تحلیل شکل مجرای رودخانه کلقان چای (حد فاصل سد کلقان تا الحاق به رودخانه قرنقو)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

هدف این تحقیق تحلیل عوامل موثر بر شکل گیری الگو و دینامیک مجرا در محدوده مورد مطالعه رودخانه کلقان چای و ارزیابی قدرت رودخانه و اثرات آن بر مورفولوژی مجرا تحت تاثیر عوامل و اقدامات انسانی در تغییر شکل مجرا می باشد. تصاویر ماهواره ای، نفشه های توپوگرافی، نقشه های زمین شناسی، داده های هیدرولوژیکی جریان، داده های مستخرج از مدل رقومی ارتفاع و داده های مطالعات صحرایی داده های تحقیق را تشکیل می دهند، جهت رسیدن به هدف تحقیق، از روشهای تحلیل قدرت رودخانه، قدرت مخصوص رودخانه، شاخص های ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی و تحلیل سینوسی مسیر برای تحلیل دینامیک و الگوی مجرا استفاده شده است. نتایج روشهای مختلف نشان داد که شکل گیری الگو و دینامیک مجرا در محدوده مورد مطالعه تحت تاثیر ویژگیهای فرایندهای هیدرولوژیکی ناشی از فرایند تدارک دبی و دبی رسوبی، مقاومت لیتولوژیکی بستر و کنارهای های رودخانه می باشد و نقش عوامل انسانی به صورت تصرف و اشغال بستر رودخانه به شکل ایجاد باغات و مزارع و همچنین برداشت منابع شن و ماسه از بستر رودخانه می باشد. نتایج تحلیل قدرت سیلابی و قدرت مخصوص رودخانه نشان داد که با کاهش عرض معبر رودخانه، قدرت رودخانه افزایش می یابد، و قدرت سیلابی رودخانه به ویژگیهای مورفولوژیکی رودخانه بستگی دارد. نتایج این تحقیق می تواند در شناسایی بازه های حداکثر توان رودخانه و بازه های تحت تاثیر فرسایش رودخانه ای استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Channel form analysis of Kalghan Chi River in mountain interval (between Kalghan dams to Connection of Garango River)

نویسنده [English]

  • sayad asghari saraskanrood
mohaghegh ardabili university
چکیده [English]

Introduction
The Monitoring on route changes trend and geometric pattern of rivers is essential for identifying and evaluating eventual problems and risks in order to maintain and optimize utilization of natural resources and it is among the priorities of Geomorphology Studies. The purpose of this study is analysis of affecting factors in Kalghan Chai River and Assessment of river power and effects on the river morphology influenced by human actions is changing the river shape. The Kalghan Chai Basin is part of the Ghezel Ozen basins, which is the Garango River is its main drainage. This is located at the position 28° 46 to 30 46 east longitude and 34 37 to 46 37 north latitudes on the eastern slopes of the Sahand Mountains. In this research, studied region is range between Kalghan Dam to connect Garango River.
 
 
Material and methods
 
In study in order to achieve research  goal were used techniques and different methods, materials of research are include of  Satellite Image, Topographic map, Geological map, flow Hydrological data, data provided from Dem and field data. In this research were used methods of River Power Analysis, River specific power, Sinuosity Index, Central angle, Route Sinuosity in order to channel pattern and dynamic analysis. In order to study the river power and its effect on the erosivity, River discharge was calculated in different return periods. Then the river power was calculated by the following equation:
  
The flow power can also be expressed in units of the bed surface if the width of the river (W) is divided, Therefore, in order to express the power of the river at any point, it is necessary to calculate the special power of the river,  is calculated by the following equation:
ω=γQS/W                                                                         
 
To study the shape and pattern of the river, coefficients Sinuosity Index, Central angle, Route Sinuosity were used. Then the Sinuosity Index size for each arc was calculated by the following equation:

The center angles of the arches on each of the intervals were calculated using the following equation
 

The sinuosity of the river route was also calculated using the following equation:
                                                                                                          
