ارزیابی تأثیر رهاسازی جریان براساس دستورالعمل‌های زیستمحیطی رودخانه‌ها بر بیلان آبی تالاب انزلی
محورهای موضوعی : هیدرولوژی، هیدرولیک و ساختمان های انتقال آب
علیرضا شکوهی
1
,
هادی مدبری
2
,
حسین منجزی
3
1 - استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران.
2 - عضو هیئت علمی پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، رشت، ایران
3 - 3) دانش‌آموخته کارشناسی ارشد منابع آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
کلید واژه: بیلان تالاب, GEFC, روش تگزاس, برداشت مجاز, روش تنانت,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: افزایش تقاضا برای مصرف آب باعث تشدید مناقشه‌ای پیچیده بین بخشهای کشاورزی، شرب و همچنین صنعت شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی تأثیر کاهش دبی رودخانههای ورودی به تالاب بر اساس دستورالعمل‌های زیست محیطی بر بیلان آب تالاب میباشد. با توجه به قرارگیری تالاب انزلی در پایین‌دست یک حوضه آبریز، تعیین حداقل جریان رودخانههای ورودی به آن به نحوی که بتوان زنده‌مانی و پویائی اکوسیستم پایین‌دست را تضمین نمود، ضروری میباشد.روش پژوهش: در این تحقیق ابتدا جریان تنظیمی رودخانه براساس سناریوهای زیستمحیطی در روش‌های تنانت، تگزاس و انتقال منحنی تداوم جریان برآورد شدند، سپس تأثیر تخصیص دبی در هر سناریو بر بیلان آب تالاب و درنهایت حجم تالاب مورد بررسی قرار گرفت. به منظور محاسبه بیلان آب تالاب انزلی، تغییرات حجم تالاب در هرماه مشخص گردید. به منظور محاسبه تغییرات حجم تالاب در هر ماه لازم بود که حجم تالاب در دو ماه متوالی محاسبه شود. با توجه به دبی جریان زیست محیطی، تراز دریای خزر و تبخیر خالص در ماه اسفند و بر اساس معادله بیلان، حجم تالاب در ماه اسفند به عنوان شرایط اولیه محاسبه شد. سپس به ازای جریان زیست محیطی در مقیاس ماهانه، اختلاف تراز سطح آب تالاب با دریا بدست آمد. در مرحله بعد با توجه به مقادیر تراز سطح دریا، تراز سطح آب تالاب نیز محاسبه گردید. سپس بر اساس روابط سطح-حجم-ارتفاع مخزن تالاب، حجم تالاب نیز به دست آمد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین دبی جریان زیستمحیطی و به تبع آن بیشترین حجم تالاب از اعمال روش انتقال منحنی تداوم جریان و کمترین آن از اعمال سناریوی محافظه‌کارانه روش تنانت بدست می‌آید. ارزیابی حجم تالاب در سناریوهای تخصیص جریان برمبنای دستورالعمل‌های زیستمحیطی تعریف شده برای رودخانه‌ها نشان داد که رهاسازی جریان در محدوده دبی‌های زیستمحیطی قادر به تأمین شرایط اکولوژیکی مناسب و همچنین شرایط مناسب برای گردشگری نمی‌باشد. لذا اتخاذ تصمیم در مورد هر نوع برداشت آب در بالادست نیازمند تحلیل جامع بیلان آب تالاب میباشد. با اعمال مدیریت صحیح مؤلفه‌های ورودی و خروجی در معادله بیلان تالاب، می‌توان تا حد امکان حجم آب تالاب انزلی را به مقداری رساند که بیشترین بهره‌وری اقتصادی از کارکردها و خدمات موجود در تالاب با درنظرگرفتن تمامی ذینفعان صورت پذیرد.نتایج: مطالعه حاضر این نتیجه مهم را بدست می‌دهد که امکان بهره‌برداری از هیچیک از رودخانههای ورودی تالاب انزلی حتی با شرط رعایت ملاحظات زیست محیطی در رودخانه‌ها وجود نداشته و پیش از تصمیم‌گیری در مورد هرگونه بهره‌برداری و ساخت سدهایی همچون سد شفارود، لازم است واکنش تالاب بدان مورد ارزیابی دقیق قرار گیرد. به منظور کاربردی نمودن نتایج این تحقیق باید اذعان داشت که شناخت مولفه‌های بیلان و رعایت حقابه زیستمحیطی رودخانههای ورودی به تالاب انزلی به ویژه در مواردی که تالاب مشمول مقررات خاص و رقابت بهرهبرداران متعدد باشد، از اهمیت دوچندانی برخوردار است.
