پهنهبندی و تحلیل فرسایشپذیری کناره رود در بالادست رودخانه نکا، استان مازندران | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 47، 1400، صفحه 131-143 اصل مقاله (1.06 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2021.101071 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا اسماعیلی* ؛ سارا معلمی | ||
| گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران | ||
| چکیده | ||
| فرسایش کرانه رود فرایند پیچیدهای است که از تأثیرگذاری عوامل مختلف به وجود میآید و بر ویژگیهای ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی و اکولوژیکی رودخانه تأثیر میگذارد. بسیاری از مطالعات فرسایش کرانه رود به صورت محدود و محلی انجام میشود اما در این مقاله فرسایشپذیری کرانه رود در بالادست رودخانه نکا در مقیاس بازه با استفاده از روش «پهنهبندی آسیبپذیری فرسایش کرانهای» یا BEVZ مورد بررسی قرار گرفت. پس از ترسیم مسیر رود از گوگل ارث، محدودهای به عرض 20 متر از کناره رود به عنوان حریم در نظر گرفته شد و پارامترهای مؤثر در فرسایش کناره رود شامل شیب کانال، پوشش گیاهی، لیتولوژی، شیب کرانه، ارتفاع کرانه، شاخص مئاندر و عامل انسانی برای این حریم مورد بررسی قرار گرفتند و لایههای اطلاعاتی آنها در GIS تهیه گردید. با همپوشانی لایههای اطلاعاتی، نقشه نهایی فرسایشپذیری کناره رود در پنج کلاس طبقهبندی شد. براساس این نقشه 65 و 20 درصد از طول کرانه رود در محدوده مورد مطالعه به ترتیب فرسایشپذیری متوسط و زیاد دارند. درصد کرانههای با فرسایشپذیری زیاد با میانگین جابجایی کانال طی دوره 1398-1385 در بازههای مختلف ضریب همبستگی نسبتاً بالایی (84/0) را نشان میدهند. از میان پارامترهای مورد بررسی لیتولوژی سست و منفصل، پوشش گیاهی کم تراکم و برداشت شن و ماسه بیشترین تأثیر را در فرسایش پذیری کرانه رودخانه داشتهاند. مطالعات فرسایش کرانه رود در مقیاس بازه میتواند با ایجاد نگرش تحلیل فضایی در شناسایی مناطق با حساسیت بیشتر و ارتباط آن با بازههای بالادست و پایین دست در مدیریت کانال رود نقش مؤثری داشته داشته باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| رودخانه نکا؛ فرسایش کرانه رود؛ مازندران؛ BEVZ | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Zonation and analysis of stream bank erodiability in upstream of Neka River, Mazandaran | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Esmaili؛ Sara Moalemi | ||
| Geography department, Faculty of Humanities and Social Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Extended abstract Introduction Streambank erosion is a complex process that has many contributing factors. Geomorphologically, erosion of the streambed and influx of sediments and large woody debris into the channel lead to changes in river flow, floodplain development and river channel morphology. Accordingly, stream bank erosion is an important management problem along the alluvial rivers. The main aim of this study is to analyze the erosion susceptibility of the riverbank and to map the erosion zoning at reach scale. Material and methods In this paper, the Bank Erosion Vulnerability Zonation (BEVZ) method is used to investigate the erosion of the river bank. This method was first proposed by Bandyopadhyay et al. (2014) for zoning the hazard of river bank erosion on the River Haora of India. In this method, six parameters of river bank slope, meander index, longitudinal river gradient, soil erodibility factor, vegetation cover and anthropogenic factor were used. In this study, the above parameters were used with slight modifications and addition of lithology factor as well as changes in scoring. The study area was a reach of the Neka River (Iran, Mazandaran) from the village of Sefidchah to the Gelevard Dam with a length of 17 km. Path of the river was traced using Google Earth images and in Arc GIS software from both sides of the river, a buffer width of 20 meters was determined to assess erosion. After preparing the above data layers and classifying them into ARC GIS software, the final map was obtained using the overlay sum and, based on minimum and maximum scores. The erodibility of the river bank was classified into five groups. To analyze the erodibility of the riverbank, the amount of channel displacement was measured over a 13-year period (2006-2019). The channel displacement was measured at a constant distance of 250 m and the mean displacement was calculated. Result and discussion More than 66% of the river's slope lies between 0.001-0.01 m/m. Lithologically, 