Results and discussion
The analysis of the characteristics of river meandering on the basis of Sinuosity Index showed that the Sinuosity Index of the study area was 1.31. And more than 90% of the curvature range is from 1.05 to 1.5, and the curvature is more than 1.5, 89% of the meandering of the study area. There are no curvatures of less than 1.05 and no more than 2 in any of the studied meanders. Therefore, the pattern of the river in study area is sinuosity. The sinuosity analysis of the river  interval  also showed that of the 20 interval studied, there is no Meandering interval, And 7 interval are straight pattern the rest of the interval has a sinuosity pattern. River Power Analysis showed which has the maximum River power of the Sections 20, 21 and 22, the lowest of river power are at Sections 11, 12, 13, 14 and 15. The lowest of specific river power in the sections of 19, 21 and 6.   And the maximum river power in the section of 9.
Conclusion
Results indicated that forming of channel pattern and dynamic in studied area was controlled by hydrological processes cased flow and sediment discharge, lithological resistance of river bed and sides and the role of human factors for capture and occupation of the river bed to create gardens and farms as well as at some sections the main factor shaping is the Chanel of removal of sand from the river bed. The results of flood power and specific power analysis showed by reducing the width of the river crossing, river power increases, and  the flood power depends on morphological characteristics of the river The results of this study can be used to identify of interval Maximum River power and interval affected by river erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Channel Dynamic
  • River Pattern
  • River Power and Kalghan Chai River
  • احمدی، حسن(1367)، ژئومورفولوژی کاربردی، انتشارات دانشگاه تهران، 714 صفحه.
  • اسماعیلی، رضا؛ حسین زاده، محمد مهدی؛ اقبالی، رضا (1392) اثرات برداشت شن و ماسه بر ویژگی های ژئومورفیک رودخانه لاویچ، استان مازندران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال ششم، صص 70-57.
  • بریچ، جان، اس(1387) رودخانه ها و دشت های سیلابی، ترجمه محمد حسین رضایی مقدم و مهدی ثقفی، انتشارات سمت.
  • بیاتی خطیبی، مریم (1385) بررسی علل تشکیل و توسعه پیچان ها در دره های نواحی کوهستانی، رشد آموزش جغرافیا، شماره 75، صص 8-1.
  • بیاتی خطیبی، مریم (1391) برآورد خطر وقوع سیلاب ها در مسیر پیچان رودها مورد : رودخانه شور (واقع در دامنه های شرقی کوهستان سهند) فصلنامه جغرافیا و توسعه، شماره 31، صص 148-137.
  • حیدری، اسدا..؛ مقیمی ابراهیم(1386) ژئومورفولوژی و مدیریت سیستمی رودخانه مطالعه موردی: حوضه قرنقو تا سد سهند، فصلنامه جغرافیا، شماره 14 و 15 صص137-119.
  • روستایی، شهرام؛ خورشید دوست، علی محمد؛ خالقی، سمیه(1392) ارزیابی مورفولوژی مجرای رودخانه  لقوان با روش طبقه بندی راسگن، مجله پژوهش های ژئومورفولوژی کمی، دوره 1، شماره 4، صص 16-1.
  • ریچاردز، کیت(1384) رودخانه ها- اشکال و فرایندهای آبراهه های آبرفتی، ترجمه کریم سلیمانی، میر خالق ضیاء تبار احمدی، انتشارات دانشگاه مازندران.
  • فاطمی عقدا، محمود، فرج الله، فیاضی و داریوش، علیپور (1380)، بررسی زمین شناسی مهندسی بخشی از رودخانه کرخه(روستای عبدالخان تا روستای الهایی)، نشریه علوم دانشگاه تربیت معلم، جلد 1 شماره 3و   4 صص178-163.
  • مختاری، داود(1388) نقش عوامل غیر رودخانه ای در تغییرات مورفولوژی مسیر آبراهه ها مطالعه موردی: رودخانه باغلار در دانه شمالی میشو داغ( شمال غرب ایران)، فصلنامه فضای جغرافیای اهر، سال نهم، شماره ی 26 صص 135-113.
  • مقصودی، مهران؛ زمان زاده، سید محمد؛ یمانی، مجتبی؛ حاجی زاده عبدالحسین(1396)، ارزیابی تغییرات الگوی پیچان رودی رودخانه مارون و تحلیل هیدروژیومورفولوژی منطقه مطالعه موردی: رودخانه مارون(از سرچشمه تا ورودی آن به رودخانه جراحی)، فصل نامه جغرافیایی طبیعی، سال دهم شماره 35: صص 1-28.
  • موسوی حرمی، رضا، اسدالله، محبوبی، رابرت، برنر و محمد، خانه باد(1381)، نقش تکتونیک در رسوب گذاری و مورفولوژی رودخانه کشف رود واقع در شمال شرق ایران، مجله علوم دانشگاه تهران، جلد بیست و هشتم، شماره 1، صص68-53.
    • Antonelli,C. Provansal M. Vella C. (2004) .Recent Morphological Channel Changes in a Deltaic Environment, the Case of the Rhone River France GeomorphologyVol. 57 pp. 385-402.
