بررسی تأثیر گسترش مناطق شهری بر کمّیت و کیفیت آب رودخانۀ بالوخلوچای اردبیل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان

2 دانشیار گروه آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان

چکیده

تغییر کاربری اراضی غیر شهری به اراضی شهری و ورود پساب‌های خام شهری و روستایی به داخل رودخانه‌ها به‌ویژه در مناطقی که رودخانه از میان شهرها می‌گذرد، کیفیت آب را به‌شدت کاهش داده و کمّیت آن را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد و در مواردی می‌تواند شیوع بیماری‌ها و یا کاهش کیفیت محصولات کشاورزی را به همراه داشته باشد؛ بنابراین، باتوجه به اهمیت این تغییرات در مدیریت منابع آب سطحی و تأثیر شهرسازی بر هردو پارامتر مذکور، به‌ویژه در رودخانه‌های شهری؛ هدف اصلی این پژوهش، بررسی تغییرات زمانی و مکانی کمّیت و کیفیت رواناب رودخانۀ بالوخلوچای و تأثیر توسعۀ شهری اردبیل بر آن است. نتایج طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای لندست منطقه به روش نظارت‌شده با الگوریتم بیشترین شباهت در محیط نرم‌افزار ENVI نشان داد که مساحت منطقۀ شهری در طول 15 سال اخیر 1568 هکتار افزایش داشته است. همچنین، نتایج تحلیل داده‌های دبی روزانه و پارامتر‌های کیفیت آب ماهانه ثبت شده در ایستگاه‌های هیدرومتری ورودی جریان (پل الماس) و خروجی جریان (گیلانده) نشان داد که شیب کاهشی دبی متوسط روزانه در خروجی کمتر از ورودی و شیب کاهشی کیفیت آب در خروجی بیشتر از ورودی است. این می‌تواند ناشی از افزایش تولید و تخلیۀ رواناب‌های سطحی آلوده آلودۀ شهری به رودخانه در اثر افزایش سطوح نفوذناپذیر شهری و تولید آلاینده‌ها باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the Effect of Urbanization on Water Quantity and Quality of Balukhluchai River in Ardabil

نویسندگان [English]

  • Rasool Imani 1
  • Dr. Reza Ghazavi 2
چکیده [English]

changes of  urban and non urban Land uses and discharge  of raw urban and rural wastewater in to the rivers especially in the areas  where rivers passing through the cities, will reduce drastically the quality of  water and also affects on its quantity and in some cases, may cause diseases outbreak or reduction of agricultural products. Therefore with respect to the importance of such changes in the management of resources of surface waters and the impact of urbanization on both of the said parameters especially in urban rivers , the main objective of this study is the assessment of the time and place changes of the quality and quantity of the run off of Balukhluchai River and the impact of Ardebil urban development on it.  The Land sat classified satellite photos of the area by the supervised method with the most similarity algorithm in ENVI software environment  showed that the area of urban districts during the recent 15 years has increased about 1568 hectares. Also the results of data analysis of daily discharge and quality parameters of the registered monthly water quality at hydrometric stations of the flow inlet ( Almas bridge) and flow outlet ( Guilandeh) showed that the decreasing slope of average daily discharge in the outlet is less than the inlet . This issue can be due to the increase of production and discharge of urban contaminated surface run offs in to the river due to the increase of urban impermeable surfaces  and generation of pollutants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urbanization
  • Flow Quantity
  • Water Quality
  • Remote Sensing
  • Ardabil

اقبالی، سید‌رحمان؛ خزایی، لیلا؛ جهاندار لاشکلی، منصوره (1392). آسیب‌شناسی رودخانه‌های شهری با محوریت توسعۀ پایدار (مطالعه موردی: رودخانۀ بازار قزوین). اولین همایش ملی جغرافیا، شهرسازی و توسعۀ پایدار. انجمن محیط زیست کومش. دانشگاه صنعت هوایی. تهران. صص 1-12.

ایمانی، رسول؛ عبدالهی، مهدی؛ ولی، عباسعلی؛ آلبوعلی، علی (1393). بررسی تغییرات مورفومتری تپه ماسه‌ای با استفاده از تکنیک سنجش از دور (مطالعۀ موردی: جنوب شرقی عشق‌آباد). مجلۀ پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. سال دوم. شمارۀ 3. صص 129-140.

آشوری، مریم؛ بهادری‌خسروشاهی، فیروز؛ ارحمی، محمود (1386). بررسی اثرات توسعۀ شهری بر افزایش رواناب (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز رودخانۀ دارآباد- شمال شهر تهران). ششمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 13 تا 15 شهریور ماه 1386. شهرکرد- انجمن هیدرولیک ایران. دانشگاه شهرکرد. چهارمحال بختیاری. صص 37-47.

صبح‌زاهدی، شهریار(1391). مقایسۀ 4 روش طبقه‌بندی نقشه‌های اراضی و پوشش با استفاده از داده‌های سنجش از دور. طرح پژوهشی پژوهشکدۀ حفاظت خاک و آبخیزداری کشور.

یاری، طیبه (1393). بررسی اثرات توسعۀ شهر کرمانشاه بر کمّیت و کیفیت رواناب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی L-THIA. پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد. دانشکده منابع طبیعی. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

 

Astaraie-Imani, M., Kapelan, Z., Fu, G., and Butler, D. (2012). Assessing the combined effects of urbanisation and climate change on the river water quality in an integrated urban wastewater system in the UK. Journal of Environmental Management, 112: 1-9.

