نرخ جابجایی عرضی کانال در امتداد رودخانه لاویج رود بر پایه سن سنجی درختان حاشیه رودخانه –چمستان، مازندران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، ژئومورفولوژی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.

2 دانشیار، ژئومورفولوژی، دانشکده علوم زمین ،دانشگاه شهید بهشتی.

3 دانشیار، ژئومورفولوژی، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه مازندران.

4 دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه شهید بهشتی.

10.22034/gmpj.2020.118224

چکیده

تغییرات موقعیت کانال رودخانه فرآیندی مهم در اکوسیستم‌های رودخانه‌ای است که تهدیدی برای فعالیت‌های انسانی در دشت‌های سیلابی محسوب می‌شود.رودخانه لاویج که در آن هرساله سیلاب‌های کوچک و بزرگ متعددی به وقوع می‌پیوندد، با جابه‌جایی‌های عرضی مختلفی مواجه شده است. در این پژوهش تاریخ تحول و جابه‌جایی عرضی کانال رودخانه لاویج از طریق تکینیک دندروژئومورفولوژی بررسی‌شده است. در این روش با برآورد سن درختان موجود در دشت سیلابی، کانال‌های متروک، تراس‌ها و پوینت‌بارها و موقعیت سطوح نسبت به هم، تغییرات عرضی کانال رودخانه از گذشته تا به امروز بازسازی‌شده است. مقایسه داده‌های هیدرولوژی و کرنولوژی درخت‌های موجود در سطوح مختلف نشان می‌دهد که جابجایی کانال در بازه شماره یک حدود سال‌های 1374و1375، در بازه شماره 2 در حدود سال 1346و1345 ، در بازه شماره 3 حدود سال 1380 رخ‌داده است، و در بازه شماره 4 حفر عمده‌ای در بستر رودخانه رخ‌داده و جابجایی عمده کانال در سطح دشت سیلابی به‌طرف چپ مسیر جریان بوده است. نتایج نشان داد سن درختان با افزایش فاصله از کانال اصلی و افزایش تراز ارتفاعی سطوح نسبت به کانال فعال افزایش می‌یابد. جابه‌جایی کانال مرتبط با جریان‌های با دوره بازگشت طولانی‌تر است. درواقع دبی‌های استثنایی همزمان با سیلاب‌های نادر به‌طور موقت موجب کوتاه‌تر و عریض‌تر شدن کانال می‌شوند. بررسی جابجایی کانال با استفاده از سن سنجی درختان توسکا در بازه‌های موردمطالعه نشان می‌دهد که تغییرات کانال به‌شدت از سیلاب‌های بزرگ گذشته سال‌های 1345 ،1346 ،1374 ،1375، 1376 و 1380 متأثر شده است و سن استقرار درختان توسکا نشان‌دهنده این امر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rate of lateral channel migration along Lavij River Based on Chronology of the Trees along the river of Chamestan in Mazandaran

نویسندگان [English]

  • taher valipour 1
  • mohamadmehdi hoseinzadeh 2
  • reza esmaili 3
  • Saeedeh biranvand 4
1 Department of Physical Geography, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
2 Department of Physical Geography, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
3 Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Mazandaran
4 , Shahid Beheshti University
چکیده [English]

