بررسی تغییرات زمانی و روند دبی‌های حداقل در آبخیزهای منتخب دامنه جنوبی البرز

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه تخصصی عمران آب، دانشکده عمران، معماری و هنر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 عضو هیئت‌علمی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه عمران آب، تهران، ایران

10.22034/jewe.2020.232323.1364

چکیده

در سال‌های اخیر برداشت بی‌رویه، تغییرات اقلیمی و تغییر کاربری اراضی صورت گرفته در حوزه‌های آبخیز، اثرات متفاوتی بر جریان رودخانه و به‌خصوص جریان پایه و کم گذاشته است. با توجه به برداشت منابع آب زیرزمینی و تأثیر آن بر زمان رخداد و طول مدت رخ داد جریان کم در ایستگاه‌های مختلف نیاز به بررسی و تحقیق دارد. هدف از این پژوهش بررسی روند جریان کم در ایستگاه‌های هیدرومتری منتخب آبخیز کرخه است. بدین منظور پس از دریافت داده‌های روزانه آبدهی ایستگاه‌های هیدرومتری واقع در محدوده حوضه‌های کویر مرکزی و دریاچه نمک، تعداد 39 ایستگاه انتخاب شدند. داده‌های این ایستگاه­ها به روش همبستگی با ایستگاه‌های دیگر موردبازسازی قرار‌گرفته و داده‌های پرت حذف شدند. سری‌های زمانی 5، 7، 10، 15، 30، و d 60 این ایستگاه‌ها استخراج شدند. سپس ایستگاه‌های به دو دسته‌ی حوضه‌های فاقد دشت و حوضه‌های دارای دشت تقسیم شدند. با آزمون‌های من کندال، تایل سن و اسپیرمن تحلیل روند جریان صورت گرفت. برای هر دسته بین روند جریان حداقل و مساحت حوضه بالادست ارتباط رگرسیونی داده شد. نتایج نشان داد که حدود 10 ایستگاه فاقد روند معنی‌دار و مابقی ایستگاه‌ها در سطوح 1، 5 و 10% دارای روند معنی‌دار کاهشی بودند. در حوضه‌های دارای دشت به دلیل برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی با افزایش مساحت حوضه، روند جریان حداقل کاهشی­تر شد درحالی‌که این موضوع در حوضه‌های فاقد دشت یا کوهستانی با افزایش مساحت حوضه از روند کاهشی کاسته شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Temporal Variations and Trend of Low Flow Analysis in Selected Alborz South Mountains Basins

نویسندگان [English]