    • Biedenharn D.S., Elliot, C.M. and Watson, C.C., (1997). The WES stream investigation and stream bank stabilization handbook. US. Army Engineering. P 286.
    • Collins, B.D., and Montgomery, D.R., (2011). The legacy of Pleistocene glaciation and the organization of lowland alluvial process domains in the Puget Sound region, Geomorphology (126) p. 174-185.
    • Eilertsen, R. and Hansen, L., (2008). Morphology of river bed scours on a delta plain revealed by interferometric sonar, Geomorphology 94, Pp58–68.
    • Gregory,K. J. Benito G. Downs P. W. (2006). Applying Fluvial Geomorphology to River Channel Management: Background for Progress towards a Paleohydrology Protocol, Journal Geomorphology, Vol. 98,pp. 153-172.
    • Hafez, Y. I., (2000) Response Theory for Alluvial River Adjustments to Environmental and Man-Made Changes”, Journal of Environmental Hydrology, paper 14, Volume 8, October 2000
    • Heitmuller, F.T., Hudson, P.F., (2009). Downstream trends in sediment size and composition of channel bed, bar and bank deposits related to hydrologic controls in the Liano river watershed Central Texaz, Gomorphology 112, 246-260.
    • Kirby, Eric and Whipple, Kelin., (2001). Quantifying differential rock-uplift rates via stream profile analysis, Geology, (29) no. 5, p. 415-418.
    • Knighton, A.D. Nanson G.C. (1993) Anastomosis and the continuum of channel pattern Earth surface processes and landforms.l S, pp.613-625.
    • Lepold, L. B., M. G, Wolman. And J. P, Miller., (1964). Fluvial Processes in Geomorphology, San Farncisco, W.H. Freeman and CO, p21-22.
    • Makaske, A. D. G., Smith, H. J. A., Berendsen, A. G. de. Boer, M. F. van, Nielen-Kiezebrink and T. Locking., (2009). Hydraulic and sedimentary processes causing anastomosing morphology of the upper Columbia River,  Geomorphology, 111(3-4), p194–205.
    • Montgomery, D.R., Buffington, J.M., (1997). Channel-reach morphology in mountain drainage basins, Geological Society of America Bulletin, 109: 596-611.
    • Montgomery, David R. and Buffington, John M., (1998). Channel-reach morphology in mountain drainage basins, Geological Society of America Bulletin, v. 109, no. 5, p. 596-611.
    •  Montogomery D. R. Gran K. B. (2001). Downstream variations in the width of bedrock channels, Water Resource Research, Vol. 37, NO. 6, 1841–1846.
    • Peyrowan, H.R., Jafari Ardekani, A., (2014). Gorge genesis of the Ghezel-Ouzan River in Iran, Geochemistry Journal, Vol 1(1), http://www.jgs-scijour.com/gi.
    • Phillips, R.T.J., Desloges, J.R., (2013), Glacially conditioned specific stream powers in low-relief river catchments of the southern Laurentian Great Lakes, Geomorphology  http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2013.09.030.
    • Ralph, T.J., Hesse, P.P., (2010). Downstream hydro geomorphic changes along the Macquarie River, Southeastern Australia, Leading to channel breakdown and floodplain wetlands, Geomorphology 118, 48-64.
    • Sear, D.A., Newson, M.D., (2003). Environmental change in river channel: a neglected element. Towards geomorphologic typologies, standard nd monitoring. The Science of the Total Environment 310, 17-23.
    • Selander, J.A., (2004). Processes of knick point propagation and bedrock incision in the Oregon Coast Range. University of Oregon B.S. thesis, Eugene, Oregon.
    • Stock, Jonathan D. and Montgomery, David R., (1999). Geologic constraints on bedrock river incision using the stream power law, Journal of Geophysical Research, v. 104, no. B3, p. 4983-4993.
    • Whipple, K.X., (2004). Bedrock Rivers and the geomorphology of active orogens, Annual Review of Earth and Planetary Science (32) p. 151-185.
    • Whipple, Kelin X. and Tucker, Gregory E., (1999). Dynamics of the stream-power incision model: Implications for height limits of mountain ranges, landscape response timescales, and research needs, Journal of Geophysical Research, v. 104, no. B8, p. 17.661-674.
    • Whol, E.E, Kuzma J. N, Brown N. E., (2004). Reach- scale channel geometry of a mountain river, Earth Surface Processes and Landforms, 29: 969-981.