تحلیل تغییرات پلانفرم کانال و تغییرات کرانه رودخانه در بازه زمانی 2024-2009 (رودخانه جلایر، استان مرکزی)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

گروه جغرافیا طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران, ایران

10.48308/sdge.2026.243575.1298

چکیده

مقدمه: رودخانه جلایر طی چند دهه گذشته تحت تاثیر سطوح مختلفی از تغییرات مورفولوژیک با پیامدهای گوناگون قرار گرفته است. از این رو این تحقیق با هدف بررسی و تحلیل روندهای تکاملی ، تجزیه و تحلیل تغییرات ایجاد شده و در نهایت شناسایی ارتباط بین این روند ها و عوامل کنترل کننده آنها طی سه بازه زمانی از سال 2024-2009 در راستای مدیریت رودخانه در دو بازه، بازه اول به طول3 کیلومتر (2بخش) و بازه دوم به طول4 کیلومتر ( 3بخش) مورد مطالعه قرار گرفت.
مواد و روشها: حوضه آبخیز جلایر یکی از حوضه ها در بخش ایران مرکزی در شهرستان تفرش، از زیر حوضه های رود خانه قره چای است که به دریاچه نمک می ریزد. بلندترین نقطه ارتفاعی حوضه کوه سیاه کمر در جنوب شرقی حوضه  با ارتفاع 3074 متر از سطح دریا و پست ترین نقطه حوضه در محل خروجی حوضه  دارای ارتفاع 1238 متر از سطح دریا است. داده های مورد با استفاده از داده های هیدرومتری ایستگاه جلایر ،تصاویر ماهواره ای گوگل ارث ، مشاهدات و برداشت های میدانی جمع آوری شد.سپس با استفاده از نرم افزار های Arc GIS،Google Earth،Excel بررسی شد. با توجه به طول رودخانه جلایر (7کیلومتر)، محدوده مورد بررسی به دو بخش شمالی و جنوبی تقسیم بندی شد. جهت بررسی دقیق تر، مسیر رودخانه به دو بازه بالادست و پایین دست  بر اساس تغییرات الگو، شیب و موقعیت کانال بازه بندی شد. به منظور بررسی تغییرات پلانفرم کانال ، ابتدا کناره های راست و چپ هرکدام از بازه های رودخانه در سال های مختلف (برای سال های 2009 ، 2014 و2024) ترسیم و سپس با روی هم گذاری آنها مساحت جا به جا شده محاسبه شدو در انتها تغییرات کرانه رودخانه با استفاده  از شاخص تغییرات شبکه رودخانه (RNCI)و تغییرات پلانفرم رود مورد تحلیل قرار گرفت.
نتایج و بحث: نتایج بدست آمده با استفاده از شاخص تغییر شبکه رودخانه در سه دوره زمانی مورد مطالعه نشان دادکه در دوره زمانی اول تمام کناره های راست بازه های این بخش از نوع تراکمی بوده و بازه 2بیشترین رسوب گذاری را داشته است. کناره چپ  بازه 1 از نوع تراکمی بوده و کناره چپ بازه 2 فرسایشی است. در دوره زمانی دوم کناره های راست از نوع فرسایشی بوده و بازه1 بیشترین میزان فرسایش را داشته است. تمام کناره های چپ بازه های این بخش از نوع تراکمی و بازه 2بیشترین میزان رسوب گذاری را داشته است. بیشترین میزان میانگین تغییرات دوره ای در دوره زمانی دوم در کناره چپ رخ داده است. همچنین بررسی تغییرات پلانفرم کانال نشان داد که دو بازه مجاور در دوره 15ساله رفتار متضادی داشته‌اند به طوری که بازه 1 با کاهش 11درصدی مساحت (تنگ‌شدگی) و بازه2با افزایش 11درصدی (گسترش) مواجه شده‌اند. این تفاوت، وابستگی شدید پاسخ مورفولوژیک هر بخش به ویژگی‌های محلی و اثر مشترک رویدادهای هیدرولوژیکی حدی را آشکار می‌سازد.
