رودخانه هراز

روش های مختلفی برای کنترل, یا کاهش خسارات سیلاب وجود دارد. یکی از این روش ها پهنه بندی سیل است که با شبیه سازی بستر و دشت سیلابی رودخانه و رفتار هیدرولیکی آن، پهنه های سیلاب را در دوره بازگشت های متفاوت مشخص میکند. یکی از عوامل اصلی تأثیر گذار در سرعت، عمق و گسترة سیلاب در این روش، ضریب زبری مانینگ است. از سوی دیگر، پوشش خاک, بویژه پوشش گیاهی از تعیینکننده ترین عوامل میزان ضریب زبری مانینگ به حساب میآید. بنابراین انتظار میرود تغییرات فصلی پوشش گیاهی منطقه در مقدار محاسباتی ضریب زبری مانینگ و در نهایت بر پیش بینی رفتار هیدرولیکی سیلاب ها نقش بسزایی داشته باشد. در این تحقیق سعی شده به بررسی تأثیر تغییرات فصلی ضریب زبری مانینگ، متناسب با تغییرات حاصل در وضعیت پوشش گیاهی بازه ای از رودخانه هراز با استفاده ار سیستم اطلاعات جغرافیایی (الحاقیه HEC-GeoRAS )، نرم افزار HEC-RAS و نقشه های پلان رودخانه با مقیاس 1:500 استفاده شده و ضریب زبری مانینگ با روش کاون در دو فصل زمستان و تابستان به پیش بینی رفتار هیدرولیکی سیلاب های این مسیر پرداخته شود. نتایج حاکی از آن است که زمان تعیین ضریب زبری، به دلیل تغییرات در وضعیت پوشش گیاهی منطقه در مقادیر محاسباتی ضریب زبری برای سواحل رودخانه و دشت سیلابی آن مؤثر بوده و در نتیجه موجب تغییراتی در پهنه های سیلاب، سرعت و عمق آب، نیروی تنش برشی و توزیع حجم سیلاب در سطح دشت سیلابی در دورة بازگشت های مختلف میشود. افزایش پوشش گیاهی و به تبع آن ازدیاد ضریب زبری مانینگ در فصل تابستان سبب میشود در سواحل و دشت سیلابی تمامی مقاطع مورد مطالعه سرعت، قدرت و دبی جریان به مقدار زیادی نسبت به شرایط مشابه در فصل زمستان کاهش یابد. این امر در پیش بینی رفتار هیدرولیکی رودخانه در بازه های زمانی متفاوت، بخصوص در طرح های سازه ای و هیدرولیکی مؤثر و حایز اهمیت است.

تغییر اقلیم بر روی کمبود دبی جریان رودخانه، سیلاب ها و زوال سیستم آبی تأثیر دارد که با پیش بینی آن می توان مدیریت بهتری بر روی منابع آبی داشت. در این تحقیق با استفاده از مدل های AOGCM و عدم قطعیت مربوط به آن ها روند تغییر اقلیم حوضه آبخیز هراز برای دوره 2030-2011 با سناریو انتشار A2 بررسی شد که در این راستا از شش مدل اقلیمی در ایستگاه های بلده و رینه استفاده شد. حوضه آبخیز هراز با مساحت 4012 کیلومتر مربع در استان مازندران واقع شده است. برای بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر جریان خروجی حوضه از مدل توزیعی SWAT استفاده شد، این مدل به تغییرات زمین و آب و هوا حساس می باشد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل از دبی جریان در دوره زمانی 2014-2000 استفاده شد. بعد از اطمینان از کارایی مدل، میزان تغییرات اقلیمی ریزمقیاس شده توسط مدل های مطالعاتی برای هر یک از فاکتورهای اقلیمی ورودی به مدل SWAT اعمال و تغییرات رواناب در دوره های آتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل های اقلیمی نشان داد که متوسط حداقل و حداکثر دمای سالانه برای دوره آتی به ترتیب 63/0 و 85/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و متوسط بارندگی سالانه برای منطقه مورد مطالعه به میزان 18 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج مقایسه دبی جریان های شبیه سازی شده نشان داد که میزان دبی اوج برای دوره آتی افزایش خواهد یافت، درحالی که متوسط دبی جریان رودخانه به مقدار 14 درصد کاهش خواهد یافت. بنابراین لازم است جهت جلوگیری از مخاطرات محیطی و برنامه ریزی طولانی مدت به تغییرات اقلیمی نیز توجه شود.

