماره 1،صص. 165 - 176 .
5- بلواسی،اصغری سراسکانرود،اسفندیاری، زینالی؛ایمانعلی، صیاد، فریبا، بتول (1400). ارزیابی دینامیک جانبی مجرای رودخانه کهمان. نشریه علمی جغرافیاوبرنامه‌ریزی، شماره 25،صص. 59-83 .
6- حسین‌زاده،اسماعیلی؛ محمدمهدی، رضا (1397). برآوردفرسایش کناره‌ای رودخانه بااستفاده از مدل BSTEM. فصلنامه زمین ‌شناسی ایران، سال 11، شماره 45، صص. 53 - 70 .
7- حسین‌زاده،اسماعیلی؛ محمدمهدی، رضا (1397). ژئومورفولوژی رودخانه‌ای، مفاهیم، فرم‌هاوفرایندها. چاپ اول، تهران،انتشارات دانشگاه شهیدبهشتی.
8- خوش ‌رفتار،احمدی ترکمانای، فیض‌الله‌ پور؛ حامدی؛ رضا،اصغر، مهدی، نسرین (1398). بررسی پیچان‌رودهای قزل‌اوزن درمحدوده شهرستان ماه‌ نشان - زنجان. پژوهش‌ های ژئومورفولوژی کمی، سال هفتم، شماره 4،صص. 15 - 30 .
9- رضائی‌مقدم، خیری‌ زاده، رحیمی؛ محمدحسین، منصور، مسعود (1395). بررسی جابه‌جایی جانبی مجرای رودخانةارس از سال 1379 تا 1393 (از 15 کیلومتری غرب شهراصلاندوز تا خروج رودخانه از محدودة سیاسی ایران). جغرافیاوبرنامه‌ریزی محیطی, سال 27 شماره 3،صص. 15-32.
10- رورده، لرستانی، چراغی؛ همت‌اله، قاسم، معصومه (1395). بررسی تغییرات جانبی آبراه و بستر بابل ‌رود در بازه شهر بابل. پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز. سال هفتم، شماره 14، صص. 96-105.
11- عبداللهی کاکرودی، جلوخانی نیارکی، کریمی فیروزجایی؛ عطا‌اله، محمدرضا، محمد (1396). تهیه نقشه خطر سیل مبتنی برانرژی جریان بااستفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی مطالعه موردی: رودنکا. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، سال پنجم، شماره 4، صص. 159 - 175 .
12- معصومی، غریب ‌رضا، معتمد؛ حمیدرضا، محمدرضا،احمد (1390). بررسی مورفولوژی و الگوی پیچان‌رودی رودخانه زهره در جلگه ساحلی هندیجان.  مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 3، شماره 2،صص. 102 - 112 .
13- نظم‌فر، عشقی چهاربرج، عمرانی؛ حسین، علی، منیره (1398). تحلیل بافت شهری با استفاده ازروش ترانسکت مطالعه موردی: شهرارومیه. فصلنامه  آمایش محیط، دوره 1،،شماره 47، صص. 45 - 65 .
14- یمانی، حسین‌زاده؛ مجتبی، محمدمهدی (1383). بررسی الگوی پیچان‌رودی رودخانه تالار بااستفاده از شاخص‌ های ضریب خمیدگی و زاویه مرکزی، دوره 19، شماره 2 (پیاپی 73)،صص. 144 - 154 .
15- یمانی، گورابی، عابدینی؛ مجتبی، ابوالقاسم، زهرا (1394). تحلیل روند تغییرات مورفولوژیکی الگوی آبراهه بابلروداز طریق نیمرخ‌ های متساوی‌ البعد (ترانسکت). هیدروژئومورفولوژی, 2 سال دوم، شماره 3،صص. 137-157.
16- یوسفی، وفاخواه، میرزایی؛ صالح، مهدی، سمیه (1392). پایش تغییرات طول و عرض جریان در رودخانه کارون طی دو دهه با استفاده ازRS وGIS. بیستمین کنفرانس ملی نقشه و اطلاعات مکانی (ژئوماتیک)، تهران - سازمان نقشه ‌برداری کشور.
17- Annayat, Wajahat. & Sundar Sil, Briti. (2020).  Changes in Morphometric Meander Parameters and Prediction of Meander Channel Migration for the Alluvial Part of the Barak River, Journal of the Geological Society of India, Vol. 96,  pp. 279–291
18- Bai, Jie.,  Li, Junli.,   Bao, Anmin &   Chang ,Cun. (2021). Spatial-temporal variations of ecological vulnerability in the Tarim River Basin, Northwest China, Journal of Arid Land, Vol.13,  814–834
19- Brice, James. C. (1974). Evolution of meander loops. Geological Society of America Bulletin, Vol. 85, pp.  581- 586.
20- Guo, Xiwei., Gao, Peng. & Li, Zhiwei. (2021). Morphological characteristics and changes of two meandering rivers in the Qinghai-Tibet Plateau, China, Geomorphology, Vol.379, pp. 107-129.
21- Leopold, Luna Bergere. & Wolman, M.Gordon. (1957). River Channel Patterns- Braided, Meandering and Straight.  Prof. Paper 282B. U.S. Geological Survey, Washington.
22- Li, Chengming.,  Zhu, Lining.,     Dai, Zhaoxin. &    Wu, Zheng. (2021). Study on Spatiotemporal Evolution of the Yellow River Delta Coastline from 1976 to 2020, Remote Sensing, Vol. 13, No. 23 pp. 47-69, DOI: 10.3390/rs13234789
23- Nanson, Gerald.C. & Hickin, Edward.J. (1983). Channel migration and incision on the Beatton River. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 109, No. 3, pp. 327–337.
24- Nicoll, Tami. J. & Hickin, Edward .J. (2014). Planform geometry and channel migration of confined meandering rivers on the Canadian prairies, Geomorphology, Vol.116, No. 1–2, pp. 37-47
25- Thou, Tian. & Endreny, Theodor. (2020).  The Straightening of a River Meander Leads to Extensive Losses in Flow Complexity and Ecosystem Services, Water, Vol. 12, No. 6, pp. 1680-1696, https://doi.org/10.3390/w12061680
26- Yan , Xue., Zhang , Jinliang., Li , Yang. & Sun, Long. (2021). Channel Migration of the Meandering River Fan: A Case Study: of the Okavango Delta, Water, Vol.13, pp.19-33 .