Extended Abstract:
Channel location changes of the river is an important process in the river ecosystems and is a threat for human activities in flood plains. Exploring the how and why of these changes has an important role in predicting the process of future changes and channel migration order to manage the flood plain. On the other hand, human interventions such as sand removal from river bed, land use changes, river engineering projects, etc. cause changes in the pattern and direction of the river channel. Exploring the how and why of these changes has an important role in predicting the process of future changes and channel migration order to manage the flood plain. Each year, several significant and insignificant floods happen in Lavij River, which has led it face several lateral channel migration. The effects of this migration can be significant in the form of root exposure and Falling trees on canal margins, road demolition, agricultural land, stand bridges, etc.Lavage River basin area is 93 square kilometers of North Alborz independent basin located on the northern slopes of Alborz Range south of the city of Chamestan. This basin has a north-south direction and after leaving the mountainous area and crossing the agricultural lands and forest park Noor to the Caspian Sea. The Lavage Basin is bounded on the west and south by the Glendrud Basin and on the east by the Waz Basin. In this research, the evolution and lateral channel migration of Lavij River has been studied with the Dandrogeomorphology Technique.This study is a combination of field and laboratory methods that include field surveys and sampling, sample preparation and macroscopic measurements. After collecting baseline data from the study area, 4 intervals for field sampling Selected at each interval, were first mapped using river cross-sectional mapping and positioning of river channel geomorphic forms including active canal, abandoned canal, flood plain, point bars and terraces. In this method, the age of the trees in the flood plain, abandoned channels, terraces, point bars, and the location of surfaces in relation to each other are calculated; the lateral channel changes have been Reconstruction from the past until this day. Comparing the hydrology and chronology data of the present trees in different layers show that the channel migration occurred in the reach No 1 1374 and 1375, in the reach No 2 1 in almost at 1345 and 1346, and in the reach No 3 in almost at 1380. In the reach No 4, a significant incision occurred in the river bed and the major channel migration in the flood plain surface was in the left direction of the current. Basic channel migration is mainly related to flows that are less likely to occur, with longer return periods. study of the trees chronology data in the study area showed that the year of migration or abandonment at all intervals was not consistent with large floods with a long return period, but even in floods with a return period of less than 4 years. In the study area out of the 4 intervals studied in three intervals, the diversion of the river channel was caused by flood currents of less than 20 m3 / s,therefore flows with a return period of less than 4 years. But when such currents occur alongside transverse currents, the probability of shear and bank erosion is very high. That is, in subsequent years, larger discharges will manipulate the channel created in these floods until another severe flood occurs and lead to major migration in the stream and channel. In fact, exceptional discharges along with rare floods at the time of occurrence temporarily cause shorter and wider canals because geomorphic processes can respond to severe floods of several decades, river measurements (channel morphometry) will be reflecting stream history. The study of channel migration, with the chronology of alder trees in the study areas, showed that the major floods of the years 1345, 1346, 1374, 1375, 1376 and 1380 have extremely affected channel changes and the age of establishment of alder trees illustrates this.The floods of 1996 and 1997 have been recognized as an important event in the interval changes over the past few decades. These floods have led to the straight and narrowing of the channel (interval 1). These processes deepen the channel and bring the floodplain to a higher level. The geomorphic changes that occur will increase the amount of flow required to exit the channel and extend to the surface of the floodplain
Keywords: lateral channel migration, Chronology, Lavij River, Incision of bed, Abandoned channels,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: lateral channel migration
