بررسی تغییرات مکانی- زمانی مورفولوژی رودخانه سیلاخور در استان لرستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه علوم جغرافیایی دانشگاه لرستان

2 دکتری دانشگاه رازی

3 دکتری دانشگاه بیرجند

چکیده

تغییرات هیدرولوژیک طبیعت به‌تدریج موجب تغییر موقعیت و مورفولوژی رودخانه‌ها می‌شود. یکی از این تغییرات، پیچان‌رود‌ی شدن رودخانه‌هاست که در مکان ها و زمان های مختلفی در طول مسیر یک رودخانه اتفاق می افتد. در این تحقیق با هدف شناسایی تغییرات مکانی- زمانی رودخانه سیلاخور در استان لرستان در یک دوره 20 ساله(2015-1995) در بازه ای به طول 61 کیلومتر، از تصاویر ماهواره ای، نقشه های زمین شناسی و توپوگرافی جهت برآورد تغییرات استفاده شده است. به طوری که ابتدا با استفاده از تصاویر ماهواره ای بستر رودخانه(تغییرات مکانی) در 3 دوره زمانی 1995، 2005 و 2015 در نرم افزار ENVI استخراج شد. سپس با استفاده از ابزار Union در نرم افزارArc GIS تغییرات زمانی(مقدار فرسایش، رسوبگذاری و محدوده های بدون تغییر) رودخانه در 3 دوره زمانی 2005-1995، 2015-2005 و 2015-1995 نسبت به همدیگر دیگر برآورد شدند. نتایج نشان داد که با توجه به ماهیت مئاندری بودن رودخانه سیلاخور، عمده تغییرات در بازه 2 و 3 رودخانه بوده است. هم چنین تغییرات زمانی رودخانه نشان می دهد که در بازه های اول، دوم و سوم در 3 دوره زمانی مورد مطالعه، ساحل راست رودخانه عمدتا فرسایشی و ساحل چپ در حال افزایش(رسوبگذاری) بوده است. برآورد میزان فرسایش، رسوبگذاری و محدوده های بدون تغییر رودخانه نیز نشان داد که بیشترین میزان فرسایش در بازه زمانی 2005- 1995، بیشترین مقدار افزایش(رسوبگذاری) در بازه های زمانی 2005-1995 و 2015-2005 و بیشترین مساحت بدون تغییر در بازه زمانی 2005-2015 بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of spatial and temporal variation of Silakhor River morphology in Lorestan province

نویسندگان [English]

  • siyamack sharafi 1
  • Habib sakvand 2
  • Zahra kamali 3
1 assistant professor of geomorphology, lorestan university
2 Ph.D of razi university
3 Ph.D of Birjand university
چکیده [English]

Introduction
Rivers are active phenomena and are one of the most important factors affecting the geomorphological processes of the earth and the erosion cycle whose ecosystems are completely dynamic and their boundaries and their morphological characteristics change over time and continuously. The bed and characteristics of river morphology according to time and under the influence of factors such as flood, tectonics, dam construction, climate change, land use and human intervention is changing. River morphology Conceptually, the science of knowing river systems in terms of geometric shape, river bed properties, longitudinal profile and study of river channel variations as a natural process in alluvial rivers. By studying the morphology of rivers, it is possible to understand the current conditions and the potential for possible changes, such as spatial and temporal changes of the bed and its morphology, in the future.
The Silakhor River in the northeast of Lorestan province, in the plain of the same name, is one of the most active tectonic areas in Iran. The river is affected by the active tectonic, active fans and human activities it has a change of bed. Thus, the purpose of this study was to identify the morphological changes of the Silakhor River in a 20-year period (1995-2005) section at a length of 61 km, estimating the amount of erosion, sediment, and unchanged river boundary in the three studied periods and such identification is the process of changing the shape and pattern of the river studied.

Methodology
The study of temporal-spatial variations of the Silakhor River has been carried out in four stages. At first, the required tools such as satellite imagery, geological maps 1:100000, topographic maps 1: 25000 and GPS were prepared for use in various stages of the research. In the second stage, satellite images (Landsat 8) were prepared for 1995, 2005 and 2015, and the river route was extracted in 3 periods in ENVI software environment. In the third step, using the union tool in the Arc GIS software environment and the extracted paths in the 3 periods studied, The erosion, sedimentation and unchanged areas were determined in the three periods 1995-2005, 2015-2005, and 1995-95. In the fourth stage, after specifying the points of the river change and estimating the area of erosion, increase (sedimentation) and unchanged area in the three studied periods, the causes of morphological changes in the Silakhor River were investigated.