نتیجه‌گیری: تحلیل تغییرات نشان‌دهنده روند غالب رسوب‌گذاری در بلندمدت است، اما وقوع دوره‌های فرسایشی میانی (به‌ویژه در کرانه راست) و تغییرات شدید در بازه‌های خاص، حاکی از تأثیر رویدادهای هیدرولوژیکی شدید و ناهمگونی پاسخ‌های مورفولوژیک در طول رودخانه می‌باشد. همچنین الگوی عدم تقارن پایدار بین کرانه‌ها مشاهده می‌شود، به‌طوری که کرانه راست تمایل بیشتری به رفتار فرسایشی دارد. همچنین، بازه‌های مختلف پاسخ‌های متفاوتی نشان داده‌اند که بازه 2 یک نقطه کانونی با تغییرات شدید است. همچنین نتایج مطالعه تغییرات پلان رود نشان می‌دهد رودخانه یک سیستم دینامیک و غیریکنواخت است. در مقیاس بلندمدت (15 ساله)، روند غالب رسوب‌گذاری است، اما این روند در طول رودخانه یکسان نبوده و دو بازه مجاور رفتار متضادی از خود نشان داده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of changes in the channel planform and river bank changes during the period 2009-2024 (Jalair River , Markazi Province)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mahdi Hosseinzadeh
  • Smaneh Derikvand
Department of Physical Geography, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction: Over the past few decades, the Jalair River has been subjected to varying degrees of morphological changes, resulting in diverse consequences. Accordingly, this study was conducted to investigate and analyze evolutionary trends, examine the resulting changes, and ultimately identify the relationship between these trends and their controlling factors. The analysis was carried out across three time periods (2009, 2014, 2024) for river management purposes, focusing on two reaches: the first reach spanning 3 kilometers (divided into 2 sections) and the second reach spanning 4 kilometers (divided into 3 sections).
Materials and Methods: The Jalair River basin is one of the watersheds in the Central Iran region, located in the Khazarazan district of Tafresh County. It is a sub-basin of the Qarachai River, which discharges into the Salt Lake (Namak Lake). The highest point of the basin is the Siah Kamar Mountain in the southeastern part, with an elevation of 3074 meters above sea level, while the lowest point is at the basin outlet, with an elevation of 1238 meters above sea level. The required data for this research were collected using hydrometric data from the Jalair station, Google Earth satellite imagery, field observations, and surveys. Subsequently, the data were analyzed using ArcGIS, Google Earth, and Excel software. Given the total length of the Jalair River (7 kilometers), the study area was divided into northern and southern sections. For a more detailed examination, the river course was further segmented into upstream and downstream reaches based on changes in pattern, slope, and channel position. To investigate changes in the channel planform, the right and left banks of each river reach were initially delineated for different years (2009, 2014, and 2024). These delineations were then overlaid to calculate the displaced area. Finally, riverbank changes were analyzed using the River Network Change Index (RNCI) and planform change analysis.
Results and Discussion: The results obtained using the River Network Change Index across the three studied time periods revealed that in the first period, all right banks of the reaches in this section were of the aggradational type, with Reach 2 experiencing the highest sedimentation. The left bank of Reach 1 was aggradational, while the left bank of Reach 2 was erosional. In the second period, all right banks of the reaches in this section were erosional, with Reach 1 experiencing the highest erosion. All left banks of the reaches were aggradational, with Reach 2 exhibiting the highest sedimentation. In the third period, all left and right banks in Reaches 1 and 2 were aggradational. The highest average rate of periodic change occurred in the second period on the left bank. Furthermore, the analysis of channel planform changes showed that the two adjacent reaches exhibited contrasting behaviors over the 15-year period: Reach 1 experienced an 11% reduction in area (narrowing), while Reach 2 underwent an 11% increase (widening). This disparity reveals a strong dependence of each reach's morphological response on local characteristics and the combined effect of extreme hydrological events.
