ناپایداری مجرا

ناپایداری مجرای رودخانه، نقش به سزایی در ایجاد فرسایش، تخریب سواحل و تأسیسات کناره ی رودخانه دارد. این نقش به ویژه هنگامی تشدید می شود که مجرا و بستر رودخانه آبرفتی باشد. رودخانه ی قزل اوزن یکی از مهم ترین رودخانه های ایران است. این رودخانه اثریافته از عوامل مختلفی چون، زمین شناسی منطقه، ویژگی های تشکیلات آبرفتی و شرایط هیدرولیکی جریان، رفتار مورفولوژیکی پویایی دارد. هدف این پژوهش، بررسی وضعیّت پایداری رودخانه با استفاده از روش های تجربی و ریاضی و مقایسه ی نتایج این روش ها با نتایج مطالعات صحرایی و ویژگی های مورفولوژیک هر کدام از بازه های مورد مطالعه در طبیعت است. برای رسیدن به این هدف، در این پژوهش با استفاده از روش های تنش برشی و شاخص مقاومت نسبی بستر، وضعیّت پایداری رودخانه تحلیل و سپس نتایج روش های گفته شده با مطالعات و اندازه گیری های صحرایی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در بازه ی اوّل محدوده ی مورد مطالعه، نتایج روش های تجربی با مطالعات صحرایی هم خوانی دارد؛ ولی در بازه های دوم و سوم نتایج روش های تجربی با مطالعات صحرایی هم خوانی ندارد. این بررسی نشان داد که روش های تنش برشی و شاخص مقاومت نسبی بستر، تنها در مجراهای آبرفتی اهمّیّت داشته و به نتایج آنها می توان استناد کرد. به کارگیری این روش ها در بازهای غیرآبرفتی، نتایج غیرواقعی و دور از انتظار خواهد داشت و با ویژگی های مورفولوژیک رودخانه ی مورد مطالعه هم خوانی نخواهد داشت.

این تحقیق به منظور شناسایی و استخراج تغییرات قسمتی از رودخانه ی زرینه رود در فاصله ی سال های 1989 تا 2014 میلادی - مطابق با سال های 1368 تا 1393 هجری شمسی- با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست انجام گرفته است؛ تغییر مسیر و مورفولوژی مجرای رودخانه ها - که از ویژگی های مهم دشت های سیلابی بوده- و در مقیاس زمانی اتفاق می افتد، و مطالعه آن با استفاده از فن آوری سنجش از دور، نتایج مطلوب تری به دست می دهد در این تحقیق نیز از این تکنیک استفاده شده است. تصاویر پس از تصحیحات رادیومتریک و تصحیحات هندسی، جهت افزایش تباین به روش خطی بسط داده شده و در مرحله ی بعد با استفاده از روش های تحلیل مؤلفه های اصلی و ترکیب باندی بهترین مؤلفه و ترکیب باندی مشخص گردید. سپس با انتقال این مؤلفه ها و ترکیب باندی به محیط نرم افزار ArcGIS محدوده ی رودخانه در سال های مورد مطالعه استخراج و تجزیه و تحلیل شد. جهت تحلیل کمّی تغییرات مسیر رودخانه، از شاخص های ضریب خمیدگی و بعد فراکتالی برای مقایسه ی سال های مورد مطالعه استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد به علت کاهش بسیار محسوس دبی رودخانه از سال 2000 تا سال 2014، پتانسیل رودخانه برای ایجاد تغییرات مورفولوژیک در بخش های مختلف بسیار پایین است. بیشترین میزان تغییرات در سال 1989 اتفاق افتاده است. ناپایداری مسیر رودخانه نیز در طی سال های مورد مطالعه به جز حذف یک پیچان رود از الگوی سال 1989، بسیار کم می باشد. همچنین نتایج روش های استخراج الگوی رودخانه نشان داد که جهت تشخیص خط مرزی رودخانه تحلیل مؤلفه های اصلی از روش های دیگر کاراتر است.

رودخانه ها از اشکال پویای طبیعت هستند. بررسی ژئومورفولوژیکی پایداری رودخانه ها و فرآیند حمل و نقل رسوب، بسیار مهم می باشد. هدف این مطالعه، بررسی وضعیت پایداری و تنش برشی رودخانه با استفاده از روش های تجربی و ریاضی و مقایسه ی نتایج آن ها با مطالعات میدانی، شرایط مورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، زمین شناسی و انسانی حاکم بر هر یک از بازه ها می باشد. با توجه به نتایج مطالعه، پلان فرم رودخانه، در بازه اول، دوم و چهارم، به صورت سینوسی و در بازه سوم به صورت پیچان رودی می باشد و با در نظر گرفتن مشخصه های زاویه مرکزی ، به ترتیب بازه اول، دوم و سوم به صورت پیچان رود بسیار توسعه یافته و بازه چهارم از نوع پیچان رود توسعه یافته است. بیشترین میزان تنش برشی موجود و کناری، در مقاطع 4، 3، 11 و 12 دیده می شود و بیش ترین میزان تنش برشی بحرانی، در مقاطع 3 و 7 می باشد. بررسی های شاخص پایداری نسبی نشان داد که به جز مقاطع 5 و 7، سایر مقاطع انتخابی در تمامی بازه ها به صورت ناپایدار می باشند. در مقاطع پایدار غیر آبرفتی، شکل مجرا به سنگ بستر بستگی دارد و به مقدار رسوبات منتقل شده ربطی ندارد. اما در بازه های آبرفتی، شکل مجرا و پایداری آن به مقاومت ذرات رسوبی آن بستگی دارد. همچنین با توجه به نتایج مطالعه، در بازه های اول و دوم، نتایج روش های تجربی با مطالعات میدانی همخوانی دارد و در بازه سوم و چهارم همخوانی زیادی دیده نمی شود.