تغییرات کمی و مقایسه آماری شاخص‌های هیدرولوژیک جریان رودخانه‌ای بعد از احداث سد یامچی اردبیل

مصطفی‌زاده, رئوف; اسفندیاری درآباد, فریبا; محمدی راد, لیلا; حاجی, خدیجه

doi:10.22034/jewe.2020.230926.1359

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار، گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

² استاد، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

³ دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه ژئومورفولوژی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

⁴ دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

https://doi.org/10.22034/jewe.2020.230926.1359

چکیده

هدف از این پژوهش تجزیه و تحلیل تغییرات کمی و مقایسه آماری شاخصهای هیدرولوژیکی جریان رودخانهای در اثر ساخت سد یامچی در ایستگاههای آبیابی بالادست و پایین دست در طی دوره 2004-2013 در استان اردبیل بود. برای این منظور، منحنی طول جریان (FDC) و 30 شاخص هیدرولوژیکی در ایستگاههای بالادست و پاییندست سد یامچی محاسبه شد. تجزیه و تحلیل آماری هر یک از شاخصها با استفاده از آزمونهای t زوجی و آنالیز FDC محاسبه شد. با توجه به نتایج، میانگین دبی پرآبی در ایستگاه های نیر (بالادست) و پله الماس (پایین دست) برای محاسبه برابر 43/1 و m³/s 73/0 محاسبه شده است که نشان دهنده تفاوت معنی داری بین این ایستگاه ها از نظر دبی پرآبی نیست. بنابراین، دبی بیشینه و کمینه و آهنگ دبی 5، 85 ، 90 ، 95 و احتمال Q₉₀/Q₅₀، شیب، انحراف معیار و شاخص خط از نظر تأثیر ساخت سد اختلاف معنی داری داشت و میانگین دبی کاهش یافته است. علاوه بر این، شاخص های تخلیه صفر، صفر درصد، جریان کم، جریان زیاد، نرمال، میانه، نما، 25، 35، 45، 50، 65، 75، 85% بیش از حد و تخلیه Q₉₀/Q₅₀اختلاف معنیداری را نشان داد. نتایج نشان داد که تخلیه رژیم رودخانه در ایستگاه پل-آلماس تحت تأثیر سد یامچی قرار دارد و میانگین تخلیه کاهش یافته است. علاوه بر این، بین شاخصهای هیدرولوژیکی حداقل و حداکثر دبی و FDC در ایستگاههای مورد مطالعه تفاوت معنیداری وجود دارد. بنابراین، ارزیابی تغییرات رژیمهای رودخانهای، امکان تصمیم گیری مدیریت صحیح را در استفاده از جریان رودخانه فراهم میکند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

هیدرولوژی

عنوان مقاله [English]

Quantitative Changes and Statistical Comparison of River Flow Hydrological Indicators after the Construction of Yamchi Dam, Ardabil, Iran

نویسندگان [English]

Raoof Mostafazadeh ¹
Fariba Esfandiyari Darabad ²
Leila Mohammadirad ³
Khadijeh Haji ⁴

¹ Assoc. Professor, Department of Natural Resources, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil

² Professor, Department of Natural Geography, Faculty of Literature and Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

³ M.Sc. Student, Department of Geomorphology, Faculty of Literature and Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

⁴ Ph.D Scholar, Department of Watershed Management Engineering Sciences, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran

چکیده [English]

The purpose of this research was to analyze the quantitative changes and statistical comparison of the hydrological river flow indices due to dam construction in the upstream and downstream hydrometric stations during 2004-2013 period at the Ardabil Province. For this purpose, the flow duration curve (FDC) and 30 hydrologic indicators in the upper and lower stations of Yamchi Dam were calculated. The statistical analysis was performed against calculated indices using paired t-test and FDC analysis. According to the results, the mean high-water discharge in Nir (upstream) and Poleh Almas (downstream) stations was calculated to be equal 1.43 and 1.73 m³/s, indicating no significant differences between these stations in term of high-water discharge. Therefore, the maximum and minimum flow and discharge rates of 5, 85, 90, 95 exceedance probabilities and Q₉₀/Q₅₀, slope, standard deviation and Lane Index had significant difference under the effect of dam construction and the mean discharge was reduced. Moreover, indicators of zero discharge, zero percent, low flow, high flow, normal, median, mode, 25, 35, 45, 50, 65, 75, 85 exceedance percent and discharge of Q₉₀/Q₅₀ experienced a significant difference. The results showed that the river regime discharge in Pole-Almas station is affected by the Yamchi Dam and the average discharge had reduced. In addition, there is a significant difference between hydrological indicators of minimum and maximum discharge and FDCs at studied stations. Therefore, evaluating the changes in river regimes provides the possibility of making sound management decisions in river flow utilization.

