بررسی روش های هیدرولوژیکی تعیین جریان محیط زیستی رودخانه حفاظت شده کشف رود در محدوده شهر مشهد

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران، گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 استادیار گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

ایران از یک سو با محدودیت منابع آب شیرین و از سوی دیگر با افزایش روز افزون تقاضای آب برای مصارف مختلف رو به رو می باشد. یکی از مهمترین چالش‌ها در برنامه‌ریزی منابع آب تعیین جریان محیط زیستی در رودخانه‌ها می‌باشد. جریان محیط زیستی توصیفی از زمان، کیفیت و مقدار جریان مورد نیاز برای حفظ اکوسیستم آبی است. رودخانه‌های حفاظت شده اراضی به نسبت وسیع با ارزش حفاظتی زیاد که با هدف حفظ و احیای رویشگاه‌های گیاهی و زیستگاه‌های جانوری انتخاب می‌شوند. مناطق حفاظت شده، محیط‌های مناسبی برای اجرای برنامه‌های آموزشی و پژوهش‌های زیست محیطی به شمار می آیند. رودخانه حفاظت‌شده کشف‌رود جزئی از حوضه آبریز قره قوم ایران است که در شمال شرق کشور و در شمال استان خراسان رضوی واقع گردیده است. این حوضه دارای ۱۵۶۵۰ کیلومتر مساحت می باشد. برای حفظ اکو سیستم‌های این حوزه تعیین حداقل جریان محیط زیستی امری ضروری است. امروزه روش‌های مختلفی برای برآورد جریان محیط زیستی رودخانه در دنیا ارائه شده است که رهیافت‌های هیدرولوژیکی از پرکاربردترین آنها می‌باشند. در این مقاله جریان محیط زیستی رودخانه حفاظت شده کشف‌رود، بر اساس دوره آماری 39 ساله در ایستگاه اولنگ اسدی، با استفاده از روش‌های هیدرولوژیکی تسمن و انتقال منحنی تداوم جریان (اسماختین)، برآورد شده است. دبی‌های مورد نظر حاصل شد و سپس با استفاده از تحلیل SWOT، با توجه به ویژگی‌های داخلی و خارجی هر روش، مناسب‌ترین رهیافت جهت تعیین جریان محیط زیستی رودخانه کشف‌رود ارائه شد. حداقل جریان محیط زیستی در روش تسمن 57/1 و در روش انتقال منحنی تداوم 85/1 بدست آمد. با استفاده از تحلیل SWOT، امتیازات ماتریس ارزیابی داخلی و خارجی روش انتقال منحنی تداوم 64/3 و 53/3 بدست آمد که در مقایسه با روش، به عنوان روش مناسب انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of hydrological methods of Environmental Flow Determining for Protected River Kashafrood in Mashhad area

نویسندگان [English]

  • hamid enayati 1
  • abbasali ghezelsoofloo 2
  • farhad khamchin moghadam 2
1 M.Sc. student of Civil Engineering, Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Iran is faced with limited freshwater resources and, on the other hand, is facing increasing demand for water for various uses. One of the most important challenges in planning water resources is the determination of the environmental flow in the rivers. The environmental flow describes the time, quality, and amount of flow needed to maintain the aquatic ecosystem. Protected rivers are widely protected with a high conservation value, aimed at preserving and restoring plant habitats. Protected areas are suitable environments for conducting educational and environmental studies. Protected River Kashafrood is part of the Qara-e-Ghom basin of Iran located in the northeast of the country and in the north of Khorasan Razavi province. The basin has 15650 km of area. To maintain ecosystems in this area, it is essential to determine the minimum environmental flow. Today, various methods for estimating the environmental flow of the river are presented in the world, which hydrological approaches are the most widely used ones. In this paper, the environmental flow of the Kashafrood Protected River is estimated on the basis of the 39-year statistical period in the Olang Asadi station using hydrostatic methods of Tessman and Transmission curve continuity flow (Smakhtin). The required flows were obtained and then, using SWOT analysis, according to the internal and external characteristics of each method, the most suitable approach for determining the environmental flow of Kashafrood River was presented. The minimum environmental flow in the Tessman method was 1. 57 and in Smakhtin method, the continuity curve was 1.85. Using the SWOT analysis, internal and external evaluation matrices of the internal and external assessment matrix were used to convey the continuity curve of 3.64 and 3.53, which was selected as the appropriate method in comparison to the method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hydrological methods
  • Environmental flow
  • Kashafrood
  • SWOT Analysis
Panahi, F. and Khodashenas, A. 2016. Assessment of environmental flow estimation methods in rivers, Journal of Water and Sustainable Development. 4.1: 73-80.