Conclusion: The change analysis indicates a predominant long-term trend of aggradation. However, the occurrence of intermittent erosional phases (particularly on the right bank) and intense changes in specific reaches suggest the influence of extreme hydrological events and non-uniform morphological responses along the river. A persistent pattern of asymmetry between banks is also observed, with the right bank exhibiting a greater tendency toward erosional behavior. Furthermore, different reaches demonstrated varied responses, with Reach 2 being a focal point of intense change. The results of the river planform change study also reveal that the studied river is a dynamic and non-uniform system. At the long-term scale (15 years), the dominant trend is aggradation, but this trend was not uniform along the river, as two adjacent reaches exhibited opposing behaviors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River bank changes
  • Morphology
  • Channel planform
  • Jalair
  • Sedimentation
Agnihotri, AK., Ohri, A., Gaur, S., Das, N., and Mishra, S. (2019). Flood inundation mapping and monitoring using SAR data and its impact on Ramganga River in Ganga basin. Environ Monit Assess 191(12):1–16.  https://doi.org/ 10. 1007/ s10661- 019- 7903-4
Ali, P. Y., Jie, D., Khan, A., Sravanthi, N., Rao, L. A., and Hao, C. (2019). Channel migration characteristics of the Yamuna River from 1954 to 2015 in the vicinity of Agra, India: A case study using remote sensing and GIS. International Journal of River Basin Management, 17(3), 367-375. https://doi.org/10.1080/15715124.2019.1566238
Amani, Kh., Hosseini, S. M., Yamani, M., and  Maghsoudi, M. (2024). Quantification of geomorphological changes in the Sefidrud River and investigation of its relationship with flood hydraulic characteristics. Environmental Erosion Research, 14(4), 39-61. http://dx.doi.org/10.61186/jeer.14.4.39 (In Persian)
Bawa, N., Jain, V., Shekhar, Sh., Kumar, N. and Jyani, V. (2014). Controls on morphological variability and role of stream power distribution pattern, Yamuna River, western India. Geomorphology, Volume 227, p. 60- 2. DOI:10.1016/j.geomorph.2014.05.016
Castino, F. (2016). Climate variability and extreme hydro-meteorological events in the Southern Central Andes, NW Argentina [Doctoral dissertation, University of Potsdam]. Repository Name. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-396815
Esmaeili, R., and Nourzadeh Nashli, N. (2024). Assessment of morphological changes in the Haraz River due to human pressures in the Amol city area, Mazandaran. Hydrogeomorphology, 11(40), 40-57. https://doi.org/10.22034/hyd.2024.61151.1733(In Persian)
García-Martínez, B., and Rinaldi, M. (2022). Changes in meander geometry over the last 250 years along the lower Guadalquivir River (southern Spain) in response to hydrological and human factors. Geomorphology, 410, 108284.https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108284
Ghosh, S., Md. Mofizul Hoque, M.M., Islam, A., Barman, S.D., Mahammad, S., Rahman, A. and  Maji, N.K. (2023). Characterizing floods and reviewing flood management strategies for better community resilience in a tropical river basin, India. Natural Hazards (2023) 115:1799–1832. https://doi.org/10.1007/s11069-022-05618-y
Himayoun, D., and Roshni,T. (2020). Geomorphic changes in the Jhelum River due to an extreme flood event: a case study. Arab J Geosci 13(1):1–15. https://doi.org/ 10. 1007/ s12517- 019- 4896-9
Hosseinzadeh, M. M., and  Amiri, Sh. (2025). Channel migration and bank erosion in the Khoramroud River during the 2006-2025 period. Geography and Environmental Hazards, 14(4), 43-65. https://civilica.com/doc/2466012/(In Persian)
Hosseinzadeh, M. M., Esmaeili, R., and Nabizadeh Bahnemiri, M. (2022). Analysis of spatiotemporal changes and planform stability of the Neka River channel, Mazandaran. Geographical Information, 31(124), 39-52. https://doi.org/10.22131/sepehr.2023.555968.2881(In Persian)
 Hosseinzadeh, M. M., Bahrami, Sh., and Babaei, P. (2024). Hydromorphological changes of the Cheshmeh Ali River, Damghan, during the period 1961 to 2023. Quantitative Geomorphological Research, 13(4), 1-22.https://www.doi.org/10.22034/gmpj.2025.489213.1535 (In Persian)
Jokar Sarengi, E., Talank, E., and  Laristani, Gh. (2017). Investigation of river morphometric changes with emphasis on meanders (Case study: Chehel Chai - Narmab River). Geographical Space Spatial Planning, 7(26), 17-30. https://civilica.com/doc/886101/ (In Persian)
