ارزیابی جریان محیط زیستی از روش‌های اکوهیدرولوژیکی و هیدرولیکی بر اساس رژیم طبیعی جریان در رودخانه (مطالعه موردی: دره رود- حوضه ارس)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی ، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کرج، دانشگاه تهران

چکیده

هدف: این پژوهش با هدف ارائۀ یک نمونۀ کاربردی از تلفیق روش‌های مختلف اکو ـ هیدرولوژیکی ـ هیدرولیکی برای برآورد جریان محیط زیستی، براساس رژیم طبیعی جریان در یک رودخانه انجام شده است.
روش پژوهش: در این تحقیق، داده‌های بلندمدت رودخانۀ دره‌رود در ایستگاه‌ هیدرومتری مشیران مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا طبیعی‌سازی داد‌‌ه‌های جریان انجام شد. سپس جریان محیط ‌زیستی با بهره‌گیری از روش‌های اکوهیدرولوژیکی شامل تنانت، تنانت اصلاح‌شده، تسمن، جریان پایه آبزیان، منحنی تداوم جریان (FDC)، انتقال منحنی تداوم جریان (FDC-Shifting)، ذخیره رو میزی (DRM)، محدودۀ تغییرپذیری (RVA)، روش هیدرولیکی محیط خیس‌شده و روش کیفیت آب مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت.
یافته‌ها: آبدهی رودخانۀ دره‌رود (ایستگاه مشیران) در شرایط حاضر 11/8مترمکعب بر ثانیه است که پس از طبیعی‌سازی رژیم جریان به مقدار 21/6 مترمکعب بر ثانیه افزایش می‌یابد. روش تنانت برای شش ماه اول سال آبی مقدار 2/2 و برای شش ماه دوم برابر 6/5 مترمکعب بر ثانیه؛ روش تنانت اصلاح‌شده، تسمن، FDC-Shifting و DRM برای هر ماه مقداری متفاوت و متناسب با الگوی جریان‌طبیعی به‌ترتیب با مقدار متوسط جریان سالانه 4/7، 10/7، 7/5 و 7/6 مترمکعب بر ثانیه؛ روش جریان پایه آبزیان، FDC، هیدرولیکی (شیب منحنی)، هیدرولیکی (حداکثر انحنا) و کیفیت آب مقدار ثابت به‌ترتیب 8/3، 6/3، 12/5، 8/9 و 8/1 مترمکعب بر ثانیه و روش RVA، محدود‌ه‌ای بین متوسط جریان سالانه 9/6 تا 27/6 مترمکعب بر ثانیه را برای جریان محیط‌ زیستی برآورد می‌کند.
نتیجه‌گیری: مقایسۀ روش‌ها نشان داد رویکردهای شاخص درصدی تمایل به ساده‌سازی رفتار جریان داشته، در حالی‌ که روش‌های مبتنی بر انطباق با رژیم طبیعی جریان ماهانه، تصویر واقع‌ بینانه‌تری از نیاز اکوسیستم ارائه می‌کنند. بنابراین کاربرد سه روش‌ تنانت اصلاح‌شده، FDC-Shifting در کلاس D و DRM در کلاس B/C به‌ترتیب با متوسط جریان 4/7، 7/5 و 7/6 مترمکعب بر ثانیه، معادل 22، 35 و 35 درصد متوسط سالانه جریان طبیعی با ضریب همبستگی 0/99، 0/98 و 0/92، انطباق بیشتری با شرایط هیدرولوژیکی حوضۀ دره‌رود و بازنمایی تغییرات زمانی جریان دارند. نتایج این پژوهش می‌تواند به ‌عنوان مبنای علمی برای مدیریت رودخانه و زیست‌بوم‌های وابسته در حوضۀ آبریز دره‌رود مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Acreman, M. C., & Dunbar, M. J. (2004). Defining environmental river flow requirements – A review. Hydrology and Earth System Sciences, 8(5), 861–876.
  • Annear, T., Chisholm, I., Beecher, H., Locke, A., & et al. (2004). Instream Flows for Riverine Resource Stewardship: Revised Edition. Instream Flow Council, Cheyenne, Wyoming.
  • Arthington, A. H., Bhaduri, A., Bunn, S. E., Jackson, S. E., Tharme, R. E., Tickner, D., Young, B., Acreman, M., Baker, N., Capon, S., et al. (2018). The Brisbane Declaration and Global Action Agenda on Environmental Flows (2018). Frontiers in Environmental Science, 6, 45.
  • Bunn, S. E., & Arthington, A. H. (2002). Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental Management, 30(4), 492–507.
  • Ghasemi, A., Valinassab, T., & Mohammadpour, M. (2022). Use of hydrological and ecohydrological methods for the assessment of river environmental flow to protect aquatic animals and aquatic ecosystem. Iranian Scientific Fisheries Journal, 31(4), 107-119. [in Persian]
  • Hughes, D. A., & Hannart, P. (2003). A desktop model used to provide an initial estimate of the ecological instream flow requirements of rivers in South Africa. Journal of Hydrology, 270(3–4), 167–181.
  • Hughes, D. A., & Münster, F. (2000). Desktop Reserve Model: A rapid assessment method for determining environmental flow requirements of rivers. Water Research Commission Report No. TT 120/00. Pretoria, South Africa: Water Research Commission.