با توجه به اهداف پژوهش حاضر پس از بررسی آمار و اطلاعات بارش های حوزه آبخیز هراز و با توجه به کمبود آمار طولانی مدت در منطقه موردمطالعه، درنهایت 3 ایستگاه پنجاب- هراز، کرسنگ- هراز و محمودآباد- هراز در بخش های مختلف این رودخانه از کوهستانی تا جلگه ای در دوره مشترک آماری 44 ساله از سال آبی 48-1347 تا 91-1390 انتخاب شدند. پس از تجزیه وتحلیل تغییرات بارش های سالیانه ایستگاه های انتخ اب شده نتایج آزمون حداقل مربعات به روش گشتاورهای معمولی و بیشینه درستنمائی برای مقایسه با روش گشتاورهای خطی استخراج شدند. مجموع مربعات باقیمانده در روش گشتاورهای خطی نیز با برنامه کامپیوتری نوشته شده برای توزیع های موردپژوهش، محاسبه گردیدند. با توجه به نتایج این پژوهش و با استفاده از روش نمره دهی و رتبه بندی مشخص می شود در ایستگاه پنجاب- هراز روش بیشینه درستنمائی دارای کمترین مجموع مربعات خطا، یعنی مجموع نمره 6 دارای بهترین برازش با داده های بارش سالیانه بوده است و روش گشتاورهای معمولی و خطی با دارا بودن نمره کل 15 به صورت مساوی در رتبه های بعدی قرار دارند. در ایستگاه کرسنگ- هراز روش بیشینه درستنمائی دارای مجموع نمره 10 و بهترین برازش با داده های بارش سالانه بوده است و پس ازآن به ترتیب روش گشتاور معمولی با مجموع نمره 14 و روش گشتاور خطی با مجموع نمره 15 قرار دارند. در ایستگاه محمودآباد هم روش بیشینه درستنمائی با به دست آوردن مجموع نمره 3 بهترین روش منتخب در این ایستگاه بوده است و پس ازآن روش گشتاور معمولی و روش گشتاور خطی به ترتیب با مجموع نمرات 6 و 15 قرار دارند .

رودخانه ها سیستم های طبیعی هستندکه فشارهای انسانی طی دهه های گذشته موجب تغییرات شدیدی در مورفولوژی آنها شده است. عوامل مؤثر بر تغییرات مورفولوژیکی رودها و واکنش انها در مناطق مختلف متفاوت است. از این رو،در تحقیق حاضر، تغییرات مورفولوژیکی بخشی از رودخانه هراز در محدوده شهر آمل طی یک دوره 53 ساله (1400-1347) مورد مطالعه قرار گرفت. تغییرات عرض رودخانه، پلانفرم و لندفرم های رودخانه ای با استفاده عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای مورد بررسی قرار گرفتند. سپس، با محاسبه قدرت ویژه رود و مشاهدات میدانی مخاطرات کانال رود شناسایی شدند. در سال 1347میانگین عرض رودخانه141 متر اندازه گیری شد و در سال های 1385 و 1400 به 55 متر کاهش یافت. مساحت لندفرم های رودخانه ای شامل بستر فعال رود و موانع طولی در این دوره به ترتیب 50 و 95 درصد کاهش یافت. با تنگ شدگی رود و کاهش شدید موانع طولی، پلانفرم رودخانه از حالت شریانی به تک کانالی تغییر یافت. بواسطه این تغییرات قدرت ویژه رود افزایش یافته و فرایندهای فرسایشی موجب فروسایی رودخانه و فرسایش دیواره رود شدند. کاهش جریان پایه رود و کانال های آبیاری، تصرف دشت سیلابی و تغییر کاربری اراضی حاشیه رود از مهم ترین عوامل فشار در تغییرات مورفولوژیکی رود در محدوده مورد مطالعه بوده اند. با توجه روند تغییرات ایجاد شده، احداث سد جدید (هراز)، تداوم تصرفات دشت سیلابی وکانال سازی می تواند مخاطرات کانال رود و وقوع سیلاب های بزرگ را تشدید نماید.