اندازه‌گیری و تخمین تغییرات زمانی رسوب معلق با استفاده از رویکرد منحنی سنجه رسوب در رودخانه مرگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار منابع طبیعی (علوم و مهندسی آبخیزداری)، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 استادیار منابع طبیعی (مهندسی مرتعداری)، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

رسوب معلّق به عنوان یک جزء مهمّ هیدرولوژیکی، ژئومرفولوژیکی و اکولوژیکی، عامل مستقیم ناپایداری رودخانهها شناخته شده است؛ بنابراین، شناخت تغییرپذیری آن در رودخانهها برای مدیریت منابع آب و مسائل محیطزیستی امری ضروری است. به این منظور، تعداد پنج رگبار طی یک دورة 4 ماهه در سال 1395-1394 در رودخانة مِرِگ نمونهبرداری و تجریه و تحلیل شدند. نمونهبرداریها، در فواصل زمانی دو تا چهار ساعته انجام گرفت و میزان غلظت رسوب معلّق در آزمایشگاه با استفاده از کاغذ صافی به دست آمد. تخمین تغییرات زمانی رسوب معلّق طی رگبار با استفاده از منحنیهای سنجة رسوب صورت گرفت. رویکردهای مختلفی از جمله تهیّة منحنی سنجة رسوب بر اساس الگوی حلقههای رسوبی، تفکیک هیدرولوژیکی و مقیاس فصلی به کار گرفته شد. رگبارهای اندازهگیری‌شده دارای مقادیر دبی پیک از 38/1 تا 40/49 متر مکعب بر ثانیه بودند که دامنة مناسبی از دبیهای پیک کم تا زیاد در این رودخانه را پوشش میدهد. همچنین غلظت رسوب حداکثر اندازهگیری‌شده در این رگبارها نیز از حداقل 1 تا حداکثر 2/15 گرم بر لیتر به دست آمد. میانگین بار رسوب معلّق در دورة مطالعاتی 15919 تن بوده است. اندازهگیری رسوب معلّق طی دو فصل زمستان و بهار در حوضة مورد مطالعه نشان داد که میزان تولید و انتقال رسوب در بهار بیشتر از زمستان است. روابط برازش‌شده بر تمامی منحنیهای سنجه معتبر و دارای ضریب تبیین بالای 5/0 و خطای تخمین زیر 50% بودند. نتایج این پژوهش نشان میدهد که منحنی سنجه در رودخانة مِرِگ میتواند تخمین قابل قبولی از بار رسوب معلّق بدون نیاز به طبقهبندی یا تفکیک دادهها ارائه دهد.
 

