جریان زیست محیطی

استفاده از آب­ های سطحی در سا­ل­ های اخیر به منظور تامین نیازهای متنوع انسان نظیر شرب، کشاورزی و صنعت باعث شده است کارکرد و سلامت این اکوسیستم به خطر بیفتد. برداشت آب از رودخانه تا حدی می ­تواند برای اکوسیستم رودخانه بی ضرر باشد، اما برای بهره­ برداری صحیح از رودخانه و جلوگیری از برداشت مازاد، باید حد تامین نیازهای زیست محیطی رودخانه تعیین شود. جريان­ هايي كه به منظور اهداف زيست محيطي در رودخانه ­ها رها مي ­شوند، به جريان هاي زيست محيطي موسوم بوده و براي حفاظت از زيست مجموعه گياهي و جانوري آبزي، حفظ كيفيت طبيعي محيط و افزايش توليد گونه­ هاي تجارتي و تفرجي جهت استحصال و يا حمايت از ارزش­ هاي علمي و بهداشتي تخصيص مي­ يابند.

مهاركردن سيلاب ­ها و ذخيره نمودن آب رودخانه در مخازن سطحي و يا زيرزميني يكي از راه­ هاي مطلوب در تأمين حداقل نياز آبي اكوسيستم­ هاي طبيعي و مصنوعي يك منطقه است. نياز آبي در تعريف عبارت است از مقداري از رژيم اصلي جريان رودخانه كه بايد پيوسته به منظور حفظ اكوسيستم رودخانه براي وضعيتي مشخص جريان داشته باشد.

روش­ هاي برآورد نياز آبي گوناگون بوده و بنا به مقتضيات محيطي و در راستاي اهداف طرح از آن استفاده مي­ شود. بررسي ­هاي فني انجام شده نشان مي­ دهد كه در فصول كم آبي اين موضوع براي رودخانه بسيار پر اهميت جلوه مي­ كند.

براي محاسبه حداقل آب مورد نياز زيست محيطي در رودخانه ­ها، روش ­ها و دستورالعمل­ هاي مختلفي وجود دارد. در اين خصوص می­ توان به روش­ های زیر اشاره کرد.

 

روش تنانت

در این روش جریان زیست محیطی رودخانه به صورت درصدي از متوسط آورد سالانه طبيعـي رودخانـه در يك سـایت بـه خصوص تعيين مي شود. همچنين درصدهاي درنظر گرفته شده در حالت­ هاي تخریب شدید، ضعيف، عادلانه، خوب، عالي، بسيار عالي درصدهاي متفاوتي مي­ باشند. تنانت از 58 مقطع عرضی از 11 رودخانه در مناطق غربی ایالات متحده (مونتانا، نبراسکا و وایومینگ)، نتیجه گرفت که 10% متوسط جریان سالیانه (Average Annual Flow)، حداقل برای بقای ماهی ها می باشد. که رودخانه در این شرایط به وضعیت ضعیف تلقی می­ شود. در واقع 10% میانگین جریان، حداقل جریان زیست محیطی است که باید همیشه در رودخانه برقرار باشد. 60%  AAF برای زيستگاه مطلـوب مناسـب مي باشد.

تنانت داده هاي مفصلي از مقطع عرضي كه جنبه هاي مختلف زيستگاه ماهيان را توصيف مي كـرد، جمـع آوري نمـود. ايـن مـوارد شامل عرض، عمق، سرعت، درجه حرارت، مواد روي كف آبراهه و آبراهه هاي جانبي، رسوبات انباشته و جزایر پوشش گياهي، وضعيت مهاجرت، فراواني بي مهرگان و زيبايي طبیعي مي باشد. بنابراين تنانت از میان يك روش نـسبتا پیچيـده، روشـي سـاده بـراي كـاربرد استاندارد كه مي تواند با داده هاي بسيار كم استفاده شود ارائه داد.

 

روش تنانت

در ايران روش تنانت مي­ تواند به عنوان يك مدل براي توسعه سطوح حداقل جريان در سطح برآورد اوليه در حوضـه آبريـز باشـد. براي اينكه اين روش به عنوان يك چارچوب به كار رود كارهاي ميداني وسیع­ تری بايد انجام شود تا داده­ هاي زيـستي و هيـدرولوژيكي جمع شود. اين روش برای مناطق خشك و نيمه­ خشكي كه پهنه آبي براي چندين ماه ممكن است خـشك باشـد (در حـالت طبيعـي) مناسب نیست چرا كه ممكن است منجر به پيشنهاد جريان­ هايي شود كه خیلی زياد باشد و اين مساله تخريب زيست­ محيطي به دنبـال دارد.