  • Chronology
  • Lavij River
  • Incision of bed
  • Abandoned channels
  • ارشد، صالح؛ مرید، سعید؛ ابوالقاسمی، هادی.1386 بررسی روند تغییرات مورفولوژیکی رودخانه‌ها با استفاده از سنجش‌ازدور مطالعه موردی: رودخانه کارون از گتوند تا فارسیات (82-1369)، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد چهاردهم، شماره 6، صص 194-180.
  • اسماعیلی، رضا؛ متولی، صدرالدین؛ حسین زاده، محمدمهدی. 1391. اثرات مورفوتکتونیک رودخانه‌ای در حوضه آبریز لاویج رود؛ البرز شمالی فصلنامه جغرافیایی سرزمین، سال نهم، شماره 33، صص 77-90
  • بروشکه، ابراهیم؛ حسینی، سید احمد. 1395 بررسی روند تغییرات مورفولوژی رودخانه زرینه‌رود با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، نشریه علمی-پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 8، شماره 1، صص 107-114
  • بطنی، آزاده؛ گلمایی، سید حسن؛ ضیا تبار احمدی، میر خالق. 1394. بررسی انتقال رسوب و تغییرات بستر رودخانه با استفاده از مدل ریاضی Gstars3(مطالعه موردی: رودخانه کاوه رود)؛ نشریه پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، جلد بیست و دوم، شماره 1، صص 191-210
  • پیری، زهرا؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ عاشوری، محمد. 1393 بررسی تأثیر احداث سد در جابجایی مسیر و تغییر الگوی رودخانه با استفاده از GIS و سنجش‌ازدور مطالعه موردی: رودخانه اهر چای(جغرافیــــا و برنامه‌ریزی محیطــــی، سال 25، پیاپی،56 شماره 4، صص 57-68
  • حسین زاده، محمدمهدی؛ نوحه‌گر، احمد؛ صدوق، سید حسن؛ غلامی، عنایت.1391 بررسی تغییرات ژئومورفولوژیک رودخانه مهران بر روی دلتای میناب با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (استان هرمزگان، بندرلنگه)، مجله پژوهش‌های فرسایش محیطی، شماره 2، صص 53-68
  • جعفربیگلو، منصور؛ باقری سید شکری، سجاد؛ نگهبان، سعید؛ صفر راد، طاهر. 1391 بررسی تغییرات بستر و ویژگی‌های رودخانه‌ی گیلان غرب در سال‌های 1344 تا 1381، مجله پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، شماره 2، صص 80-102.
  • خالقی، سمیه؛ روستایی، شهرام؛ خورشید دوست، علی‌محمد؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ قربانی، محمدعلی.(1395) بررسی نقش انسان در تغییرات مورفولوژی مجرای رودخانه لیقوان چای، فصلنامه‌ی علمی-پژوهشی فضای جغرافیایی، سال شانزدهم، شماره،5، صص 135-111
  • قاسم نژاد، مریم؛ حسین‌ زاده، سید رضا؛ پور طهماسبی، کامبیز؛ شریفی کیا، محمد. 1395. بازسازی فرآیندهای فرسایش کاوشی و تراکمی در بستر رودخانه نکا با استفاده از دندروژئومورفولوژی. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، سال پنجم، شماره 2، صص 19-1.
  • یمانی، مجتبـی، حسـین زاده، محمدمهدی،1381، بررسی تغییرات الگوی رودخانـه تـالار در جلگـه ســاحلی دریــای مازنــدران، مجلــه پژوهش‌های جغرافیایی، شماره،43، صص 109 تا 122
  • Batalla RJ, Gomez CM, Kondolf GM .,2004 Reservoir-induced hydrological changes in the Ebro River basin (NE Spain). J Hydrol 290:117–136.
  • Chen, F., Yuan, Y-j., Wei, W-s., zhang, T-w., Shang, H-m., Zhang, R., 2014, Precipitation reconstruction for the southern Altay Mountains (China) from tree rings of Siberian spruce, reveals recent wetting trend, Dendrochronologia, 32, PP. 266–272.
  • Costa, M. H., A. Botta, and J. A. Cardille.,2003 Effects of large-scale changes in land cover on the  discharge of the Tocantins River, Southeastern Amazonia, J. Hydrol., 283(1–4), 206–217.    
  • Dust, D., Wohl, E., 2012. Conceptual model for complex river responses using an expanded Lane’s relation. Geomorphology 139, 109–121
  • Favaro, E. A., and S. F. Lamoureux .,2015. Downstream patterns of suspended sediment transport in aHigh Arctic river influenced by permafrost disturbance and recent climate change,
    Geomorphology, 246, 359–369, doi:10.1016/j.geomorph.2015.06.038.
  • Gregory, K.J. (Ed.)., 1977. River Channel Changes. Wiley, Chichester. 448 pp
  • Hickin, E.J., Nanson, G.C., 1984. Lateral migration rates of river bends. Journal of Hydraulic Engineering-ASCE 110, 1557–1567
  • Heitmuller, F.T., Greene, L.E., 2009. Historical channel adjustment and estimates of selected hydraulic values in the lower Sabine River and lower Brazos River Basins, Texas and Louisiana. In: Scientific Investigations Report 2009-5174. U.S. Geological Survey, Reston, Virginia, pp. 1–143.
  • Johnson, W. C., 1994. Woodland expansions in the Platte River, Nebraska: Patterns and causes, Ecol. Monogr., 64(1), 45–84, doi:10.2307/2937055.
  • Kesel RH .,2003. Human modifications to the sediment regime of the Lower Mississippi River flood plain. Geomorphology 56:325–334
  • Knighton, D.,1998. Fluvial Forms and Processes: A New Perspective, Routledge, pp. 404.
  • Komperod, B.A. M., 2009, The Impact of Climate and Flooding on Tree Ring Growth of Fraxinus pennsylvanica in North-Central TEXAS, Thesis for Degree of Master of Science, University of North TEXAS