کلیدواژه‌ها


آقابیگی امین، سهیلا؛ تلوری، عبدالرسول؛ میرنیا، سید خلاق؛ فیض‌نیا، سادات؛ وفاخواه، مهدی (1392) بررسی تغییرات غلظت رسوب معلّق در سیلاب‌های فصلی ناشی از باران و ذوب برف، مهندسی و مدیریت آبخیز، 5 (3)، صص. 251-211.
اسدالهی، ذکریا؛ وفاخواه، مهدی؛ صادقی، سید حمید رضا (1392) تهیّة مدل برآورد رسوب روزانه در حوضة آبخیز جنگلی کجور، مرتع و آبخیزداری، مجلّة منابع طبیعی ایران، 67 (1)، صص. 15-1.
رییسی، محمد باقر؛ صادقی، سید حمید رضا (1389) دقّت روش زمان مساحت در تهیّة رسوب‌نگار در حوضة آبخیز کجور، مرتع، 4 (2)، صص. 333-320.
سعیدی، پری؛ صادقی، سید حمید رضا؛ تلوری، عبدالرسول (1395) شبیه‌سازی رسوب‌نمود با استفاده از آب‌نمود، مهندسی و مدیریت آبخیز، 8 (1)، صص. 41-28.
صادقی، سید حمید رضا؛ ابراهیمی محمدی، شیرکوه؛ چپی، کامران (1394) تحلیل فرایندهای درون رگباری تحویل رسوب معلّق تعدادی از زیرحوضه‌های دریاچة زریوار به کمک الگوی حلقه‌های رسوبی، مرتع و آبخیزداری، 68 (2)، صص. 340-323.
عرب‌خدری، محمود (1393) مروری بر نرخ فرسایش آبی و تولید رسوب در ایران، ترویج و توسعة آبخیزداری، 2 (4)، صص. 30-23.
فضلی، سمیه؛ صادقی، سید حمید رضا؛ خالدی درویشان، عبدالواحد (1389) مدل‎سازی بارش روان‎آب و رسوب، علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 4 (11)، صص. 45-41.
کریمی، زینب؛ حیدری‌زاده، مجید؛ پرهمت، جهانگیر (1388) بررسی روند کاهش جریان و خشک‌شدن رودخانة دائمی مر با استفاده از مدل Salas، پنجمین همایش ملّی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران (مدیریت پایدار بلایای طبیعی)، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان).
نور، حمزه؛ صادقی، سید حمید رضا (1390) مدل‎سازی رسوب‎نگار واحد لحظه‎ای، تحقیقات منابع آب، 7 (4)، صص. 70-62.
Asselman, N. E. M. (2000) Fitting and Interpretation of Sediment Rating Curves, Hydrology, 234, pp. 228-248.
Bussi, G., Dadson, S. J., C. Prudhomme, Whitehead, P. G. (2016) Modelling the Future Impacts of Climate and Land-Use Change on Suspended Sediment Transport in the River Thames (UK), Hydrology, 542, pp. 357-372.
Crowder, D. W., Demissie, M., Markus, M. (2007) The Accuracy of Sediment Loads When Log Transformation Produces Nonlinear Sediment Load Discharge Relationships, Hydrology, 336, pp. 250-268.
Drewry, J. J., Newhama L. T. H., Croke, B. F. W. (2009) Suspended Sediment, Nitrogen and Phosphorus Concentrations and Exports During Storm-Events to the Tuross Estuary, Australia, Journal of Environmental Management, 90, pp. 879-887.
Eder, A., Strauss, P., Krueger, T., Quinton, J. N. (2010) Comparative Calculation of Suspended Sediment Loads with Respect to Hysteresis Effects (in the Petzenkirchen Catchment, Austria), Hydrology, 389, pp. 168-176.
Gao, P., Josefson, M. (2012) Temporal Variations of Suspended Sediment Transport in Oneida Creek Watershed, Central New York, Hydrology, 426-427, pp. 17-27.
Harrington, S. T., Harrington, J. R. (2012) An Assessment of the Suspended Sediment Rating Curve Approach for Load Estimation on the Rivers Bandon and Owenabue, Ireland, Geomorphology, doi: 10.1016/j.geomorph.2012.12.002.
Higgins, A., Restrepo J. C., Ortiz J. C., Pierini J., Otero L. (2015) Suspended Sediment Transport in the Magdalena River (Colombia, South America): Hydrologic Regime, Rating Parameters and Effective Discharge Variability, International Journal of Sediment Research, doi.org/10.1016/j.ijsrc.2015.04.003.
Horowitz, A. J. (2008) Determining Annual Suspended Sediment and Sediment-Associated Trace Element and Nutrient Fluxes, Science of the Total Environment, 4, pp. 315-343.
Hu, B., Wang, H., Yang, Z., Sun, X. (2011) Temporal and Spatial Variations of Sediment Rating Curves in the Changjiang (Yangtze River) Basin and Their Implications, Quaternary International, 230, pp. 34-43.
Khanchoul, K., Boukhrissa, Z. E. A., Acidi, A., Altschul, R. (2012) Estimation of Suspended Sediment Transport in the Kebir Drainage Basin, Algeria Quaternary International, 262, pp. 25-31.
Mosaffaie, J., Ekhtesasi, M. R., Dastorani, M. T., Azimzadeh, H. R., Zare Chahuki, M. A. (2015) Temporal and Spatial Variation of the Water Erosion Rate, Arabian Journal of Geosciences, 8 (8), pp. 5971-5979.
Mosaffaie, J., Talebi, A. (2014) A Statistical View to the Water Erosion in Iran, Extension and Development of Watershed Management, 2 (5), pp. 9-17.
Oliveira, K. S. S., Quaresma S. V. (2017) Temporal Variability in the Suspended Sediment Load and Stream Flow of the Doce River, South American Earth Sciences, 78, pp. 101-115.
Quilbe, R., Rousseau, A. N., Duchemin, M., Poulin, A., Gangbazo, G., Villeneuve, J. (2006) Selecting a Calculation Method to Estimate Sediment and Nutrient Loads in Streams: Application to the Beaurivage River (Quebec, Canada), Hydrology, 326, pp. 295-310.
Restrepo, J. C., Ortíz, J. C., Pierini, J., Schrottke, K., Maza, M., Otero, L., Aguirre, J. (2014) Freshwater Discharge into the Caribbean Sea from the Rivers of Northwestern South 27 America (Colombia): Magnitude, Variability and Recent Changes, Hydrology, 509, pp. 266-281.
Rovira A., Ibanez C., Martín J. P. (2015) Suspended Sediment Load at the Lowermost Ebro River (Catalonia, Spain). Quaternary International, pp. 1-11.
Sadeghi, S. H. R., Mizuyama, T., Miyata, S., Gomi, T., Kosugi, K., Fukushima, T., Mizugaki, S., Onda. Y. (2008) Development, Evaluation and Interpretation of Sediment Rating Curves for a Japanese Small Mountainous Reforested Watershed, Geoderma, 144, pp. 198-211.
Singh, P. K., Jain, M. K., Mishra, S. K. (2013) Fitting a Simplified Two-Parameter Gamma Distribution Function for Synthetic Sediment Graph Derivation from Ungagged Catchments, Arabian Journal of Geosciences, 6 (6), pp. 1835-1841.
Singh, V. P. (1992) Elementary Hydrology, Economy Edition, New Delhi, India.
Suif, Z., Fleifle, A., Yoshimura, C., Saavedra, O. (2016) Spatio-Temporal Patterns of Soil Erosion and Suspended Sediment Dynamics in the Mekong River Basin, Science of the Total Environment, doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.12.134.
Tramblay, Y., Saint-Hilaire, A., Taha, B. M. J., Ouarda Moatar, F., Hecht, B. (2010) Estimation of Local Extreme Suspended Sediment Concentrations in California Rivers, Science of the Total Environment, 408, pp. 4221-4229.
Wei, Y., Jiao, J., Zhao, G., Zhao, H., He, Z., Mua, X. (2016) Spatial–Temporal Variation and Periodic Change in Streamflow and Suspended Sediment Discharge Along Themainstreamof the Yellow River during 1950‐2013, Catena, 140, pp. 105-115.