Braud, I., Breil, P., Thollet, F., Lagouy, M., Branger, F., Jacqueminet, C., Kermadi, S. and Michel, K. (2013). Evidence of the impact of urbanization on the hydrological regime of a medium-sized periurban catchment in France. Journal of Hydrology, 485: 5–23.

Canters, F., Batelaan, O., de Voorde, T.V., Chormanski, J. and Verbeiren, B. (2011). Use of impervious surface data obtained from remote sensing in distributed hydrological modeling of urban areas. In: Yang, X. (Ed.), Urban Remote Sensing: Monitoring, Synthesis and Modeling in the Urban Environment. John Wiley & Sons, Chichester, UK, pp. 255–273.

Chormanski, J., Van de Voorde, T., De Roeck, T., Batelaan, O. and Canters, F. (2008). Improving distributed runoff prediction in urbanized catchments with remote sensing based estimates of impervious surface cover. Sensors, 8: 910–932.

Dougherty, M., Dymond, R.L., Goetz, S., Jantz, C.A. and Goulet, N. (2004). Evaluation of impervious surface estimates in a rapidly urbanizing watershed. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 70 (11): 1275–1284.

Du, J., Qian, L., Rui, H., Zuo, T., Zheng, D., Xu, Y., and Xu, C.Y. (2012). Assessing the effects of urbanization on annual runoff and flood events using an integrated hydrological modeling system for Qinhuai River basin, China. Journal of Hydrology, 464–465: 127–139.

E. Peters, N. (2009). Effects of urbanization on stream water quality in the city of Atlanta, Georgia, USA. Hydrology Process, 23: 2860– 2878.

Hermas, E., Leprince S., and El-Magd I.A. (2012). Retrieving sand dune movements using sub-pixel correlation of multi-temporal optical remote sensing imagery, northwest Sinai Peninsula, Egypt. Remote Sensing of Environment, 121: 51-60.

Huang, H.J., Cheng, S.J., Wen, J.C. and Lee, J.H. (2008). Effect of growing watershed imperviousness on hydrograph parameters and peak discharge. Hydrology Process, 22: 2075–2085.

Levin N., Ben-Dor E., and Karnieli A. (2004). Topographic information of sand dunes as extracted from shading effects using Landsat images. Remote Sensing of Environment, 90: 190-209.

Mejia, A.I. and Moglen, G.E. (2010). Impact of the spatial distribution of imperviousness on the hydrologic response of an urbanizing basin. Hydrological Processes, 24 (23): 3359–3373.

Miller, J.D., Kim, H., Kjeldsen, T.R., Packman, J., Grebby, S. and Dearden, R. (2014). Assessing the impact of urbanization on storm runoff in a peri-urban catchment using historical change in impervious cover. Journal of Hydrology, 515: 59–70.

Ren, W., Zhong, Y., Meligrana, J., Anderson, B., Watt, W.E., Chen, J. and Leung, H.L. (2003). Urbanization, land use, and water quality in Shanghai 1947–1996. Environment International, 29: 649 – 659.

Richardz, J.A. (2000). Remote Sensing Digital Image Analysis, 4rd ed, Springer-Verlag, Berlin, pp.453.

Rim, C.S. (2009). The effects of urbanisation, geographical and topographical conditions on reference evapotranspiration. Climatic Change, 97 (3–4): 483–514.

Schneider, A., Friedl, M.A. and Potere, D. (2010). Mapping global urban areas using MODIS 500-m data: New methods and datasets based on ‘urban ecoregions’. Remote Sensing of Environment, 114 (8): 1733–1746.

Shlomo, A., Parent, J., Civco, D.L., Blei, A. and Potere, D. (2011). The dimensions of global urban expansion: Estimates and projections for all countries, 2000-2050. Progress in Planning 75 (2): 53–107.

Sillanpa, N. and Koivusalo, H. (2015). Impacts of urban development on runoff event characteristics and unit hydrographs across warm and coldseasons in high latitudes. Journal of Hydrology, 521: 328-340.

Simmons, D.L. and Reynolds, R.J. (1982). Effects of urbanization on base flow of selected south-shore streams, Long Island, New York. Journal of the American Water Resources Association, 18: 797–805.

Sun, G. and Caldwell, P. (2015). Impacts of Urbanization on Stream Water Quantity and Quality in the United States. Water Resources IMPACT, 17 (1): 17-20.

United Nations. (2014). World Urbanization Prospects, 2014 Revision.

Valtanen, M., Sillanpaa, N. and Setala, H. (2014). The Effects of Urbanization on Runoff Pollutant Concentrations, Loadings and Their Seasonal Patterns Under Cold Climate. Journal of Water Air Soil Pollut, 225:1–16.

Verbeiren, B., Van De Voorde, T., Canters, F., Binard, M., Cornet, Y. and Batelaan, O. (2013). Assessing Urbanization Effects on Rainfall-Runoff Using a Remote Sensing Supported Modeling Strategy. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 21: 92-102.

Zoppou, Ch. (2001). Review of Urban Storm Water Models. Journal of Environmental Modelling & Software, 16: 195–231.