Kheiri, A., Gharibreza, M., Hosseinzadeh, M. M., Ebadifar, A., and Sadough Vanini, S. H. (2025). Investigating the Hydromorphological changes due to the construction of bridges on the mountainous Jalair River, Central Iran. Physical Geography, 46(5), 438-466. https://doi.org/10.1080/02723646.2025.2545349
Konrad, C., Berge, H., Fuerstenberg, R., Steff, K., Olsen, T., & Guyenet, J. (2011). Channel dynamics in the Middle Green River, Washington, from 1936 to 2002. Northwest Science, 85(1), 1-14. https://doi.org/10.3955/046.085.0101
Khanbabaei, Z., Moghimi, E., Maghsoudi, M., Yamani, M., and  Alavi Panah, S. K. (2017). Sediment-geomorphic response of Ilam mountain rivers to the severe flood of 2015. Quantitative Geomorphological Research, 6(2), 64-78http://noo.rs/wynM2. (In Persian)
Magdaleno, F., Jose, A. and  Fernández, Y. (2011). Meander dynamics in a changing river corridor, Geomorphology 130 ,pp197–207.  DOI:10.1016/j.geomorph.2011.03.016
Magliulo, P., Bozzi, F., and Pignone, M. (2016). Assessing the planform changes of the Tammaro River (southern Italy) from 1870 to 1955 using a GIS-aided historical map analysis. Environmental Earth Sciences, 75(4), 355. https://doi.org/10.1007/s12665-016-5266-5
Magliulo, P., Bozzi, F., Leone, G., Fiorillo, F., Leone, N., Russo, F., and Valente, A. (2021). Channel adjustments over 140 years in response to extreme floods and land-use change, Tammaro River, southern Italy. Geomorphology, 383, 107715. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107715
Pasban, E., Khodabakhsh, S., Gharibreza, M. R., Kabiri, Sh., and Bahiraei, N. (2018). Quantitative investigation of channel changes in the Alamutrud and Shahroud rivers (north of Qazvin) during the period (1981-2015). Sedimentary Facies, 11(1), 15-34.https://doi.org/10.22067/sed.facies.v11i1.64450  (In Persian)
Pulak, D. (2012). Study of Barak River Meander and Associated Hazard around Silchar Town, Assam, Using Remote Sensing and GIS. Earth Science India.  eISSN: 0974 – 8350Vol. 5(II), April, 2012, pp. 51-59. http://www.earthscienceindia.info/
Qin, Y., Jin, X., Du, K., and Jin, Y. (2024). Changes in river morphology and influencing factors in the upper Yellow River over the past 25 years. Geomorphology465, 109397. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2024.109397          
Rhoads, B. L., Lewis, Q. W., and Andresen, W. (2016). Historical changes in channel network extent and channel planform in an intensively managed landscape: Natural versus humaninduced effects. Geomorphology, 252, 17-31. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.04.021
Rinaldi, M., Surian, N., Comiti, F., Bussettini, M., Belletti, B., Nardi, L., and Golfieri, B. (2016). Guidebook for the evaluation of stream morphological conditions by the Morphological Quality Index (MQI). Version, 1, 85. https://www.isprambiente.gov.it/en/publications/handbooks-and-guidelines/guidebook-for-the-evaluation-of-stream-1
  Rahimi, N., Pourmilani, A., and  Khaleghi, S. (2024). Quantitative assessment of flood impact on channel changes: A case study of the Sedij River, Hormozgan Province. Physical Geography Research Quarterly, 56(1), 1-23.https://doi.org/10.22059/jphgr.2024.374771.1007823 (In Persian)
Rahimi, N. , Khaleghi, S. and Salehipour Milani, A. (2024). The effect of floods on river morphology changes (case study: Sadij River, Hormozgan Province). Journal of Hydrogeomorphology, 11(38), 160-141.doi: 10.22034/hyd.2024.59641.1717  (In Persian)
Surian, N., Rinaldi, M., Pellegrini, L., Audisio, C., Maraga, F., Teruggi, L., and Ziliani, L. (2009). Channel adjustments in northern and central Italy over the last 200 years.. Geological Society of America, 451, 83–95. https://doi.org/10.1130/2009.2451(05)
Wohl, E. (2020). Rivers in the Landscape: Science and Management (2nd ed.) Wiley-Blackwell.https://www.amazon.com/Ellen-Wohl/e/B001HCVIWY/ref=dp_byline_cont_book_1
Yamani, M., Dowlati, J., and Zarei, A. (2010). The influence of hydro-geomorphic factors on spatiotemporal changes in the middle reach of the Atrak River. Geographical Research, 25(99), 1-24. http://noo.rs/0w4gP(In Persian)
Yousefi, S., Pourghasemi, HR., Hooke, J., Navratil, O. anb Kidová, A. (2016).Changes in morphometric meander parameters identified on the Karoon River, Iran, using remote sensing data. Geomorphology 271:55–64. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2016.07.034 (In Persian)
Yousefi, S., Mirzaee, S., Keesstra, S., Surian, N., Pourghasemi, HR., Zakizadeh, HR. and Tabibian, S. (2018). Effects of an extreme flood on river morphology (case study: Karoon River, Iran). Geomorphology 304:30–39. https://doi.org/ 10. 1016/j. geomo rph. 2017. 12. 034(In Persian)