 

روش جریان پایه آبزیان

این روش براساس این فرضیه است که متوسط جریان در خشک­ ترین ماه سال برای حفظ حداقل شرایط مطلوبیت زیستگاه آبزیان کافی است، مگر آنکه جریان اضافی برای ارضای نیازهای تخم ریزی و تولید مثل لازم باشد. به عنوان مثال چنانچه متوسط ماهانه جریان رودخانه به صورت زیر باشد، حداقل جریان پایه مورد نیاز آبزیان 10/38 مترمکعب بر ثانیه می باشد. باید توجه داشت این روش عملاً در بسیاری از رودخانه ­های ایران کاربردی نیست زیرا بسیاری از رودخانه­ ها در ایران فصلی هستند و میزان جریان در خشک­ ترین ماه برابر صفر است.

 

رژیم جریان ماهانه یک رودخانه

روش منحنی تداوم جریان

منحنی­ های تداوم جریان با استفاده از داده ­های بده متوسط روزانه، توزیع ­های فراوانی تجمعی هستند که نشان­ دهنده درصد اوقاتی است که بده جریان در طول یک دوره مورد نظر (روزانه، ماهانه، سالانه یا کل دوره ثبت داده) برابر یا بیشتر از مقدار معین است. در تحليل منحنی تداوم جريان، آمار در حالت طبيعي جريان تحليل مي شود تـا ميـزان بـده را كـه در x درصـد مـوارد جريـان از آن متجاوز بوده است، تعيين نماید. به عنوان مثال در برخي موارد Q90 به عنوان حـداقل جريـان زيـست محيطـي تعيـين مـي شـود كـه عبارتست از مقدار جریانی که در 90 درصد مواقع بده جریان رودخانه متجاوز از آن بوده است.

 

منحنی تداوم جریان

روش محیط تر شده

روش محيط تر شده از ساده ترين روش هاي مبتني بر مطالعات ميداني است كه حداقل جريان آب لازم درون يك رودخانـه را محاسـبه مي كند. روش محيط خیس شده از اندازه گيري هاي صحرايي يا مدلسازي هيدروليكي براي تعيين اينكه چطور محـيط خـیس شـده یک آبراهه مورد مطالعه با جريان تغيير مي كند، استفاده مي نمايد. در اين روش زيستگاه ها به طور صريح لحاظ نمي شوند. بلكه در ايـن روش فرض مي شود كه با حفظ محيط تر شده مناسب كانال در محل زيستگاه هاي مهم، حيات آبزيـان حفـظ خواهـد شـد. بـراي تعيـين جريـان زيست محيطي در اين روش لازم است كه ابتدا رابطه محيط تر شده با بده جريان رودخانه ها ايجاد شود. بدين منظور مقاطع عرضي رودخانـه در محل هايي كه احتمال تخم ريزي يا عبور ماهي ها وجود دارد (محل جريان با عمق كم كه به علت وجود موانعي نظير سـنگ هـا و… جريـان حالت آشفته دارد) انتخاب شده و پارامترهاي هيدرولیکی جريان اندازه گيري مي شود.لازم به ذكر است كه امكان اندازه گيري بده جريـان در سايت انتخابی بايد میسر باشد. مراحل كاربرد اين روش در شكل زیر نشان داده شده كه به ترتیب زير است:

  • تعيين رابطه بين محیط ترشده در محل زيستگاه­ هاي خاص با بده جريان
  • ترسيم نمودار بی بعد محيط ترشده بر حسب بده جريان (مقادیر محیط تر شده و بده به صورت نسبتي از مقـادير حـداكثر آنها نشان داده مي شود. در شكل، Qmax و Pmax به ترتيب عبارتند از حداكثر بده جريان مشاهده شده در آن مقطع و محيط تر شده نظير آن)
  • تشخيص نقطه شكست در منحني محيط تر شده- بده جريان

 نقطه شكست بيانگر محلي است كه به ازاي تغييرات كمي در بده جريان تغييرات زيادي در محيط تر شده رخ مي دهد. از لحاظ رياضي، نقطه شكست منحني جايي است كه شيب مماس بر آن یک باشد (زاويه 45 درجه تشكيل دهد). بايد توجه داشت كه تعيين محل دقیق نقطه شكست به صورت چشمي ممكن نیست.

  • در مواردي كه به علت وجود مقاطع عرضي مختلف، شكل منحني نامنظم شده و چنـدين نقطـه شكـست تـشخيص داده شود، نقطه شكست معادل كمترين بده درنظر گرفته مي شود.
  • با تعيين نقطه شكست بده معادل آن به عنوان حداقل جريان زيست محيطي درنظر گرفته مي شود.

 از مهم ترين مزایاي این روش سادگی و نياز به داده هاي نسبتا كم است. از طرفي، از معايب عمده  اين روش این است كه تنها يك جریان پايه حداقل را به عنوان جريان زيست محيطي پيشنهاد مي كند و نيز نتایج حاصله كاملا وابسته به سـايت مورد مطالعه است. فرض اصلي این است جریان در نقطه عطف بايد برای تضمين يـك ذخيـره غـذايي كـافي بـراي ماهي ها حفظ شود، اما اين فرض هنوز به اثبات نرسيده است.

 

روش محیط تر شده

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده است

نوشتن دیدگاه