کلیدواژه‌ها [English]

Flow Timing
Human Intervention
Hydrological Regime
River Ecology
Water Resources Management

مراجع

Alizadeh A. (2016). Principles of applied hydrology. Imam Reza University Press, 942 pp. [In Persian].

Amini H., Esmali-Ouri A., Mostafazadeh R., Sharari M. and Zabihi M. (2019). Hydrological drought response of regulated river flow under the influence of dam reservoir in Ardabil Province. J. Earth Space Phys., 45(2), 1-15. [In Persian].

Arevalo-Mejia R. Leblois E. Salinas-Tapia H. Mastachi-Loza C. A., Ba K. M. and Diaz-Delgado C. (2020). A baseline assessment of hydrologic alteration degree for the Mexican catchments at gauged rivers (2016). Sci Total Environ., 729, 139041.

Arya A., Amini A., Eqbalzadeh A. and Javan M. (2013). Investigating the effect of Vahdat Dam on the discharge regime of Gheshlagh river in Sanandaj city. The 1^st Int. Conf. and the 4^th Nat. Conf on Urban Develop, Sanandaj, Islamic Azad University, 1-7. [In Persian].

Chen Y. D., Yang T., Xu C. Y., Zhang Q., Chen X. and Hao Z. C. (2010). Hydrologic alteration along the middle and upper east river (Dongjiang) Basin, South China. A visually enhanced mining on the results of RVA method. Stochastic Environ. Res. Risk Assess., 24(1), 9-18.

Dongan Li., Di L., Jianshi Zh., Hui Lu. and Yang H. (2017). Observed changes in flow regimes in the Mekong River basin., J. Hydrol, 551, 217-232.

Esfandyari Darabad F., Mostafazadeh R., Shahmoradi R. and Nasiri Khiavi A. (2019). The Analysis of the changes of the hydrological flow indices affected by dam construction in Zarrinehrood and Saruqchai rivers of West Azerbaijan Province. Hydrogeomorph, 5(18), 57-77. [In Persian].

Esfandyari Darabad F., Mostafazadeh R., Shahmoradi R., Nasiri Khiavi A. and Ebadi E. (2020). Investigating the effect of Bukan's Dam construction on hydrological indices of Zarrinehrood River based on the flow duration curve. Water Soil Sci, 29(4), 147-159. [In Persian].

Gordon N. D., McMahon T. A., Finlayson B. L., Gippel Ch. J. and Nathan R. J. (2004). Stream hydrology an introduction for ecologists, John Wiley & Sons, Ltd, Ed(2): 448pp.

Honarbakhsh A., Chogan M., Zare Bidaki R. and Pazhuhesh M. (2019). Regional frequency analysis of low flow in parts of the northern Karun river basin in chaharmahal and Bakhtiari province. J. Environ. Water Eng., 4(4), 274-285 [In Persian].

Khorooshi S., Mostafazadeh R., Esmali-Ouri A. and Raoof. M. (2017). Assessment of temporal and spatial variations of the hydrologic index of river in the watersheds of Ardebil Province. Ecohydro, 4(2), 379-393 [In Persian].

Mahdavi M. (2003). Principles of Applied Hydrology. Tehran University Press, 320 pp. [In Persian].

Mathews R. and Richter B. D. (2007). Application of the indicators of hydrologic alteration software in environment flow setting. J. Am. Water Resour. Associ., 43(6), 1400-1413.

