| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شمارهها | 1,553 |
| تعداد مقالات | 18,934 |
| تعداد مشاهده مقاله | 63,561,855 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 23,268,356 |
تحلیل تغییرات مورفولوژیکی رودخانه با استفاده از تصاویر ماهوارهای و GIS (مطالعه موردی: رودخانه سفیدرود، گیلان) | ||
| جغرافیا و برنامهریزی | ||
| دوره 30، شماره 96، شهریور 1405، صفحه 464-437 اصل مقاله (2.06 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/gp.2025.67811.3421 | ||
| نویسنده | ||
| مریم ایلانلو* | ||
| استادیار، گروه جغرافیا ، واحدماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران. رایانامه: | ||
| چکیده | ||
| ژئومورفولوژی، شرایط هیدرولوژیکی و فعالیتهای انسانی موجب تغییر شکل رودخانه و جابجایی مسیر آن میشوند که این امر پیامدهای زیستمحیطی و اجتماعی-اقتصادی به همراه دارد. هدف از این پژوهش بررسی جابه جایی زمانی و مکانی بخشی از رودخانه سفیدرود در استان گیلان میباشد. این پژوهش با بهرهگیری از ابزارها و تکنیکهای سنجش از دور و GIS، به بررسی تغییرات مورفولوژیکی، اندازهگیری میزان جابجایی فضایی-زمانی، فرسایش و رسوبگذاری بستر رودخانه سفیدرود طی یک دورهی ۴۰ ساله (۱۹۸۵ تا ۲۰۲۵) میپردازد. تغییرات مورفولوژیکی بر اساس شاخص درجه پیچشی (sinuosity index)، عرض رودخانه اندازهگیری شدهاند. نتایج نشان داد که بستر انتخابی مورد مطالعه در دهههای ۱۹۸۵ تا ۲۰۰۵ عمدتاً تحت تأثیر رسوبگذاری گسترده قرار داشته است، به طوری در گذشته، افزایش مساحت بستر و کاهش انرژی جریان، شرایط مناسب برای رسوبگذاری در بستر رودخانه فراهم کرده بود. با ورود به بازه زمانی ۲۰۰۵ تا ۲۰۲۵، این روند معکوس شده و بستر فعال رودخانه با کاهش معنادار عرض و تشدید فرسایش جانبی، پویایی بیشتری از خود نشان داده است. همزمان، پهنای کل رودخانه از حدود ۲۳۴۶۷ متر در سال ۱۹۸۵ به ۴۱۷۶ متر در سال ۲۰۲۵ کاهش یافته است، که نشاندهنده کاهش حدود ۸۲ درصدی در طول دوره مطالعه است. کاهش ضریب خمیدگی در تمامی مقاطع نشاندهندهی کاهش میزان پیچوخم و گرایش رودخانه به مسیر مستقیمتر است. جابهجایی عرضی مجرا عمدتاً به سمت غرب صورت گرفته و در نواحی بالادست و میانی شدت بیشتری داشته است. تحلیل پروفیلهای شماتیک و نقشههای فرسایش و رسوبگذاری نیز نشان میدهد که در دهههای ابتدایی، فرایند رسوبگذاری غالب بوده، اما به مرور زمان روند فرسایش افزایش یافته و در برخی بخشها موجب پایداری نسبی بستر شده است. | ||
تازه های تحقیق | ||
مطالعه حاضر با استفاده از تحلیلهای مکانی و ترسیم نقشههای فرسایش و رسوبگذاری طی چهار دهه (۲۰۱۵-۱۹۸۵) نشان میدهد رودخانه سفیدرود در محدوده مورد بررسی، دستخوش تغییرات مورفولوژیکی چشمگیر و متغیری شده است که این روند بر اساس نقشههای فرسایش و رسوبگذاری در دهههای مختلف بهوضوح قابل مشاهده است. نتایج نشان میدهد که در دو دهه نخست (۱۹۹۵–۱۹۸۵ و ۲۰۰۵–۱۹۹۵)، رسوبگذاری بر بستر رودخانه غالب بوده است؛ به گونهای که رسوبگذاری بخش عمدهای از مسیر رود را در بر میگرفتند و فرسایش محدود به بخشهایی پراکنده و کوچکتر بود. این الگو بیانگر دورهای از کاهش انرژی