بررسی تغییرات خط ساحلی کرانه‌های جنوب‌خاوری دریای خزر طی دوره زمانی 2015-1987

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشگاه آزاد ساوه

چکیده

مناطق ساحلی، محیط‌های پویا و تاثیرپذیری هستند که پیوسته خود را با اثر فرایندها و پارامترهای مورفوژنز دریایی از جمله کشندها، جریان‌های دریایی و امواج، فصول و دگرگونی‌های آب‌وهوایی سازگار می‌سازند. تغییر و تحول سریع خطوط ساحلی و سیماهای مورفولوژیکی یکی از ویژگی‌های مهم این مناطق به‌ویژه در اطراف بنادر و دیگر سازه‌های انسان‌ساخت می‌باشد. پایش تغییرات منطقه ساحلی و حفاظت از آن بخش بسیار مهم و حیاتی در برنامه مدیریت یکپارچه منطقه ساحلی به‌منظور دست‌یابی به توسعه پایدار است. خطوط ساحلی از پویاترین سیماهای سطح کره زمین به‌شمار می‌آیند. بنابراین، تهیه نقشه خطوط ساحلی و میزان تغییرات آن جهت برنامه‌ریزی و استفاده بهینه از سواحل امری بسیار ضروری است. منطقه مورد بررسی در این پژوهش کرانه‌های جنوب‌خاوری دریای خزر در اطراف بنادر امیرآباد و صدرا (نکاء) را دربرمی‌گیرد. در این پژوهش، به‌منظور پایش تغییرات خط ساحلی، از تصاویر ماهواره‌ای Landsat سری سنجنده‌های TM & ETM+ (5، 7 و 8) برای سال‌های 1987، 2001 و 2015 استفاده شده است. به‌منظور تعیین میزان تغییرات و جابجایی مکانی خط ساحلی در منطقه مورد مطالعه، ابتدا بهترین ترکیب باندی و تک‌باندی جهت استخراج خط ساحلی انتخاب گردید. سپس، جابجایی خط ساحلی را بر روی تصاویر مربوط به سال 1987، 2001 و 2015 در هشت نقطه و با رعایت فاصله 2000 متر اندازه‌گیری گردید. در ادامه، میزان رسوب‌گذاری و فرسایش در منطقه نیز محاسبه شد. یافته‌های پژوهش نشانگر آن می‌باشند که خط ساحلی طی دو دوره مورد بررسی یعنی از سال 1987 تا 2001 و از سال 2001 تا 2015 در بیشتر نقاط به‌سوی دریا پیشروی نموده و تنها در بخش‌های خاوری بنادر امیرآباد و صدرا (نکاء) دچار فرسایش شده است. بیشترین مقدار پیشروی و پسروی خط ساحلی از سال 2001-1987 به‌ترتیب 450 و 68 متر بوده است. درحالی‌که این مقادیر طی 2015-2001 به‌ترتیب برابر با 311 و 112 متر بوده است. همچنین، در مجموع میزان رسوب‌گذاری و فرسایش انجام‌شده در کرانه‌های منطقه از سال 2015-1987 حدود 69/5 کیلومتر مربع و 53/0 کیلومتر مربع بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The assessment of coastline changes in the south east coasts of the Caspian Sea during 1987-2015

نویسندگان [English]

  • mohamadreza servati 1
  • reza mansouri 1
  • manijeh ghahroodi 1
  • ali naeimi 2
1 shahid beheshti university
2 saveh azad university
چکیده [English]

Introduction
The coast is a dynamic environment continually adjusts to the effects of weather, tides, seasons and climate change. The coastal area cannot withstand too much misuse it is inherently unstable and liable to change. Rapid changes in coastlines and morphological aspects an important feature of these areas, particularly around ports and other structures are manmade. Protection of ocean and marine coastal regions is a vital part in any coastal management program for sustainable development. The coastline is the most dynamic aspects of the Earth's surface. Thus, mapping the coastline and the changes it is very necessary for planning and efficient use of the beaches. On the other hand, in our modern world, coastal engineering sciences and assessment of coastal sediments and erosion are considered to be vital elements in management of national coastal areas. A large part of sediments of Caspian Sea coast are subject to erosion as a result of environmental forces (fluctuations in sea level and coastal waves and currents as well as wind). The rate and severity of erosion hazards varies depending on the morphological and geography and hydrodynamic properties of coastal areas. The case study in this research is situated at coordinates of geographical longitude from 53ْ, 10َ, and  00ً up to east 53ْ, 24َ and 00ً  and  geographical latitude 36ْ, 47َ, and 00ً up to north 36ْ, 52َ, and 00ً  the southeast coasts of the Caspian Sea on the ports of Amirabad and Neka in the East of Mazandaran Province.
 