Results and discussion
The study of the spatial variations of the river extracted route in the three periods of 1995, 2005 and 2015, and their overlap, indicate that the river route and bed have changed during each of the three periods. So that in some areas of the river bed, has risen or decreased and in some places remained unchanged. But due to the nature of the meandring of the river in the Silakhor plain, the major changes were in sections 2 and 3 of the river.
Estimated changes in the Silakhor River indicate that the river has destructive and erosion power and the river canal has been moving in every three periods. But differences in displacements at any point in any period of time, as compared to other periods of time, are observed in the form of erosion, sedimentation or unchanged. But in general, in the first, second and third sections in the three periods studied, the right bank of the river was mainly erosion and the left bank was increasing (sedimentation). So that the maximum amount of erosion during the period 2005- 1995, the maximum increase (sedimentation) over the period 1995-2005 and 2015-2005, and the maximum unchanged area for the period 2005-2015.
The factors influencing the spatial and temporal variations of the Silakhor River are investigated in three Section, the effects of geological structures, the effects of alluvial fans and human activities. The results showed that in the northern part of the region, the river is more along the path of the fault shoots with the northwest-southeast trends along with the Dorud fault and some branches of the fault are almost perpendicular to the fault. The presence of such a factor has led to a change in the overall route of the river in the areas of fault and river confrontation and the river flows in a different direction than before and follows the path of the fault. The presence of large alluvial fans around the Silakhor River indicates that the large river curves follow the alluvial fans of its path. Also, the occupation of the land around the river, its conversion to fields and the constrict of the river bed and the removal of sand from the river bed are considered as the most important human factors of the river's morphological changes.

Conclusion
The results of the overlapping of the river course in three periods showed that in some areas of the river bed boundaries increased or decreased and in some places remained unchanged. But, due to the nature of the meandring River in the Silakhor plain, major changes were made in sections 2 and 3 of the river. Also, river time variations show that in the first, second and third sections of the three periods studied, the right bank of the river was mainly erosion and the left bank was increasing (sedimentation). Estimation of erosion, sedimentation and unchanged river boundaries also showed that the highest amount of erosion during the period 2005- 1995, the highest increase (sediment) was in 1995-2005 and 2015- 2015 and the largest unchanged area in 2005-2015.
Keyword: spatial - temporal changes, morphology, Silakhor River.

کلیدواژه‌ها [English]

