بررسي نقش بارگذاري رسوبات معلق بر تغييرات مورفولوژي رودخانه هيرمند، مطالعه موردي: رودخانه سيستان

Impact investigation of suspended loads on the morphological changes of Hirmand River, case study: Sistan River

هدف از اجراي اين پژوهش، بررسي تغييرات مورفولوژي رودخانه هيرمند با برآورد ميزان رسوبات معلق حمل شده ناشي از سيلاب‌هاي ورودي به اين رودخانه در ايران است. بدين منظور، نمونه‌‌هايي از سيلاب‌هاي ورودي كشور افغانستان به ايران، برداشت و رسوبات معلق همراه آن‌ها برآورد و روند تغييرات غلظت رسوبات در تغييرات زماني و مكاني مختلف به‌صورت ميداني در طول مسير رودخانه سيستان مورد بررسي قرار گرفت. بازه‌هاي مستعد رسوبگذاري در طول مسير رودخانه به‌وسيله تصاوير ماهواره‌اي اسپات-5 سال 2016 با قدرت تفكيك مكاني 2.5 تا پنج متر مشخص شده، بر اساس عكس‌هاي هوايي و تصاوير ماهواره‌اي پس از زمين‌مرجع‌سازي بستر سيلابي جريان رودخانه در محيط GIS و اندازه‌گيري در همين محيط نرم‌افزاري، پارامترهاي اندازه زاويه نسبت به شمال، شاخص سينوسيته، حالت جريان و عرض رودخانه در بازه زماني نيم قرن اخير، تعيين و تغييرات عرض بستر سيلابي با استفاده از آزمون t مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه متوسط رسوب معلق رودخانه سيستان 32 گرم در ليتر بوده، حدود 7.3 ميليون تن رسوب به همراه سيلاب‌ها در دوره مورد مطالعه (15 ماه) وارد اين رودخانه شده است. همچنين، يافته‌ها نشان داد كه عرض بستر رودخانه در اين بازه زماني تغييرات چشم‌گيري داشته است، به‌طوري كه مقدار t به‌دست آمده (در سطح يك درصد) اختلاف معني‌داري را نشان مي‌دهد و عرض رودخانه در سال 1395 نسبت به سال 1344 تقريباً به يك سوم كاهش يافته است. همچنين، 73 درصد از بستر رودخانه مورد مطالعه به‌دليل رسوبگذاري و ايجاد ناپايداري، قابليت انتقال جريان آب را ندارد. به‌طوري‌كه متوسط عرض بستر سيلابي از 160.79 به 41.32 متر، متوسط تغييرات زاويه نسبت به شمال رودخانه، از 287.94 به 295.26 درجه، متوسط شاخص سينوسيته از 1.39 به 1.18 و الگوي جريان از حالت پيچان‌رود به حالت سينوسي در سال 1395 تغيير يافته است. در مجموع نتايج كلي اين پژوهش بيانگر آن است كه پارامترهاي هيدرولوژيكي (دبي و رسوب)، بيولوژيكي، تغييرات شيب بستر و احداث سد، از مهمترين عوامل تغيير غلظت رسوب معلق، و به‌دنبال آن تغيير در مورفولوژي و تبديل رودخانه از حالت مئاندري سينوسي نامنظم (سال 1344) به حالت مئاندري محدود (سال1395) است.

This research was aimed to investigate Hirmand River morphology alterations through the estimation of suspended loads transported by floods. The sediment samples were collected and suspended loads were estimated. The alterations of sediment load along Sistan reach was investigated, spatially and temporally. The suitable reaches for sedimentation inspected through the high resolution Satellite imageries of Spot-5 (with the spatial resolution of 2.5-5 m). Through the geo-referencing of aerial photos and satellite images in GIS environment, the changes of river width, meander angel, and sinuosity index were estimated during the last 50 years. The t-student test was employed to assess the changes of river width during time. Results showed that the average suspended sediment load of Sistan River was 32 grL-1 and approximately 7.3 million tones sediment load entered to the study reach. According to the results, the river width has been changed, significantly. The river width in 2016 has been decreased by 0.33 of that in 1965 and 73% of the river has no capacity for flow transport and shows a high density of suspended load. This study established that the hydrology parameters (sediment and flood), biologic and slope changes are the main causes of sediment load and the changes of river morphology from a disorganized sinusoidal meanders to limited meanders. During the period of 1965-2016 the pattern of flow changed from meander to the sinusoidal. The average angel of river from 287.94 changed to 295.26 degree. The average of sinusoidal index changed from 1.39 to 1.18 and the average of flooding bed width from 160.79 m changed to 41.32 m in 2016.