79.5% of the river flow is composed of alluvial sediments. In river banks, 63% of the vegetation is of very low density, including grasslands and scattered trees and approximately ten percent of the riverbanks consist of dense and very dense trees. The slope of the river bank was less than 10 degrees in 96.6% of the river's course. Bank height varied from 1 to 2 meters in 59% of the river channel. The meander index is 60.7% of the river's length between 1-1.5, and 26.4 percent of the river's route is in the convex side. The anthropogenic factor in the study area is gravel extraction that include approximately 34% of the river route. With the overlapping of information layers, the final map of river bank erodibility has been divided into different classes including very low, low, moderate, high and very high. Of the entire study reach, 65 and 20 percent of the riverbanks have moderate and high erodibility, respectively. By comparing the centerline of the channel in the 13-year period 2006-2019, the channel displacements in the reaches of 1 to 4 were 0.87, 0.85, 0.83 and 0.42 m/y, respectively. There is a correlation coefficient of 0.84 between the percentage of high erodibility of river bank and the annual channel displacement rate, which indicates the lateral displacement of the river was higher in the reaches with higher erodibility. Among the effective parameters in erosion, lithology is the first rank with 33%, which is due to river crossing of loose alluvial deposits. Another factor is vegetation that, due to low density, cannot withstand erosion, so it is ranked second in river bank erosion with 31% impact. Conclusion The results of river bank erodibility map show that 20% of river banks have high erodibility potential. There is a significant relationship between the displacement of the river channel and the erosion rate of the river bank, which confirms the high probability of precision and accuracy of this map. This map provides a spatial view and is suitable for locating and planning any river-related human activities such as road, bridge, dam, sand extraction, and so on. Therefore, by identifying and analyzing the factors affecting river bank erosion at each reach, it will be possible to prioritize human activities more accurately and avoid potential hazards. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Neka River, Streambank erosion, Mazandaran, BEVZ | ||
| مراجع | ||
|
-اسماعیلی، ر.، یارمحمدیان، ر. و لرستانی، ق.، 1397. تحلیل پایداری کرانه رود با استفاده از تکنیکهای ارزیابی سریع ژئومورفیک مطالعه موردی: رودخانه سیمره در محدوده شهرستان دره شهر استان ایلام، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال هفتم، شماره 3، ص 57-70.
-حسینزاده، م.م. و اسماعیلی، ر.، 1397. برآورد فرسایش کنارهای رودخانه با استفاده از مدل BSTEM، زمینشناسی ایران، سال یازدهم، شماره 45، ص 53-70.
-حسینزاده، م.م.، خالقی، س. و واحدیفر، ف.، 1396. ارزیابی تغییرات مورفولوژیک و پایداری رودخانه قرانقوچای هشترود با استفاده از مدل BEHI، هیدروژئومورفولوژی، شماره 10، ص 145-164.
-خیریزاده آروق، م.، رضایی مقدم، م.ح.، رجبی، م. و دانشفراز، ر.، 1396. تحلیل تغییرات جانبی مجرای رودخانه زرینه رود با استفاده از روشهای ژئومورفومتریکی، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال پنجم، شماره 4، ص 76-102.
-رستمی، م.، حسینزاده، م.م. و اسماعیلی، ر.، 1399. بررسی حساسیت کناره رودخانه در برابر فرسایش و راهکارهای حفاظت کنارههای کانال در رودخانه واز چمستان- مازندران، دوره 11، شماره 4، ص 1-14.
-رضایی مقدم، م.ح. و پیروزینژاد، ن.، 1993. بررسی تغییرات مجرا و فرسایش کنارهای در رودخانه گاماسیاب از سال 1334 تا 1389، جغرافیا و برنامهریزی، شماره 47، ص 109-132.
-نوحهگر، ا.، خزایی، م.، مهدوی نجف آبادی، ر. و تلوری، ع.، 1395. بررسی الگوهای پیشروی و پسروی رودخانه بشار براساس تصاویر ماهوارهای، عکسهای هوایی و مطالعات زمینی، هیدروژئومورفولوژی، شماره 8، ص 161-181.
-Abderrezzak, K.E.K., Moran, A.D., Tassi, P., Ata, R. and Hervouet, J.M., 2016. Modelling river bank erosion using a 2D depth-averaged numerical model of flow and non-cohesive, non-uniform sediment transport. Advances in Water Resources, v. 93, p. 75-88.
-Bandyopadhyay, S., Ghosh, K. and De, S.K., 2014. A proposed method of bank erosion vulnerability zonation and its application on the River Haora, Tripura, India. Geomorphology, v. 224, p. 111-121.
