ارزيابي روش RVA به منظور تعيين مقادير جريان محيطزيستي رودخانه پلنگ‌ور جهت حفظ ارزش‌هاي اکولوژيکي و مقايسه آن با رويکردهاي هيدرولوژيکي
الموضوعات :سیدمصطفی ابراهیم‌نیا 1 , هادی مدبری 2 , مرتضی کریمی 3 , بهناز ختار 4
1 - دانش آموخته کارشناسي ارشد مهندسي عمران سازه‌هاي هيدروليکي، موسسه آموزش عالي جهاد دانشگاهي رشت، ايران.
2 - استاديار گروه پايش منابع آب، پژوهشکده محيط زيست جهاد دانشگاهي، رشت، ايران.
3 - پژوهشگر گروه پايش منابع آب، پژوهشکده محيط زيست جهاد دانشگاهي، رشت، ايران.
4 - دانش آموخته دکتري مهندسي آب، دانشکده کشاورزي و منابع آب دانشگاه امام خميني (ره) قزوين، ايران.
الکلمات المفتاحية: نياز آبي محيط زيستي, مديريت اکوسيستم رودخانه, روش محدوده تغييرپذيري جريان, رودخانه پلنگ‌ور,
ملخص المقالة :
زمينه و هدف: اثرات عوامل طبيعي و انساني بر تغييرات چرخه‌هاي هيدرولوژيکي در حوضه‌هاي آبريز سبب تهديد در امنيت و سلامت اکوسيستم‌هاي آبي و کاهش تنوع زيستي در رودخانه‌ها و تالاب‌ها شده است. در ساليان اخير به منظور حفظ اکوسيستم‌هاي طبيعي، کارکردها و خدمات وابسته به آنها توجه فزاينده‌اي به ارزيابي جريانات محيطزيستي در اين زيست‌بوم‌ها شده است. مقاله حاضر با هدف برآورد نياز آبي محيط زيستي رودخانه پلنگ‌ور با استفاده از روشهاي اکوهيدرولوژيکي ساده که علاوه بر خصوصيات هيدرولوژيکي ويژگيهاي اکولوژيکي رودخانه را نيز در نظر مي‌گيرد، صورت پذيرفت.
روش پژوهش: در اين تحقيق ابتدا به دليل وجود شرايط اکولوژيکي مختلف و تنوع زيستگاهي متفاوت در بالادست و پايين دست رودخانه پلنگ‌ور از داده‌هاي 2 ايستگاه هيدرومتري مسجدپيش در بالادست و کلسر در پايين‌دست استفاده شد. سپس پارامترهاي موثر هواشناسي مانند بارش، دوره‌هاي ترسالي و خشکسالي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت و با محاسبه رژيم هيدروليکي جريان، مقادير دبي جريان در رودخانه در ماه‌هاي مختلف سال تحليل گرديد. در مرحله بعد جريان زيست‌محيطي رودخانه به صورت ماهانه از روش منحني تغييرپذيري در شرايط حداقل و حداکثر محاسبه شد و با نتايج حاصل از ساير روشهاي هيدرولوژيکي مانند روشهاي تنانت، تگزاس، تگزاس اصلاح‌شده و انتقال منحني تداوم جريان مقايسه گرديد.
يافته‌ها: مقادير جريان محيطزيستي برآورد شده از روش RVA در رودخانه پلنگ‌ور در دو ايستگاه هيدرومتري مسجدپيش در بالادست و کلسر در پايين‌دست به ترتيب در شرايط حداقل جريان محيطزيستي برابر 84/0 و 01/5 مترمکعب بر ثانيه و در شرايط حداکثر جريان محيطزيستي برابر 4/1 و 69/9 مترمکعب بر ثانيه به دست آمد. مقادير برآورد شده جريان محيطزيستي در شرايط حداقل در ايستگاه مسجدپيش نشان مي‌دهد که روش RVA مي‌تواند شرايط اکولوژيکي رودخانه را در بخشي از سال به طور کامل حفظ نمايد زيرا در ماه‌هاي شهريور تا ارديبهشت عددي بين 60 تا 80 درصد ميانگين ماهانه را دربرمي‌گيرد. اما در ماه‌هاي خرداد، تير و مرداد که افزايش برداشت آب از رودخانه به دليل مصارف کشاورزي زياد است عملا روش RVA حدود 20 تا 40 درصد متوسط جريان را درنظرگرفته است که اين مقدار اگرچه با شرايط مناسب کمي فاصله دارد اما با توجه به شرايط محيطي و مديريت تخصيص منابع آب، مي‌تواند مقداري قابل قبول براي حفظ شرايط اکولوژيکي حداقلي در رودخانه باشد. همچنين نتايج مقادير برآورد شده جريان محيطزيستي در شرايط حداقل در ايستگاه کلسر در پايين‌دست رودخانه نشان داد که روش RVA مي‌تواند شرايط اکولوژيکي رودخانه را حفظ نمايد زيرا در کل سال حتي در ماه‌هاي گرم و بحراني توانسته است عددي بين 55 تا 80 درصد ميانگين ماهانه را دربربگيرد. مقادير برآورد شده از ساير روشهاي هيدرولوژيکي استفاده شده در اين مطالعه نتوانست جوابگوي نياز آبي محيطزيستي در رودخانه در ماه‌هاي گرم سال باشد.