جریان، افزایش بار رسوبی رودخانه و یا کاهش دبی عبوری بود که منجر به تجمع رسوبات و عریضتر شدن مقطعی بستر میشد. میتوان حدس زد که در این بازهها، نقش سدسازیها یا خشکسالیهای مقطعی و بهرهبرداری گسترده از منابع شن و ماسه، سهم عمدهای در انتقال و رسوبگذاری رسوبات داشتند. در دهه سوم (۲۰۱۵–۲۰۰۵)، اما الگوی تغییرات متعادلتر و متوازنتر گردیده است؛ نواحی فرسایشی نسبت به گذشته فراگیرتر و پیوستهتر شدهاند و همزمان، سهم مناطق بدون تغییر نیز افزایش یافته است. این تغییر رفتار بیانگر ورود رودخانه به دورهای گذار بین دینامیک غالبِ رسوبگذاری و آغاز مجدد فعالیتهای فرسایشی است و نشان میدهد که بخشی از انرژی جریان به بازپسگیری و برداشت رسوبات رسوبگذاری شده دورههای قبل اختصاص یافته است. همچنین افزایش مناطق پایدار نشاندهنده تثبیت نسبی مورفولوژی بستر میباشد.در دهههای اخیر و دوره پایانی (۲۰۱۵–۲۰۲۵)، با توجه به تداوم این روند و کاهش کلی عرض بستر در تمام مقاطع، میتوان نتیجه گرفت که رودخانه در مسیر کوچک شدن پیوسته و میل به تعادل مورفودینامیکی بیشتر قرار گرفته است. این فرایند با کاهش ظرفیت ذخیره سیلاب، افزایش سرعت جریان و کاهش تنوع زیستگاههای بستر همراه است. مقایسه با مطالعات مشابه (مانند رودخانه باگماتی و کوشی در نپال یا رودخانه زرد و برهماپوترا) نشان می دهد که مطالعات جهانی بر روی رودخانههای تحت تأثیر سدسازی و تغییر کاربری حوضه، اغلب نشاندهنده روند غالب باریکشدن، کاهش پهنای فعال رود و کاهش پویایی جانبی است (بارال، باسنت و داهل، 2022: وانگ، لی، هی، 2017). مانند نتیجه مشاهدات در سفیدرود، بسیاری از این سیستمها ابتدا به دلیل کاهش دبی و بار رسوبی، مرحلهای از رسوبگذاری را طی میکنند و سپس، با پایداری بیشتر جهت جریان و تقویت انرژی موضعی، فرایندهای فرسایشی افزایش مییابد تا کانال به تعادل جدید برسد که این نتایج با نتایج پژوهش سلیمانی و ایلانلو (1404) مطابقت دارد. همچنین در برخی مطالعات (بارال، باسنت و داهل، 2022)، حتی زمانی که میانگین سالانه رسوبگذاری چهار برابر فرسایش بوده، همچنان روند کلی کوچکشدن بستر و کاهش مساحت فعال رودخانه ثبت شده است- یافتهای که با مشاهدات حاضر مطابقت دارد. وجه تمایز سفیدرود در مقایسه با برخی سیستمهای مطالعهشده در منابع خارجی، شدت و وسعت کم نواحی بدون تغییر (زرد) در نقشههاست. این ویژگی بیانگر پویایی بالا و استمرار تحول بستر است و میتواند نتیجه تعامل پیچیده عوامل طبیعی (نوسانات اقلیمی، تغییرات بارش و دبی، مکانیزمهای انتقال و رسوب) با عوامل انسانی (سدسازی، برداشت رسوب، تغییرات کاربری اراضی و تثبیت سواحل) باشد. در جمعبندی، مطالعه حاضر با بهرهگیری از سنجش از دور و سامانههای اطلاعات جغرافیایی (GIS) توانسته است تغییرات مورفولوژیکی رودخانه سفیدرود را به صورت مکانی و زمانی در چهار دهه اخیر به دقت تحلیل و ترسیم کند. استفاده از دادههای ماهوارهای و تکنیکهای تحلیل مکانی امکان شناسایی دقیق نواحی فرسایش و رسوبگذاری را فراهم ساخته است که این امر بدون چنین فناوریهایی بسیار دشوار و زمانبر بود. به کمک ابزارهای سنجش از دور، تغییرات گسترده و پویای بستر رودخانه که ناشی از عوامل طبیعی و انسانی است، به صورت مستمر