Methodology
Change detection helps in ascertaining shoreline trend analysis and its future prediction.The main purpose of this research is assessment of coastline changes in the south east coasts of the Caspian Sea during 1987-2015. Thus, satellite imagery (Landsat 5, 7 and 8, TM sensor for June 1987 with bands 1 to 4, ETM+ [Landsat 7] for July 2001 with bands 1 to 8 and ETM [Landsat 8] for August 2015 with bands 1 to 11), topographic maps (with scale: 1:50000 and 1:250000) and geographical information system software in Arc GIS 10 and Erdas Imagine 9.1 software, have been used. The use of satellite images is an effective technique for study and assessment the occurred changes in the coastal zone. So, in this study, in order to monitoring changes in the coastline, Landsat satellite images (TM and ETM+ Sensors) for 1987, 2001 and 2015 have been used. In order to determine the amount of change in the coastline in the study area, the best band combination and one band was chosen to extract the shoreline. Then, the change and move coastline on the images of 1987 and 2001 and 2015 in eight points and was measured by observing the distance of 2000 m. Then, the amount of sedimentation and erosion in the area were also calculated.
 
Result and Discussion
The results indicated who the coastline during the period under review, from 1987 to 2001 and from 2001 to 2015 is progress to the sea in the most parts and only in the eastern ports of Amirabad and Neka eroded. The greatest amount of progress and retreat of the shoreline of the years 2001-1987, respectively, are 450 and 68 m. While these values during 2015-2001, respectively 311 and 112 m has been. Also, the rate of sedimentation and erosion in the area of 1987-2015 respectively has been about 5.69 and 0.53 square kilometers.
 