  • Arash Kaveh 1
  • Bagher Ghermezcheshmeh 2
  • Saied Abbas Hosseini 3
1 M.Sc. Student, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assist. Professor, Department of Hydrology and Water Resources Development, Soil Conservation and Watershed Management Institute, Tehran, Iran
3 Assist. Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In recent years, over using of water, climate and land use changing in different river basins, have had different impacts on the river flow, particularly low-flow. With respect to the extraction of the groundwater resources and its effect on event time and the length of this time, it is essential to study the low-flow in different stations. The purpose of this study was to investigate and determine the trend of spatio-temporal low-flow in selected hydrometric stations in Alborz south mountains basins. For this purpose, daily discharge data were collected for different hydrometeric stations within the study area and 39 stations were selected. Daily discharge of these stations were reconstructed with correlation method and outliers were eliminated. Then, the time series of 5, 7, 10, 15, 30, 60 days of stations were calculated. Basins were then clustered into two classes including plain and no plain. The trend of low flows was calculated using Mann Kendall, Teil-sen, and spearman tests. For each cluster, a regression relationship was established between the low flow trend and basin upstream area. Results showed that about 10 stations had no significant trend and other stations found have significant negative trend at 1, 5, 10% levels. Plain basins experienced lower negative low flow trends as the basin area increased, which could be attributed to the over extraction of groundwater resources, but in no plain basins direct correlation was obtained as area increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater resources
  • Low flow
  • South Alborz Basins
  • trend tests
Arabi A., Sanaei Nejad H., Torabi Poudeh H. and Niknia N. (2015). Impact assessment of rainfall alterations on water yield Darungar River. J. Rainwater Catch. Sys., 3(8), 45-58 [In Persian].
Aseffa K. and Moges M. A. (2018). Low flow trends and frequency analysis in the Blue Nile Basin, Ethiopia. J. Water Resour. Protect., 10(2), 182-203
da Silva, R. M., Santos C., Moreira, M., Corte-Real J., Silva V. C. L. and Medeiros I. C. (2015). Rainfall and river flow trends using Mann–Kendall and Sen’s slope estimator statistical tests in the Cobres River basin. Nat. Hazard., 77, 1205-1221.
Daniel W. W. (1990), Applied nonparametric statistics (2nd ed.), Boston: PWS-Kent, 635pp.
Ghermezcheshmeh B., Mehdipoor A. and Heidarizadeh M. (2010a). Low flow trends analysis from upstream to downstream of Kharkheh river for water resource management. 10th National Seminar on Irrigation and Evapotranspiration, Kermean, Iran 1-8 [In Persian].
Ghermezcheshmeh B., Nassaji Zavare M. and Rasooli A. (2010b). Investigating the annual flow trend with an approach to water resources management in arid areas.  Water challenge scientific conference in Qom, 1, 1-8 [In Persian].
Gilbert R. O. (1987). Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring, Wiley, NY, 336pp.
Habibnejad Roshan M., Ebrahimi M., Solaimani K. and Vafakhah M. (2010). Low flow analysis in arid and semi-arid areas of northeastern of Khorasan e Razavi Province. J. Watershed Manage. Res., 1(1), 44-58 [In Persian].
Helsel D. R. and Hirsch R. M. (1992). Statistical methods in water resources, Elsevier, Amsterdam, pp: 546.
Jahanbakhsh S., Sari Saraf B., Ghafoori A. M. and Rahimi S. (2016). Trend analysis of stream flow across Kharkheh watershed.  J. Watershed Eng. Manage., 8(1), 55-67 [In Persian].
Kendall M. G. (1975). Rank correlation methods, 4th Ed., Charles Griffin, London, 202pp.
Khoshhal Dastjerdi J. and Ghavidel Rahimi Y. (2008). Application of the Man-Kendall nonparametric test in estimating temperature changes. J. Geographic Space, 8(22), 21-38 [In Persian].
Mann H. B. (1945). Non-parametric tests against trend. Econometr., 13, 163-171.
Mirabbasi Najafabadi R. and Dinpashoh Y. (2010). Trend Analysis of stream flow across the north west of Iran in recent three decades. J. Water Soil, 24(4), 757-768 [In Persian].
Mostafazadeh R., Esmaeili A. and Zabihi M. (2016). The trend of low flow changes in a part of Buchan Siminehrood and its environmental effects. 4th international congress of structure, architecture and urban development, Tehran, Iran, 1-9 [In Persian].
Naser A. and Bruen M (2016). Detection of trends in 7-days sustained low- flow time series of Irish rivers. Hydrol. Sci. J., v(62), 947-959
Nasri M. and Modarres R. (2016). Trend Analysis of low flow across Isfahan. Iran. J. Nat. Res., 70(1), 247-256 [In Persian].
Nassaji Zavareh M., Khorshiddoust A. M., Rasouli A. A. and Slajegheh A. (2014). Assessment of discharge trend of Kasilian watershed. Iran. J. Watershed Manage. Sci., 8(24), 1-9 [In Persian].
National Watershed Atlas (2015). National Institute for Watershed and Soil Conservation. Available at: http://www.areeo.ac.ir/_DouranPortal/Documents/AtlasAbkhiz_20161114_143045.pdf
Piniewski M., Marcinkowaski P. and Kundzewicz Z. W. (2018). Trend detection in river flow indices in Poland. J. Acta Geophys., 66, 347-360.
Salarijazi M., Akhoondali A. M. and Daneshkhah A. R. (2011).  Trend testing and analysis of changes in the time series of Karun River flooding in Ahvaz station (non-parametric approach). 6th National Congress on Civil Engineering, Semnan, Iran, 1-8 [In Persian].
Sawaske Spencer R. and Freyberg D. L. (2014). An analysis of trends in base flow recession and low-flows in rain-dominated coastal streams of the pacific coast. J. Hydrol., 519A, 599-610.
Torabi H. and Dehghani R. (2015). Trend analysis of stream flow changing of Chamenjir watershed using non-parametric tests. J. Echohydrol., 3(3), 415-425 [In Persian].
Torabi Podeh H. and Emamgholizadeh S (2016). Analysis of stream flow trend across Karkheh watershed and effect of autocorrelation coefficient on the trend of flow. Iran. Water Res.J., 1(16), 143-151 [In Persian].
Torabi Podeh H. and Emamgholizadeh S. (2015a). Trend Analysis of Stream flow changing of the rivers of Lorestan Province with MKTFPW. J. Appl. Res. Geogra. Sci., 35, 73-93 [In Persian].
Torabi Podeh H. and Emamgholizadeh S. (2015b). Trend analysis of stream flow changing of north watershed of Dez River with TFPW-MK procedure. J. Water Soil Conserv., 22(3), 39-55 [In Persian].
Zelenakova M., Purcz P., Solakova, T and Demetrova B. (2012). Analysis of trends of low flow in river stations in eastern Slovakia. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun., 60(5), 265-273.