  • Ligon, F. K., W. E. Dietrich, and W. J. Trush., 1995. Downstream ecological effects of dams. BioScience 45:183-192.
  • Malik, I., 2005. Rates of lateral channel migration along the Mala Panew River (southern Poland) based on dating riparian trees and Coarse Woody Debris. Dendrochronologia 23 (2005) 29–38.
  • Meko, D. M., J. M. Friedman, R. Touchan, J. R. Edmondson, E. R. Griffin, and J. A. Scott.,2015.
    Alternative standardization approaches to improving streamflow reconstructions with ring-width
    indices of riparian trees, The Holocene, 25(7), 1093–1101, doi:10.1177/0959683615580181.
  • Merigliano, M. F., J. M. Friedman, and M. L. Scott .,2013. 12.10 Tree-ring records of variation in flow and channel geometry, in Treatise on Geomorphology, edited by J. F. Shroder, pp. 145–164, Academic Press, San Diego.
  • Moody, J. A., J. E. Pizzuto, and R. H. Meade.,1999. Ontogeny of a flood plain, Geol. Soc. Am. Bull., 111(2), 291–303, doi:10.1130/0016-7606(1999)1112.3.CO;2
  • Nadler, C. T., and S. A. Schumm.,1981. Metamorphosis of South Platte and Arkansas Rivers, Eastern Colorado, Phys. Geog., 2(2), 95-115.
  • Naiman , R. J. , Decamps , H. & McClain , M. E., 2010. Riparia: Ecology, Conservation, and Management of Streamside Communities. Burlington, MA : Academic Press .
  • Naiman, R. J., H. Décamps, and M. E. McClain.,2005. Riparia: Ecology, Conservation, and Management of Streamside Communities, Elsevier Academic Press, London.
  • Radoane, M., C. Nechita, F. Chiriloaei, N. Radoane, I. Popa, C. Roibu, and D. Robu.,2015. Late Holocene fluvial activity and correlations with dendrochronology of subfossil trunks: Case studies of northeastern Romania, Geomorphology, 239, 142–159, doi:10.1016/j.geomorph.2015.02.036.
  • Richards, K., J. Brasington, F. Hughes., 2002. Geomorphic dynamics of floodplains: ecological implications and a potential modeling strategy. Freshwater Biology 47:559-579.
  • Schook, D. M., J. M. Friedman, and S. L. Rathburn .,2016b. Flow reconstructions in the Upper Missouri River Basin using riparian tree rings, Water Resour. Res., 52, 8159-8173,
    doi:10.1002/2016WR018845.
  • Schumm, S. A., and R. W. Lichty.,1963. Channel widening and flood-plain construction along CimarronRiver in southwestern Kansas, Professional Paper, USGS Numbered Series 352-D.
  • Sigafoos, R. S.,1964. Botanical evidence of floods and flood-plain deposition, Geological Survey
    Professional Paper 485-A, USGS, Washington, D.C. Simon, A., Thomas, R.E., Curini, A., Shields Jr., F.D., 2002. Case study: channel stability of the Missouri River, eastern Montana. J. Hydraulic Eng. 128, 880–890.
  • Steiger, J., E. Tabacchi, S. Dufour, D. Corenblit, and J.-L. Peiry., 2005. Hydrogeomorphic processes affecting riparian habitat within alluvial channel-floodplain river systems: a review for the temperate zone. River Research and Applications 21:719-737. DOI:10.1002/rra.879.
  • Stoffel, M., Wilford, D.J., 2012. Hydrogeomorphic processes and vegetation: disturbance, process histories, dependencies and interactions, Earth Surf. Process. Landforms, 37, PP. 9–22.
  • Surian N .,1999. Channel changes due to river regulation: the case of the Piave River, Italy. Earth Surf Proc Land 24:1135–1151.
  • Surian N, Rinaldi M .,2003. Morphological response to river engineering and management in alluvial channels in Italy. Geomorphology 50:307–326.
  • Szumański, A., 1977. Zmiany układu koryta dolnego Sanu w XIX I XX wieku oraz ich wpływ na morfogenezę tarasu łęgowego (Changes in the course of the lower San River in the 19th–20th centuries and their influence on the morphogenesis of its floodplain). Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 11, 139–153
  • Vanacker V, Molina A, Govers G, Poesen J, Dercon G, Deckers S .,2005. River channel response to short-term human-induced change in landscape connectivity in Andean ecosystems. Geomorphology 72:340–353.
  • Ward, J. V., K. Tockner, and F. Schiemer., 1999. Biodiversity of floodplain river ecosystems:ecotones and connectivity. Regulated Rivers Research and Management 15:125-139.
  • Ward, J. V., K. Tockner, D. B. Arscott, and C. Claret., 2002. Riverine landscape diversity. Freshwater Biology 47:517-539.
  • Wellmeyer JL, Slattery MC, Phillips JD .,2005. Quantifying downstream impacts of impoundment on flow regime and channel planform, lower Trinity River, Texas. Geomorphology 69:1–13
  • Zhengyi Y , Jianhua X , Wanquan T, Xiaopeng J.,2012.Planform channel dynamics along the Ningxia–Inner Mongolia reaches of the Yellow River from 1958 to 2008: analysis using Landsat images and topographic maps. Environ Earth Sci DOI 10.1007/s12665-012-2106-0