نتايج: در شرايط کمبود داده، استفاده از مقادير برآورد شده از روش محدوده تغييرپذيري جريان در شرايط حداقل ميانگين مي‌تواند با ارائه مقادير منطقي، شرايط اکولوژيکي رودخانه را تا حد زيادي حفظ نمايد. از آنجا که زمان اصلي تخمريزي ماهيان در زيست بوم پلنگ‌ور در ماه‌هاي اسفند، فروردين و ارديبهشت است لذا نتايج حاصل از روش RVA در شرايط حداقل در هر دو ايستگاه بالادست و پايين دست توانسته است به خوبي شرايط مناسب براي اين کارکرد مهم اکولوژيکي را حفظ نمايد و ضمانت علمي کامل براي اين ارزش اکولوژيکي يعني حفظ عمليات تخمريزي ماهيان در اين منطقه باشد. همچنين استفاده از روشهاي RVA در شرايط حداکثر و روش FDC-shifting در ماه‌هاي سرد سال يعني از ماه مهر تا ارديبهشت به دليل ارائه مقادير نزديک به ميانگين و يا حتي بيشتر از آن توصيه مي‌شود. اما در ماه‌هاي بحراني سال به ترتيب استفاده از روشهاي RVA در شرايط حداقل، روش تگزاس اصلاح شده، روش تگزاس و روش FDC-shifting توصيه مي‌گردد.
Abbasi, K. (2018). Report on Fish abundance and reproduction biology in Anzali wetland and its inlet rivers, (Cheklist, Dispertion, Abundance, IUCN status and Reproduction) for JICA.
Anonymous. (2004). Report on improvement of irrigation and drainage network Guilan Sefidrud. Guilan Regional Water Authority. (In Persian)
Anonymous. (2006). TEXAS instream flow studies: technical overview. Texas Commission on Environmental Quality Texas Parks and Wildlife Department Texas Water Development Board. 150 pages.
Arthington, A., Bunn, S., Poff, N., & Naiman, R. (2006). The challenge of providing environmental flow rules to sustain river ecosystems”. Ecological Applications 16:1311-1318.
Arthington, A., & Pusey, B. J. (2003). Flow restoration and protection in Australian rivers. River Research and Applications 19: 377–395.
Hashemi, Z., Darzi, A., Karandish, F., Ritzema, H., & Solaimani, K. (2023). The impact of Tajan Irrigation and Drainage Network on Meeting the Environmental Flow Requirements of Water Resources. Journal of Water and Soil Resources Conservation. 12(4): 73-85. (In Persian)
Karimi, S., Pourebrahim, Sh., Salajegheh, A., Malekian, A., Strauch, M., volk, M., & Witing, F. (2020). Environmental flow requirements of Karaj River’s sub-watersheds using Flow Duration Curve and Indicators of Hydrological Alteration. Journal of Range and Watershed Management. 74(2): 393-405. (In Persian)
Khatar, B., & Shokoohi, A. (2020) Evaluating and Modifying the Texas Method as a Hydrologic Method for Prescribing Ecological Regime in Perennial Rivers. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 9(3): 31-46. (In Persian)
Khanmohammady, S., & Shokoohi, A. (2018). Using RVA Model for Defining River Ecological Regime for Determining Environmental Flow. Iran-Water Resources Research, 14(2): 224-235. (In Persian)
King, J., Tharme, R., & De Villiers, M. (2008). Environmental flow assessment for rivers: Manual for the Building Block Method. WRC Report NoTT 354/08, 364p.