Mehta R., Sharad K., Jain R. and Kumar D. S. G. (2012). Hydrological impacts of Dams: A Review, National Institute of Hydrology, Roorkee, Int. J. Water Res. Environ., 3(1), 75-97.

Mix K., Groeger A. W. and Lopes V. L. (2016). Impacts of dam construction on streamflows during drought periods in the Upper Colorado river basin, Texas, Lake Reserv, 21, 329-337.

Mohammadirad L. (2018). Comparing the hydrological indicators of strem flow under the effects of dam construction (case study: Yamchi and Sabalan Dams Ardabil province), M. Sc Dissertation in Geomorphology and Environmental Planning, University of Mohaghegh Ardabili, Depart of Natural Geography, 100 pp [In Persian].

Mostafazadeh R., Haji K., Esmali-Ouri A. and Mirzaei S. )2019(. Estimating the monthly flow deficit during hydrological drought periods in Gorganroud river basin. J. Watershed Manage. Res, 9(18), 190-196 [In Persian].

Nasiri Khiavi A. and Mostafazadeh R. (2019). Spatio-temporal assessment of river flow discharge variability indices in some watersheds of Ardabil Province. Hydrogeomorph., 5(17), 23-44 [In Persian].

Nasiri Khiavi A., Mostafazadeh R., Esmali Ouri A., Ghafarzadeh O. and Golshan M. (2019). Alteration of hydrologic flow indicators in Ardabil Balikhlouchai River under combined effects of change in climatic variables and Yamchi Dam construction using range of variability approach. Watershed Eng. Manage., 11(4), 851-865 [In Persian].

Nasiri P. (2013). Statistics and Probability of Engineering. Payame Noor University, 298 pp. [In Persian].

Nasri M. and Modares R. (2017). Investigating low flows trend assessment in Isfahan Province. J. Range Watershed Manage., 70(1), 247-256 [In Persian].

Raghunath H. M. (2014). Hydrology: Principles, Analysis, and Design. Wiley, 482p.

Ranjbar M. and Amini N. (2014). Evaluating the effect of dams on groundwater resources (Case study of Salman Farsi Dam -Fars Province). J. Geo., 12(40), 187-206 [In Persian].

Sojka M., Jaskula J., Wischer-Dysarz and J. and Dysarz T. (2016). Assessment of dam construction impact on hydrological regime changes in low land river, a case of study: the Stare Miasto reservoir located on the Powa River. J. Water Land Develop., 30(1), 119-125.

Theodoropoulos C., Karaouzas I., Vourka A. and Skoulikidis N. (2020). ELF-A benthic macroinvertebrate multi-metric index for the assessment and classification of hydrological alteration in rivers. Ecol. Indic., 108, 1-11.

Tian X., Zhao G., Mu X., Zhang P., Tian P., Gao P. and Sun W. (2019). Hydrologic alteration and possible underlying causes in the Wuding River, China. Sci of The Total Envir. 693: 1-9.

Worrall T.P., Dunbar M.J., Extence C.A., Laizé C.L.R., Monk W.A. and Wood P.J. (2014). The identification of hydrological indices for the characterization of macroinvertebrate community response to flow regime variability. Hydrol. Sci. J., 59(3-4), 645-658.

Yang Z., Yan Y. and Liu Q. (2012). Assessment of the flow regime alterations in the lower Yellow River, China. Ecol. Infrorm., 10, 56-64.

Zou Q. and Liang S. H. (2015). Effects of dams on river flow regime based on IHA/RVA. Proc. Int. Assoc. Hydrol. Sci., 368, 275-280.

محیط زیست و مهندسی آب

تغییرات کمی و مقایسه آماری شاخص‌های هیدرولوژیک جریان رودخانه‌ای بعد از احداث سد یامچی اردبیل

مراجع

مراجع

دوره 6، شماره 2
مرداد 1399
صفحه 107-121

تغییرات کمی و مقایسه آماری شاخص‌های هیدرولوژیک جریان رودخانه‌ای بعد از احداث سد یامچی اردبیل

مراجع

مراجع

دوره 6، شماره 2مرداد 1399صفحه 107-121

دوره 6، شماره 2
مرداد 1399
صفحه 107-121