  • spatial - temporal changes
  • morphology
  • Silakhor River
  • اسماعیلی، رضا، 1390، کاربرد بازیافت ژئومورفیک رود در مدیریت رودخانه(مطالعه موردی: البرز شمالی- حوضه آبریز لاویج رود)، پژوهش های فرسایش محیطی، شماره 1 (4)، 108-87.
  • اصغری سراسکانرود، صیاد؛ پوراحمد، مهدی، 1394، شناسایی و استخراج تغییرات رودخانۀ زرینه رود در فاصله سال های 1989 تا 2014 با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای، هیدروژئومورفولوژی، شماره 5، 16-1.
  • ایلدرمی، علیرضا؛ شیخی پور، آزاده، 1395، بررسی تغییرات مورفولوژی رودخانه و نقش آن در فرسایش و رسوبگذاری با استفاده از HEC-RAS(مطالعه موردی: رودخانه خرم آباد- دوآب ویسیان)، پژوهش های ژئومورفولوژی کمی، سال پنجم، شماره 3، 163-146.
  • بهیاری، مهدی، 1378، بررسی ساختار تکتونیک برخوردی در منطقه جنوب نهاوند، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم پایه.
  • حجازی، اسدالله؛ مدیری، مهدی؛ رحیمی، مسعود؛غ مهرورز، ارسلان، 1395، بررسی تغییرات مجرای رودخانه ارس با استفاده از روش ترانسکت در طی بازه زمانی 2014- 1987 و تاثیر سازه های احداثی در اصلاح مسیر رودخانه(از اصلاندوز تا پارس آباد)، جغرافیا و مخاطرات محیطی 5 (20)، 89-73.
  • رضایی مقدم، محمد حسین؛ ثروتی، محمدرضا؛ اصغری سراسکانرود، صیاد، 1391، بررسی تغییرات شکل هندسی رودخانه قزل اوزن با تاکید بر عوامل ژئومورفولوژی  و زمین شناسی، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 46(2)، 14-1.
  • ساسانی، فاطمه، حسین افضلی مهر و منوچهر حیدرپور، 1384، بررسی تاثیر فاکتور تنش برشی بر تغییر مکان های جانبی در طول بازه های قوس دار در یک رودخانه درشت دانه، پنجمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 8-1. 
  • سلطانی گردفرامرزی، سمیه؛ عسگری ورزیده، سمیه؛ تازه، مهدی، 1395، بررسی روند تغییرات مورفولوژیکی بخشی از رودخانه گاماسیاب با استفاده از سنجش از دور و GIS، نشریه پژوهش های کاربردی علوم آب، 2 (3)، 20-13.
  • شایان، سیاوش؛ شریفی کیا، محمد؛ ناصری، ناهید، 1396، تحلیل عوامل مورفولوژیکی در تغییرات الگوی مکانی- فضایی رودخانه الوند، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، 32 (1)، 36-24.
  • شرفی، سیامک؛ شامی، ابوالفضل؛ یمانی، مجتبی، 1393، بررسی تغییرات مورفولوژیکی رودخانه اترک در بازه زمانی 20 ساله، آمایش جغرافیایی فضا، 4 (14)، 147-127.
  • فاطمی عقدا، سید محمود، 1386، شناسایی روند گسل دورود در مناطق آبرفتی، بنیاد مسکن انقلاب اسلامی(پژوهشکده سوانح طبیعی).
  • کمالی، زهرا، هیهات، محمودرضا، نظری، حمید، خطیب، محمدمهدی، 1397، بررسی گسل دورود(جنوب باختر ایران) بر پایۀ مطالعات ریخت زمین شناختی و ژئومورفولوژیک مخروط افکنه ها، جغرافیا و توسعه، شماره 53، 68-51.
  • کمالی، زهرا، هیهات، محمودرضا، نظری، حمید، خطیب، محمدمهدی، 1397، تحلیل ناهمسانی جنبشی گسل دورود(جنوب باختر ایران) با استفاده از فرکتال، کرنل و شواهد ریخت زمین ساختی، علوم زمین، شماره 109، 22-7.
  • مقصودی، مهران؛ شرفی، سیامک؛ مقامی، یاسر، 1389، روند تغییرات الگوی مورفولوژیکی رودخانه خرم آباد با استفاده از RS، GIS و Auto CAD، مدرس علوم انسانی- برنامه ریزی و آمایش فضا، 14(3)، 294-275.
  • میرزاوند، محمد؛ قاسمیه، هدی؛ نظری سامانی، علی اکبر؛ ولی، عباسعلی؛ ساداتی نژاد، سید جواد، 1394، بررسی الگوی پیچانرودی رودخانه ها با استفاده از شاخص های لئوپلد و کورنایس(مطالعه موردی: رودخانۀ بابل رود و سجاد رود)، پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 6 (11)، 161-152.
  • یمانی، مجتبی، حسین زاده، محمد مهدی، 1381، بررسی تغییرات الگوی رودخانه تالار در جلگه ساحلی دریای مازندران، پژوهش های جغرافیایی، شماره 43، 122-109.
    • Brooshkeh, E, Sokuti, R. 2017, Temporal and Spatial Variations of Zarrineh-Rood River Morphology Using RS and GIS. J Geogr Nat Disast 7: 185. doi: 10.4172/2167-0587.1000185.
    • Hessami, k. 2001, Active Faults Map in Iran, International Seismology and Earthquake Engineering Institute, Tehran.
    • Kessler, A.C.; Satish, C. & Melinda, K. 2013, Assessment of River Bank Erosion in Southern Minnesota Rivers Post European Settlement, Geomorphology,      http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2013.07.006.
    • Kummu, M., Lu, X. X., Rasphone, A., Sarkkula, J., & Koponen, J. 2008, River bank changes along the Mekong River: remote sensing detection in the Vientiane–Nong Khai area. Quaternary International, 186(1), 100-112.
    • Langat, P. K., Kumar, L., & Koech, R. 2019, Monitoring river channel dynamics using remote sensing and GIS techniques. Geomorphology, 325, 92-102.
    • Mohamad, N., Khanan, M. F. A., Musliman, I. A., Kadir, W. H. W., Ahmad, A., Rahman, M. Z. A., ... & Zain, R. M. 2018, Spatio-temporal analysis of river morphological changes and erosion detection using very high resolution satellite image. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 169, No. 1, p. 012020). IOP Publishing.
    • Morais, E. S., Rocha, P. C., & Hooke, J. 2016, Spatio-temporal variations in channel changes caused by cumulative factors in a meandering river: The lower Peixe River, Brazil. Geomorphology, 273, 348-360.
    • Sainath P.A, Shashikant I.B, Pragati P.D, Ravindra D.G. 2012, River Change Detection and Bank Erosion Identification using Topographical and Remote Sensing Data. International, Journal of Applied Information Systems (IJAIS)-ISSN: 2249-0868.  Foundation of Computer Science FCS, New York, USA. Volume 2– No.3, PP. 1-7.
    • Talebian, M. and Jackson, J. 2004, A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran, Geophysical Journal International 156: 506-526.
    • Tchalenko, J. S. and Braud, J. 1974, Seismicity and structure of the Zagros (Iran): the Main Recent Fault between 33° and 35°N. Philosophical Transactions of the Royal Society of London., Vol. 227, p. 1-25.
    • Yousefi, S., Mirzaee, S., Keesstra, S., Surian, N., Pourghasemi, H. R., Zakizadeh, H. R., & Tabibian, S. 2018, Effects of an extreme flood on river morphology (case study: Karoon River, Iran). Geomorphology, 304, 30-39.