و با دقت بالا ثبت شده و روندهای کلی تحولات مورفودینامیکی قابل ردیابی گردیدهاند. علاوه بر این، GIS به عنوان پلتفرمی قوی برای مدیریت، تحلیل و ترسیم نقشههای فرسایش و رسوبگذاری، امکان همپوشانی دادههای مکانی مرتبط با فعالیتهای سدسازی، برداشت مواد رسوبی و تغییرات کاربری اراضی را فراهم ساخته است، که این همگرایی اطلاعاتی به درک بهتر عوامل مؤثر در تغییرات مورفولوژیک کمک شایانی کرده است. این کاربردهای سنجش از دور و GIS ضمن تسهیل پایش و ارزیابی مداوم، بسترساز مدیریت هوشمندانه بستر رودخانه و طراحی راهبردهای پایدار جهت حفظ تعادل هیدرومورفودینامیک و حفاظت اکولوژیک زیستبوم رودخانهای میباشند. از این طریق، مطالعه نمونه سفیدرود نشاندهنده نقش حیاتی فناوریهای نوین فضایی در پژوهشهای زیستمحیطی و مدیریت منابع طبیعی است و تأکید میکند که ترکیب سنجش از دور و GIS میتواند به عنوان ابزارهای کلیدی در نظارت بلندمدت و برنامهریزی دقیق برای حفاظت و بهرهبرداری بهینه از رودخانهها و اکوسیستمهای وابسته به آنها به کار گرفته شوند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| رسوبگذاری؛ فرسایش؛ رودخانه؛ موروفولوژی؛ سفیدرود | ||
| اصل مقاله | ||
|
ژئومورفولوژی، شرایط هیدرولوژیکی و فعالیتهای انسانی موجب تغییر شکل رودخانه و جابجایی مسیر آن میشوند که این امر پیامدهای زیستمحیطی و اجتماعی-اقتصادی به همراه دارد. هدف از این پژوهش بررسی جابه جایی زمانی و مکانی بخشی از رودخانه سفیدرود در استان گیلان میباشد. این پژوهش با بهرهگیری از ابزارها و تکنیکهای سنجش از دور و GIS، به بررسی تغییرات مورفولوژیکی، اندازهگیری میزان جابجایی فضایی-زمانی، فرسایش و رسوبگذاری بستر رودخانه سفیدرود طی یک دورهی ۴۰ ساله (۱۹۸۵ تا ۲۰۲۵) میپردازد. تغییرات مورفولوژیکی بر اساس شاخص درجه پیچشی (sinuosity index)، عرض رودخانه اندازهگیری شدهاند. نتایج نشان داد که بستر انتخابی مورد مطالعه در دهههای ۱۹۸۵ تا ۲۰۰۵ عمدتاً تحت تأثیر رسوبگذاری گسترده قرار داشته است، به طوری در گذشته، افزایش مساحت بستر و کاهش انرژی جریان، شرایط مناسب برای رسوبگذاری در بستر رودخانه فراهم کرده بود. با ورود به بازه زمانی ۲۰۰۵ تا ۲۰۲۵، این روند معکوس شده و بستر فعال رودخانه با کاهش معنادار عرض و تشدید فرسایش جانبی، پویایی بیشتری از خود نشان داده است. همزمان، پهنای کل رودخانه از حدود ۲۳۴۶۷ متر در سال ۱۹۸۵ به ۴۱۷۶ متر در سال ۲۰۲۵ کاهش یافته است، که نشاندهنده کاهش حدود ۸۲ درصدی در طول دوره مطالعه است. کاهش ضریب خمیدگی در تمامی مقاطع نشاندهندهی کاهش میزان پیچوخم و گرایش رودخانه به مسیر مستقیمتر است. جابهجایی عرضی مجرا عمدتاً به سمت غرب صورت گرفته و در نواحی بالادست و میانی شدت بیشتری داشته است. تحلیل پروفیلهای شماتیک و نقشههای فرسایش و رسوبگذاری نیز نشان میدهد که در دهههای ابتدایی، فرایند رسوبگذاری غالب بوده، اما به مرور زمان روند فرسایش افزایش یافته و در برخی بخشها موجب پایداری نسبی بستر شده است. | ||
| مراجع | ||
|
ابراهیمی، لیلا؛ ایلانلو، مریم و حمید، زینب (1404). بررسی تغییرات مورفولوژیکی در دشت آبرفتی و جلگه ساحلی (مطالعه موردی: رودخانه بهمنشیر). مجله ژئومورفولوژی کمی.