Modaberi, H., & Shokoohi, A. (2019). Determining Anzali Wetland Environmental Water Requirement Using Eco-Hydrologic Methods. Iran-Water Resources Research, 15(3): 91-104. (In Persian)
Modaberi, H., & Shokoohi, A. (2020). Evaluation of the Effects of Exploitation of Sefidrood Irrigation and Drainage Network on the Life of Anzali Wetland. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 6(14): 1939-1953. (In Persian)
Naderi, M., Alioghli, S., Jahandideh, O., Rajabizadeh, Y., & Salarijazi, M. (2020). Determination of Optimal and Desirable Environmental Flow Release from Latian Dam reservoir with Consideration of Ecohydraulic, Hydrological and Hydro morphological Characteristics to Protect the Habitat of the Jajrood River. Iranian Journal of Irrigation and Drainage 14(4):1277-1300. (In Persian)
Nikghalb, S Shokoohi, A. Singh, V. P. and Yu, R. (2016). ‘Ecological Regime versus Minimum Environmental Flow: Comparison of Results for a River in a Semi Mediterranean Region’. Water Resource Manage, 30:4969–4984.
Poff, N., & Zimmerman, J. (2010). Ecological responses to altered flow regimes: a literature review to inform the science and management of environmental flows. Freshwater Biological, 55(1):194-205.
Razi, F., & Shokoohi, A. (2019). Determining and Estimating the Lag time between Meteorological and Hydrological Drought Using a Water Balance Model. Watershed engineering and management, 13(1). (In Persian)
Razzaghi Rezaeieh, A., Ahmadi, H., Haghdoust, N., & Hessari, B. (2019). The evaluation of river environmental flow by using the ecohydrological methods (Case study: Mahabad-Chai River). Journal of Water and Soil Conservation, 25(6): 47-65. (In Persian)
Richter, D., Baumgartner, V., Powell, J. & Braun, P. (1996). A method for assessing hydrologic alteration within ecosystems. Conservation Biology, 10(4): 1163-1174.
Richter, D., Baumgartner, V., Wigington, R. & Braun, P. (1997). How much water does a river need? Freshwater Biology, 37: 231-249.
Sarcheshmeh, B., Behmanesh, J., & Rezaverdinejad, J. (2020). Evaluation of Water Scarcity by Determining Quantity and Quality and Environmental Flow Requirement of Zarrinehrood. Journal of Water and Soil. 34(3): 565-577. (In Persian)
Shokoohi, A., & Amini, M. (2014) ‘Introducing a new method to determine rivers’ ecological water requirement in comparison with hydrological and hydraulic methods’, International Journal of Environmental Science and Technology, 11:3, 747-756.
Shokoohi, A., & Hong, H. (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). Hydrological Processes, 25(22), 3490-3498.
Shokoohi, A., Modaberi, H., & Monjezi, H. (2023). Evaluation of the Effect of Flow Release Based on River Environmental Guidelines on the Water Balance of Anzali Wetland, Journal of Water and Soil Resources Conservation. 12(2): 31-49. (In Persian)
Smakhtin, V. U., & Anputhas, M. (2006). An assessment of environmental flow requirements of Indian river basins. IWMI Research Report 107, International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka.
Song, X., Zhuang, Y., Wang, X., Li, E., Zhang, Y., Lu, X. & Liu, X. )2020(. Analysis of Hydrologic Regime Changes Caused by Dams in China. Journal of Hydrologic Engineering, 25(4): 05020003.
Talukdar, S., & Pal., S. (2018). Impact of dam on flow regime and flood plain modification in Punarbhaba River Basin of Indo-Bangladesh Barind tract. Water Conservation Science and Engineering, 3(2): 59-77.
Tennant, D. L. (1976). Instream flow regimens for fish and wildlife. Recreation and related environmental resources. Journal of Fisheries, (1): 6–10.
Tharme, R. E. (2003). A global perspective on environmental flow assessment: emerging trends in the development and application of environmental flow methodologies for rivers. River Research and Applications, (19): 397–441
The Nature Conservancy. (2009). Indicators of Hydrologic Alteration – Version 7.1 User’s Manual. 81pp.
Verma, R. K., Murthy, S., & Tiwary, R. K. (2015) Assessment of environmental flows for various sub-watersheds of Damodar river basin using different hydrological methods. Journal Waste Resources, 5(182): 2.
Yang, Y., Yin, X., & Yang, Z. (2016). Environmental flow management strategies based on the integration of water quantity and quality, a case study of the Baiyangdian Wetland, China. Ecological Engineering, 96:150-161.
Zarakani, M., Shookohi, A., Pising, V. (2017). Introducing a comprehensive ecological diet in the absence of data to determine the true environmental status of rivers. Iranian Water Resources Research Journal, 13(2): 140-153. (In Persian)