Introduction: Rising demand for water consumption has exacerbated complex conflicts between the agricultural, drinking, and industrial sectors. The main purpose of this study is to investigate the effect of reducing the discharge of rivers entering the wetland based on environmental guidelines on the water balance of the wetland. Due to the location of Anzali Wetland in the downstream of a catchment, it is necessary to determine the minimum flow of incoming rivers in such a way as to ensure the survival and dynamism of the downstream ecosystem.Methods: In this study, the regulatory flow of the river is estimated based on environmental scenarios in Tenant, Texas, and transfer continuity curves, then the effect of discharge allocation in each scenario on the water balance of the wetland, and finally, the volume of the wetland is investigated. To calculate the water balance of the Anzali wetland, changes in the volume of the wetland per month are identified. To calculate the changes in the volume of the wetland in each month, it is necessary to calculate the volume of the wetland in two consecutive months. According to the discharge of environmental flow, the level of the Caspian Sea, and net evaporation in March and based on the balanced equation, the volume of the wetland in March is calculated as the initial conditions. Then, for the environmental flow on a monthly scale, the difference in elevation between the water level of the wetland and the sea is obtained. In the next step, according to the sea level values, the wetland water level is also calculated. Afterward, based on the surface-volume-height relationships of the wetland reservoir, the volume of the wetland is additionally obtained.Results: The results showed that the highest discharge of environmental flow and consequently the highest volume of the wetland is obtained by applying the flow continuity curve transfer method and the lowest is obtained by applying the conservative scenario of the tenant method. Evaluation of wetland volume in flow allocation scenarios based on environmental guidelines defined for rivers demonstrates that the release of flow in the range of environmental discharges is not able to provide suitable ecological conditions as well as appropriate status for tourism. Therefore, deciding on any water withdrawal from the upstream requires a comprehensive analysis of the swamp water balance. By applying the correct management of input and output components in the water balance equation of the wetland, it is possible to increase the volume of water in the Anzali wetland to the extent that the maximum economic benefit of the functions and services in the wetland can be done by considering all stakeholders.Conclusion: The present study gives the important conclusion that it is not possible to exploit any of the rivers entering Anzali Wetland, even if environmental considerations are observed, and before deciding on any operation and construction of dams such as Shafarood Dam, it is essential to analyze the response of the swamp, accurately. To make the results of this study practical, it should be acknowledged that recognizing the balance components and observing the ecological water content of the rivers entering the Anzali Wetland are doubly important, especially in cases where the wetland is subject to special regulations and competition of multiple users.
Ahn, J., Kwon, H., Yang. D., & Kim, Y. (2018). Assessing environmental flows of coordinated operation of dams and weirs in the Geum River basin under climate change scenarios. Science of The Total Environment, 643, 912-925.
Ashoori, A., & Abdoos, A. (2013). Important wetland habitats for the waterbirds of Gilan, Iran: Katibeh Gilan. (In Persian)
Conservation of Iranian Wetlands Project. (2013). Guide and Stylebook to Calculate a Wetlands Water Requirements. Golden Publication.
Esmaili, K. Sadeghe, Z. Kaboli, A. & Shafaei, H. (2018). Application Hydrological methods for estimating River Environmental water rights (Case Study of Gorganroud River). Iranian Journal of Natural Resources, 71(4): 437-451. (In Persian)
Javedan Kherad, E. Esmaili Sari, A. & Bahramifar, N. (2011). Investigation of Persistent Organic Pollutants Residue in Sediments of International Anzali Wetland, Iran. Journal of Environmental Studies, 37(57): 35-44. (In Persian)
JICA (2005). The study on integrated management for ecosystem conservation of the Anzali Wetland in the Islamic Republic of Iran. Draft final report Vol. II: Maim report. Nippon Koei Co. 150p
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)
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.
Meng, B., Liu, J., Bao, K., & Sun, B. (2019). Water fluxes of Nenjiang River Basin with ecological network analysis: Conflict and coordination between agricultural development and wetland restoration. Journal of Cleaner Production, 213: 933-943.
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) Evaluating the Effects of Reducing Environmental Water Requirement of Anzali Wetland on its Ecological Services in an IWRM Framework. Journal of Ecohydrology. 7(2): 481-496. (In Farsi)
Modaberi, H., & Shokoohi, A. (2020). Determining Water requirement of Anzali Wetland based on Eco-Tourism Indices within the Framework of IWRM. Iranian Journal of Soil and Water Research (IJSWR). 51(10): 2501-2517. (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)
Modaberi, H., & Shokoohi, A. (2020) Determining the Environmental Water Needs of Amirkalayeh Wetland Based on a Holistic Approach Regarding Contradiction between the Water Use for Agriculture and Wetland Conservation. Iran-Water Resources Research, 16(3): 284-307. (In Persian)
Montazerhojat, A., Mansouri, B., & Ghorbannezhad, M. (2013). Economic valuation of the Shadegan wetland. Journal of Quantitative Economics, 12(1): 55-77. (In Persian)
Naderi, M. H., Zakerinia, M., & Salarijazi, M. (2019). Investigation of Ecohydraulic Indices in Environmental Flow Regime and Habitat Suitability Simulation Analysis using River2D Model with Relying on the Restoration Ecological in Zarrin-Gol River. Journal of Ecohydrology, 6(1): 205-222. (In Persian)
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)
Shokoohi, A., & Yong, 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.
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.
Sun, T., & Feng, M. L. (2013). Multistage analysis of hydrologic alterations in the Yellow River, China. River Res Appl, 29(8): 991-1003.
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
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.
Yousefi, H., Shahinegad, B., Kakavand, A., Mirbeik, M., & Shahrokhi, S. (2021). Evaluation of ecological flow of Lorestan Herrud river using hydrological methods. Journal of Ecohydrology, 7(2): 481-496. (In Persian)
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)
Zou, Y., Duan, X., Xue, Z., Mingju, E., Sun, M., & Lu, X. (2018). Water use conflict between wetland and agriculture. Journal of environmental management, 224:140–6.