ایلانلو، مریم و کرم، امیر (1399). ارزیابی شرایط هیدرومورفولوژیکی رودخانه جاجرود با استفاده از روش MQI. مجله تجقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 16(2)، 296-308.
خالقی، سمیه؛ روستایی، شهرام و خورشیددوست، محمدعلی (1402). ارزیابی قابلیت اتومای سلولی در شبیهسازی میزان تحول و فرسایش در سیستم رودخانهای (مطالعه موردی: حوضه آبریز لیقوان). مجله جغرافیا و برنامهریزی ، 55(4)، 101-87..
رجبی, معصومه، روستایی, شهرام، برزکار.محسن (1400). بررسی پایداری رودخانه زاب از طریق طبقه بندی مورفولوژیکی آبراهه به روش رزگن. مجله جغرافیا و برنامهریزی، 25(75)، 141-155. Doi: 10.22034/gp.2021.10858
سلطانی گردفرامرزی، سمیه؛ عسگری ورزیده، سمیه و تازه، مهدی (1397). بررسی روند تغییرات زوایه مرکزی و شعاع مرکزی در مئاندرهای رودخانه گاماسیاب با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. مجله جغرافیا و برنامهریزی, 22(63)، 225-240.
سلیمانی، بهناز و ایلانلو، مریم (1397). پهنهبندی تغییرات زمانی و مکانی بستر رودخانه با استفاده از تصاویر ماهوارهای در محیط نرمافزار Arc/Map :نمونه موردی: رودخانه بهمنشیر. مجله هیدروژئومورفولوژی، 12(43)، 81-103.
Ali, A. N. A., Ariffin, J., Adib, M., Razi, M., & Jazuri, A. (2017). Environmental degradation: A review on the potential impact of river morphology. MATEC Web of Conferences, 103, 04001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201710304001 Ali, M., Zaman, A. K. M. M., Islam, M. R., Hridoy, S. K., & Akhtar, M. P. (2017). Socio-economic impacts of river bank erosion: a case study on coastal island of Bangladesh. The Journal of NOAMI, 34(2), 73-84.DOI: 10.1051/matecconf/201710304001 Alcántara-Ayala, I. (2002). Geomorphology, natural hazards, vulnerability and prevention of natural disasters in developing countries. Geomorphology, 47(2–4), 107–124. https://doi.org/10.1016/S0169-555X(02)00067-4 Baral, B. D., Basnet, A., & Dahal, S. (2022). Morphological changes, channel shifting, erosion and deposition analysis of the Bagmati River, Nepal (1988–2018) using GIS and remote sensing. Environmental Challenges, 17, 101009. https://doi.org/10.1016/j.envc.2022.101009 Batalla, R. J., & Vericat, D. (2011). Recent advances in the use of remote sensing and GIS in river management. Earth Surface Processes and Landforms, 36(2), 151–158. DOI:10.1002/esp.2043. DOI: 10.1016/j.geomorph.2014.03.003 Blanton, S., & Marcus, W. A. (2014). Anthropogenic impacts on river channel morphology: A review. Geomorphology, 216, 47–62. Cunningham, A., & Lyn, D. (2016). Integrating remote sensing and GIS for river morphology analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(3), 1056–1071. DOI:10.1080/19475705.2015.1121144 Czortek, P., Dyderski, M. K., & Jagodzinski, A. M. (2019). River regulation drives shifts in urban riparian vegetation over three decades. Urban Forestry & Urban Greening, 47, 126524. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2019.126524 Debnath, S., et al. (2017). Spatio-temporal analysis of river channel migration using remote sensing and GIS. Environmental Monitoring and Assessment, 189(9), 432. DOI:10.1007/s10661-017-6133-7. Dewan, A. M., et al. (2016). River dynamics and sedimentation processes: Implications for flood hazard mitigation. Journal of Hydrology, 534, 155–167. DOI;10.1016/j.jhydrol.2016.01.006 Dhari, R., et al. (2015). Monitoring channel shifting of Yamuna River using remote sensing and GIS. Hydrological Sciences Journal, 60(1), 74–87. https://doi.org/10.1080/19475683.2021.1871950. https://doi.org/10.5194/nhess-14-713-2014. https://doi.org/10.1002/esp.4378 Entwistle, N. S., et al. (2018). Remote sensing techniques for river channel monitoring: Current status and future prospects. Earth-Science Reviews, 182, 144–162. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001090 Gurnell, A. M. (2016). Predicting river channel migration: Advances and challenges. Earth Surface Processes and Landforms, 41(5), 664–680. DOI:10.1080/19475705.2015.1121144 Gupta, S., et al. (2023). Impact of large-scale hydropower and irrigation infrastructure on river dynamics. Journal of Hydrology, 615, 128345. . https://doi.org/10.1080/02723646.2022.2090656. Harris, N. (2023). The spatial, material and temporal dimensions of planning regulations: A legal geography perspective. Planning Theory & Practice, 24(1), 80-96. https://doi.org/10.1080/14649357.2022.2154824. Kamarudin, M. K. A., et al. (2023). Hydrological and climate impacts on river characteristics of Pahang River basin, Malaysia. Heliyon, 9, e21573. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21573 Mittal, R., Said, S., & Beg, M. (2023). Assessment of changes in planform morphology of the upper Yamuna River segment, India, using remote sensing and GIS. Physical Geography, 44(4), 446–477. https://doi.org/10.1080/02723646.2022.2090656 Musso, N. M. D., Capolongo, D., Caldara, M., Surian, N., & Pennetta, L. (2020). Channel changes and controlling factors over the past 150 years in the Basento River (Southern Italy). Water, 12(1), 307. https://doi.org/10.3390/w12010307 Naim, M., & Hredoy, S. E. (2021). Channel migration analysis of Padma and Brahmaputra Rivers using GIS. Environmental Monitoring and Assessment, 193, 581. https://doi.org/10.3390/w12010307. https://doi.org/10.1016/j.envc.2021.100169. Neupane, D., et al. (2019). River channel migration and flood risk management in Nepal. Natural Hazards, 95, 539–557. https://doi.org/10.3390/f14010100. Ortega, J. A., Razola, L., & Garzon, G. (2014). Recent human impacts and change in dynamics and morphology of ephemeral rivers. Natural Hazards and Earth System Sciences, 14(3), 713–730. https://doi.org/10.5194/nhess-14-713-2014. Rajabi, M., Roustaei, Sh., & Barzegar, M. (2021). Investigation of Zab River stability through Rosgen morphological classification of channels. Geography and Planning, 25(75), 141–155. https://doi.org/10.22034/gp.2021.10858. [In Persian] Rakhal, B., Adhikari, T. R., Sharma, S., & Ghimire, G. R. (2021). Assessment of channel shifting of Karnali Megafan in Nepal using remote sensing and GIS. Annals of GIS, 27(2), 177–188. https://doi.org/10.1080/19475683.2021.1871950 Sarkar, D., et al. (2012). Role of river channel migration studies in flood hazard mitigation. Natural Hazards, 60(3), 809–828. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107659. Singh, A., et al. (2022). Advances in remote sensing and GIS for river morphology. Geocarto International, 37(5), 1234–1250. https://doi.org/10.1016/j.rse.2012.01.010. Slingerland, R., & Smith, N. D. (2004). River avulsion and channel migration dynamics. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 32, 257–285. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107659. Thakur, V. C., et al. (2012). Socioeconomic consequences of river channel migration. Journal of Environmental Planning and Management, 55(10), 1353–1372. Vercruysse, K., & Grabowski, R. C. (2021). Anthropogenic versus natural drivers of river channel changes. Water Resources Research, 57(6), e2020WR028606. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21573. Wang, L., & Mei, C. (2016). GIS applications in river morphology monitoring. Hydrological Processes, 30(18), 3281–3293. https://doi.org/10.4236/jwarp.2012.42008. Wang, Z., Li, Z., & He, Y. (2017). Channel adjustment, bank erosion, and sediment budget of the lower Yellow River from 1986 to 2014. Geomorphology, 304, 217–227. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.12.014 Wang, S., & Xu, W. (2018). Remote sensing-based river channel analysis techniques. Environmental Monitoring and Assessment, 190, 635. https://doi.org/10.1080/01431160110040323, Wulder, M. A., et al. (2012). Benefits and challenges of remote sensing for river studies. Progress in Physical Geography, 36(4), 512–532. https://doi.org/10.1038/322254a0. Yang, C., et al. (2015). Remotely sensed trajectory analysis of channel migration in Lower Jingjiang Reach during the period of 1983–2013. Remote Sensing, 7, 16241–16256. https://doi.org/10.3390/rs71215828 Zuo, Q., et al. (2020). Human activities accelerating geomorphic changes in rivers. Science of the Total Environment. https://doi.org/10.5194/hess-22-4745-2018. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 503 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 96 |
||