Conclusion
The results of this research show that most of the changes occurred in the study area in the period 2001-2015. Analyzing satellite images of the study area show that due to the construction and development of the ports of Amir Abad and Sadra drastically changed, so that the coastline in most parts toward of the sea progressed and main phenomenon in the study area has been sedimentation. The interpretation of satellite image data indicates that areas at opposite sides of the Amir Abad and Neka ports had different responses to depositional and erosion processes. Beach modification impacts have aggressively developed at the central part of study area groynes at the Amir Abad port have caused sediment accretion at the west side but erosion processes could develop as the beach retreats on the east side. The maximum progress amount in coastline of the study area is occured in the western part of Amir Abad port during the period 2001-1987, which at 450 meters has been changed. Also, the results show that significant volume of the sedimentation is deposit in west section of the Amir Abad and Neka ports. But, east section of these ports is faced with erosion. Moreover, the most change during the period time studied is related with volume sedimentation in the western section of Amir Abad and Neka ports that it somewhere reaches to 130 hectare. The results of this research can be applied in development plans for engineers and issues in the integrated coastal zone management for study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • South East of the Caspian Sea
  • Coastline Changes
  • Sedimentation
  • Amir Abad Port
  • Sadra Port
  • ابراهیمی، نعیم، ابراهیمی، سحر، اسدی‌نژاد، حسام، مردانی، امیر 1395، مقایسه نرخ انتقال رسوب در حالت دوبعدی و یک بعدی در بندر امیرآباد با نرم‌افزار مایک 21، تهران، کنفدراسیون بین المللی مخترعان جهان (IFIA)، دانشگاه جامع علمی کاربردی.
  • ثروتی، محمد رضا 1393، جغرافیای طبیعی دریاها و سواحل (ترجمه)، چاپ سوم، انتشارات سازمان سمت، تهران.
  • ثروتی، محمد رضا، انصاری‌لاری، احمد، منصوری، رضا 1394، چارچوب نظری و راهبردهای برنامه‌ریزی به‌منظور مدیریت یکپارچه ناحیه ساحلی و حوضه رودخانه (ترجمه)، چاپ دوم، انتشارات سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، تهران.
  • درویش‌زاده، علی، محمدی، مهین 1386، زمین‌شناسی ایران، چاپ نخست، انتشارات دانشگاه پیام‌نور، تهران.
  • سازمان بنادر و دریانوردی، مطالعات شبیه‌سازی ریاضی رسوب بندر امیرآباد، گزارش فنی، تهران.
  • سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح 1354، نقشه توپوگرافی با مقیاس 250000/1 برگ ساری، شماره نقشه NJ 39-16.
  • سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح 1382، نقشه توپوگرافی با مقیاس 50000/1 برگ زاغ‌مرز، شماره نقشه 6663 I.
  • شهرابی، مصطفی 1371، زمین‌شناسی کواترنر کرانه‌های دریای خزر، (ترجمه)، چاپ نخست، انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، تهران.
  • علایی‌طالقانی، محمود 1386، ژئومورفولوژی ایران، چاپ چهارم، انتشارات قومس، تهران.
  • نخجیری، سارا، معتمد، احمد، خوشروان، همایون، اسپهبند، محمد رضا 1391، تاثیرات ساخت‌وسازهای ساحلی و فعالیت‌های انسانی بر رسوبات ساحلی میانکاله، زاهدان، مجله زمین‌شناسی کاربردی، شماره 4، 363-355.
  • نظامی‌وند چگینی، امیر هوشنگ، سعادتمند، احمد علی 1395، تاثیر امواج دریای خزر بر مورفولوژی- مورفودینامیک و انتقال رسوب حوضچه پایانه نفتی شمال، تهران، مهندسی سازه و مدیریت ساخت.
  • یمانی، مجتبی، قدیمی، مهرنوش، نوحه‌گر، احمد 1392، بررسی تغییرات زمانی خط ساحلی شرق تنگه هرمز از طریق تحلیل آماری نیمرخ‌های متساوی‌البعد (ترانسکت)، تهران، مجله پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، سال دوم، شماره 2، صص 174-157.
  • Bird, E., 2008; Coastal geomorphology: an introduction, University of Melbourne, Australia Second Edition, Wiley Publisher.
  • Gozzard, B., 2009; WA- A Knowledge Base for Coastal Managers, 5th Western Australian State Coastal Conference, Whose Coast Is It? Adapting for the Future.
  • Guneroglu, A., Coastal changes and land use alteration on Northeastern part of Turkey, Ocean & Coastal Management (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2015.06.019
  • Hapke, Cheryl, J., Kratzmann, Meredith, G., Himmelstoss, Emily A., 2013; Geomorphic and human influence on large-scale coastal change, Geomorphology, 199, PP: 160-170.
  • Jabaloy-Sánchez, Antonio, José Lobo, Francisco, Azor, Antonio, Bárcenas, Patricia, Fernández-Salas, Luis, Miguel, del Río, Víctor, Díaz, Pérez-Peña, José, Vicente, 2010; Human-driven coastline changes in the Adra River deltaic system, southeast Spain, Geomorphology, 119, PP: 9-22.
  • Jana, Adarsa, Biswas, Arkoprovo, Maiti, Sabyasachi, Bhattacharya, Amit K., 2014; Shoreline changes in response to sea level rise along Digha Coast, Eastern India: an analytical approach of remote sensing, GIS and statistical techniques, 18, PP: 145-155.
  • Jiang, Chengsheng, Shaw, Kristi, S., Upperman, Crystal, R., Blythe, David, Mitchell, Clifford, Murtugudde, Raghu, Sapkota, Amy, R., Sapkota, Amir, 2015; Climate change, extreme events and increased risk of salmonellosis in Maryland, USA: Evidence for coastal vulnerability, Environment International, 83, PP: 58-62.
  • Kakroodi, A., A., Kroonenberg, S., B., Goorabi, A., Yamani, M., 2014a; Shoreline response to rapid 20th century sea-level change along the Iranian Caspian coast, Journal of Coastal Research 30 (6), 1243–1250.
  • Kakroodi, A., A., Kroonenberg, S., B., Naderi Beni, A., Noehgar, N., 2014b; Short- and longterm development of the Miankaleh Spit, Southeast Caspian Sea, Iran. Journal of Coastal Research 30 (6), 1236–1242.
  • Khoshravan, H., 2007; Beach sediments, morphodynamics, and risk assessment, Caspian Sea coast, Iran, Quaternary International, Vol. 167-168:35-39.
  • Ramieri, E., Hartley, A., Barbanti, A., Santos, F.D., Gomes, A., Hilden, M., Laihonen, P., Marinova, N., Santini, M., 2011; Methods for Assessing Coastal Vulnerability to Climate Change, European Topic Centre on Climate Change Impacts, Vulnerability and Adaptation Thetis (Italy).
  • Ritter, D.F., Kochel, R.C., & Miller, J.R. 2006; Process Geomorphology (Reissued 4th, Fourth Edition), Mc Grow-Hill, New York.
  • United Nations Environment Programme (UNEP), 2014; The UNEP Environmental Data Explorer, as compiled from UNEP/DEWA/GRID-Geneva. UNEP, Geneva. http://geodata.grid.unep.ch.