-Biron, P.M., Choné, G., Buffin-Bélanger, T., Demers, S. and Olsen, T., 2013. Improvement of streams hydro‐geomorphological assessment using LiDAR DEMs. Earth surface processes and landforms, v. 38(15), p. 1808-1821.
-Biswas, R.K., Yorozuya, A. and Egashira, S., 2016. Numerical Model for Bank Erosion in the Brahmaputra River. Journal of Disaster Research, v. 11(6), p. 1073-1081.
-Bosa, S., Petti, M. and Pascolo, S., 2018. Numerical modelling of cohesive bank migration. Water, v. 10(7), 961. doi:10.3390/w10070961
-Dragićević, S., Pripužić, M., Živković, N., Novković, I., Kostadinov, S., Langović, M., and Čvorović, Z., 2017. Spatial and temporal variability of bank erosion during the period 1930–2016: Case Study—Kolubara River Basin (Serbia). Water, v. 9(10), 748 p. doi:10.3390/w9100748.
-Hamshaw, S.D., Engel, T., Rizzo, D.M., O’Neil-Dunne, J. and Dewoolkar, M.M., 2019. Application of unmanned aircraft system (UAS) for monitoring bank erosion along river corridors. Geomatics, Natural Hazards and Risk, v. 10(1), p. 1285-1305.
-Heeren, D.M., Mittelstet, A.R., Fox, G.A., Storm, D.E., Al-Madhhachi, A.T., Midgley, T. L., and Tejral, R.D., 2012. Using rapid geomorphic assessments to assess streambank stability in Oklahoma Ozark streams. Transactions of the ASABE, v. 55(3), p. 957-968.
-Jia, D., Shao, X., Wang, H. and Zhou, G., 2010. Three-dimensional modeling of bank erosion and morphological changes in the Shishou bend of the middle Yangtze River. Advances in Water Resources, v. 33(3), p. 348-360.
Kessler, A.C., Gupta, S.C. and Brown, M.K., 2013. Assessment of river bank erosion in Southern Minnesota rivers post European settlement. Geomorphology, v. 201, p. 312-322.
-Lawler, D.M., 1993. The measurement of river bank erosion and lateral channel change: a review. Earth surface processes and landforms, v. 18(9), p. 777-821.
-Longoni, L., Papini, M., Brambilla, D., Barazzetti, L., Roncoroni, F., Scaioni, M. and Ivanov, V.I., 2016. Monitoring riverbank erosion in mountain catchments using terrestrial laser scanning. Remote Sensing, v. 8(3), 241 p.
-Martin, D.J., Ely, C. and Wemple, B.C., 2019. Bank erosion in an Andean páramo river system: Implications for hydro-development and carbon dynamics in the neotropical Andes. Journal of Mountain Science, v. 16(2), p. 243-255.
-Mukherjee, R., Bilas, R., Biswas, S.S. and Pal, R., 2017. Bank erosion and accretion dynamics explored by GIS techniques in lower Ramganga river, Western Uttar Pradesh, India. Spatial Information Research, v. 25(1), p. 23-38.
-Nardi, L., Campo, L. and Rinaldi, M., 2013. Quantification of riverbank erosion and application in risk analysis. Natural hazards, v. 69(1), p. 869-887.
-Piégay, H., Darby, S., Mosselman, E. and Surian, N., 2005. A review of techniques available for delimiting the erodible river corridor: a sustainable approach to managing bank erosion. River research and applications, v. 21(7), p. 773-789.
-Thakur, P.K., Laha, C. and Aggarwal, S., 2012. River bank erosion hazard study of river Ganga, upstream of Farakka barrage using remote sensing and GIS. Natural hazards, v. 61(3), p. 967-987.
-Thoma, D.P., Gupta, S.C., Bauer, M.E. and Kirchoff, C., 2005. Airborne laser scanning for riverbank erosion assessment. Remote sensing of Environment, v. 95(4), p. 493-501.
-Varouchakis, E., Giannakis, G., Lilli, M., Ioannidou, E., Nikolaidis, N. and Karatzas, G., 2016. Development of a statistical tool for the estimation of riverbank erosion probability. Soil, v. 2(1), doi:10.5194/soil-2-1.
-Veihe, A., Jensen, N.H., Schiøtz, I.G. and Nielsen, S.L., 2011. Magnitude and processes of bank erosion at a small stream in Denmark. Hydrological Processes, v. 25(10), p. 1597-1613. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 12,616 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 5,820 |
||