  • Jabarian Amiri, B. (2017). Determining the environmental flow of rivers in Ardabil province. Applied research plan. Ardabil Province Regional Water. Ministry of Energy. [in Persian]
  • Jabbarian Amiri, B., Kharazi Bahri, B., & Khayyat Rostami, B. (2018). Comparing three approaches to determine environmental flow for Harou river in Ardabil province. Journal of Natural Environment, 71(2), 139–150. [in Persian]
  • Khan, I., Zakwan, M., Pulikkal, A.K., Lalthazula, R. (2024). “Environmental flow assessment for the Musi River, India.” Environment, Development & Sustainability, 10(19): 1–15.
  • Lar consulting engineers. (2012). Environmental impact assessment studiy: Amart dam plan. Ardabil Province Regional Water Joint Stock Company. Ministry of Energy. [in Persian]
  • Madani, K. (2014). Water management in Iran: What is causing the looming crisis? Journal of Environmental Studies and Sciences, 4(4), 315–328.
  • Mostafazadeh, R., Azizi Mobsar, J., & Mirzaei, S. (2025). Comparison of temporal changes in flow regime components in two natural and affected by dam construction rivers in Ardabil Province. Hydrogeomorphology, 12(42), 137–155. [In Persian]
  • Naderi, M., Zakerinia, M., & Salari Jazi, M. (2020). Ecosystems Protecting of Gharasoo River based on Regulation of Environmental Flow Regime using Hydrological Methods, 11(1), 118–136. [in Persian]
  • Nasiri Khiavi, A., Mostafazadeh, R., Esmali-Ouri, A., Ghafarzadeh, O., & Golshan, M. (2019). Changes in environmental flow components under the effect of Sabalan Dam in the Qarehsou River of Ardabil Province. Journal of Watershed Management Research, 10(19), 85–94.[in Persian]
  • Nilsson, C., Reidy, C. A., Dynesius, M., & Revenga, C. (2005). Fragmentation and flow regulation of the world's large river systems. Science, 308(5720), 405–408.
  • Poff, N. L., Allan, J. D., Bain, M. B., et al. (1997). The natural flow regime. BioScience, 47(11), 769–784.
  • Rauf, M., & Ali Oghli, S. (2021). Estimation of environmental flow in the Balikhloo Chay River and assessment of the impacts of Yamchi Dam operation on the hydrological and environmental flow regime. Journal of Natural Environment, 15(1), 163–171. [in Persian]
  • Richter, B. D., Baumgartner, J. V., Powell, J., & Braun, D. P. (1996). A method for assessing hydrologic alteration within ecosystems. Conservation Biology, 10(4), 1163–1174.
  • Richter, B. D., Baumgartner, J. V., Wigington, R., & Braun, D. P. (1997). How much water does a river need?. Freshwater Biology, 37(1), 231–249.
  • Richter, B. D., Warner, A. T., Meyer, J. L., & Lutz, K. (2003). A collaborative and adaptive process for developing environmental flow recommendations. River Research and Applications, 19(5–6), 497–514.
  • Sedghi-Asl, M., Poursalehan, S.J. (2025). “Hydro-environmental flow classification of rivers (case study: Beshar River, Iran).” Ecological Indicators, 178.
  • Setayeshi Nasaz, H., Asghari Saraskanroud, S., Mostafazadeh, R., & Madadi, A. (2024). Assessment of changes in the hydrological flow regime and environmental flow components (EFCs) in the Khiav Chay River over a 30-year period. Hydrogeomorphology, 10(37), 25–43. [In Persian]
  • Smakhtin, V. U., & Anputhas, M. (2006). An Assessment of Environmental Flow Requirements of Indian River Basins. Colombo, Sri Lanka: International Water Management Institute (IWMI).
  • Smakhtin, V. U., Revenga, C., & Döll, P. (2006). Taking into account environmental water requirements in global-scale water resources assessments. IWMI Working Paper 42, International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka.
  • Smakhtin, V., Revenga, C., & Döll, P. (2004). A pilot global assessment of environmental water requirements and availability. Water International, 29(3), 307–317.
  • Tchobanoglus, G., Burton, F. and H.D. Stensel. 2003. Wastewater engineering: Treatment and reuse. American Water Works Association Journal, 95(5), p.201.
  • Tennant, D. L. (1976). Instream flow regimens for fish, wildlife, recreation and related environmental resources. Fisheries, 1(4), 6–10.
  • Tessman, S. A. (1980). Environmental assessment, technical appendix E: Environmental use sector reconnaissance elements of the western Dakotas region of South Dakota study. S. Fish and Wildlife Service.
  • Tharme, R. E. (2003). A global perspective on environmental flow assessment: Emerging trends in the development and application of environmental flow methodologies for rivers. River Research and Applications, 19(5–6), 397–441.
  • Vogel, R. M., & Fennessy, M. S. (1994). Flow-duration curves I: New interpretations and confidence intervals. Journal of Water Resources Planning and Management, 120(4), 485–504.
  • Vörösmarty, C. J., McIntyre, P. B., Gessner, M. O., et al. (2010). Global threats to human water security and river biodiversity. Nature, 467(7315), 555–561.
دوره 13، شماره 2
تیر 1405
صفحه 1241-1267
  • تاریخ دریافت: 11 فروردین 1405
  • تاریخ بازنگری: 17 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش: 25 خرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1405
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1405