Ferdowsi, A. 2016. An Analysis of Shahroud River Revitalization Strategies Using SWOT Analytical Method, Journal of Environmental science and technology. 3.18: 20-28.

Oryan, S. and Makhdoom, M. 2013. Comparison of Environmental Assessment Methods and Proposed Application Approach for Iran Rivers according to TOPSSIS decision method, Journal of Environmental research. 4.8: 3-14.

Sadeghian, M.S. and Oryan S. 2014. Investigating the features of DRIFT method as a comprehensive approach to Environmental Assessment of rivers in downstream dams, In Water and Sustainable Development international conference, Agricultural-oriented solutions and challenges. 24-26 July, Tabriz, Iran.

Dehghan, P. and Hoseinpoor, M. 2013. Investigating geomorphologic forms of Kashfrud River catchments. In Eighth Iranian Engineering and Environmental Geology Congress. 6-7 Nov, Mashhad, Iran.

Tessmann, S. 1980. Environmental assessment, Technical appendix E in environmental use sector reconnaissance elements of the Western Dakotas region of South Dakota study, Water Resources Research Institute, South Dakota State University, Brookings, South Dakota.

Smakhtin, V. and Anputhas, M. 2006. An assessment of environmental flow requirements of Indian river basins. International Water Management Institute.

Smakhtin,V. Revenga,C. and Döll,P. 2004. A pilot global assessment of environmental water requirements and scarcity, Journal of Water International. 29.3: 307-317.

Yang, H.C., Suen, J.P. and Chou S.K. 2016. Estimating the ungauged natural flow regimes for environmental flow management, Journal of Water resources management. 30.13: 4571-4584.

Pusey, B., Burrows, D., Arthington, A., and Kennard, M. 2006.Translocation and spread of piscivorous fishes in the Burdekin River, north-eastern Australia, Journal of Biological Invasions. 8.4: 965-977.

Shokoohi, A. and Hong, Y. 2011. Using hydrologic and hydraulically derived geometric parameters of perennial rivers to determine minimum water requirements of ecological habitats (case study: Mazandaran Sea Basin—Iran), Journal of Hydrological Processes. 25.22:3490-3498.

Saeidi, P. 2011. Environmental flow assessment in Karoon river by three methods Tennant, Smakhtin and Tadavom, 5th congress of envionmental engereeing, Autumn, Tehran university, Tehran, Iran.

Tessmann, S.A. 1979. Environmental Use Sector: Reconnaissance Elements of the Western Dakotas Region of South Dakota Study. Water Resources Research Institute, South Dakota State University, Brookings, South Dakota.

Baumgartner, L.J. 2014. Using flow guilds of freshwater fish in an adaptive management framework to simplify environmental flow delivery for semi‐arid riverine systems, Journal of Fish and Fisheries. 15.3: 410-427.

MacDonald, G.K., Odorico, P.D., and Seekell, A.D. 2016. Pathways to sustainable intensification through crop water management, Journal of Environmental Research Letters. 11.9: 091-100.

Bond, N., Costelloe, J., King, A., Warfe, D., Reich, P., and Balcombe, S. 2014. Ecological risks and opportunities from engineered artificial flooding as a means of achieving environmental flow objectives, Journal of Frontiers in Ecology and the Environment. 12.7: 386-394.

Arthington, A.H., Kennen, J.G., Stein, E.D., and Webb, J.A. 2018. Recent advances in environmental flows science and water management—Innovation in the Anthropocene, Freshwater Biology, 1st ed.,  New York: Wiley. 

Bond, N.R. Grigg, N. 2018. Assessment of environmental flow scenarios using state‐and‐transition models, Freshwater Biology,  1st ed., New York: Wiley. 

Islam, Sh. 2010. Nature and limitations of environmental flow methodologies and its global trends, Journal of Civil Engineering. 38.32: 141-152.

Naiman, R. J., Bunn, S. E., Nilsson, C., Petts, G. E., Pinay, G. & Thompson, L. C. 2002. Legitimizing fluvial ecosystems as users of water, Environmental Management. 30.29: 455-467.