Evaluating and Modifying the Texas Method as a Hydrologic Method for Prescribing Ecological Regime in Perennial Rivers

Subject Areas : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators

Behnaz Khatar ¹ , Alireza Shokoohi ²

1 - Water Engineering Department, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 - Professor, Department of Water Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran

Received: 2019-11-27 Accepted : 2020-05-15 Published : 2020-05-21

Keywords: Hydrologic Tenant method, Ecological regime, Modified Texas method, Environmental Flow, Texas Method,

Abstract :

This study aims at evaluating and modifying the Texas method for allocating environmental flow. This hydrologic method, while using the minimum amount of data, is a rival for the Tenant method and has the capability of introducing an amount of discharge to maintain the ecological regime of rivers. In this paper, after distinguishing the worthiness of the Texas method and observing some differences between the results of the method and the historical regime in the case study, the method was modified in such a way that while preserving the basic principal of the original method, could propose a flow regime which was laid between the observed long-term minimum and mean monthly discharges. The new method is called the Modified Texas method. For evaluating the Texas and Modified Texas methods concerning the allocated annual volume, the equivalent scenario from the Tennant method was employed. The allocated volumes by the Modified Texas, Texas, and Tenant methods were 50%, 47%, and 40-60%, respectively. This paper, concerning the achieved results for the case study, shows that employing the Texas and Modified Texas methods instead of the Tenant method and enhancing the method to the level of a native method provides reasonable results comparable with those of the habitat simulation or holistic methods.

References:

احمد پور، ظ. یاسی، م. 1393. مقایسه روشﻫﺎی اﮐﻮ-ﻫﯿﺪروﻟﻮژﯾﮑﯽ-ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ درارزﯾﺎﺑﯽ ﺟﺮﯾﺎن زﯾﺴﺖ ﻣﺤﯿﻄﯽ رودﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ(رودﺧﺎﻧﻪ ﻧﺎزﻟﻮ،ﺣﻮﺿﻪ درﯾﺎﭼﻪ اروﻣﯿﻪ). مجله هیدرولیک. 2 (92): 69-82.

استاندارد صنعت آب و آبفا. 1390. راهنمای تعیین حداقل آب مورد نیاز اکوسیستم های آبی، وزارت نیرو، معاونت امور آب و آبفا، دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا، ص127.

امینی، ا. شکوهی، ع. ر. 1393. حل تحلیلی تعیین نقطه شکست نمودار محیط تر شده–دبی در روش هیدرولیکی تعیین حداقل جریان زیست محیطی. نشریه هیدرولیک. 2014. 9 (1): ( 43-27).

مهندسین مشاور آب انرژی محیط. 1388. گزارش محیط زیست طرح جامع مهندسی رودخانه­های غرب مازندران- مشارکت خزرآب- آب انرژی محیط،شرکت سهامی آب منطقه­ای مازندران، وزارت نیرو.

پناهی، ق., خداشناس، س.، فرید حسینی،ع. 1396. ارزیابی روش‏ های برآورد جریان زیست‏ محیطی در رودخانه­‏ها. آب و توسعه پایدار 4(1): 73-80.

پورصالحان، س.ج.، پرویزی، م.، صدقی اصل، م. 1391. بررسی جریان زیست محیطی رودخانه بشار. نهمین کنفرانس بین المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز. ایران. 3-5 بهمن 1391.

خان‌محمدی فلاح، س.، شکوهی، ع. 1397. استفاده از مدل RVA در تبیین رژیم اکولوژیکی رودخانه‌ها به منظور جریان زیست محیطی. تحقیقات منابع آب ایران. 14(2): 224:235.

زرعکانی، م. شکوهی، ع. و  سینگ، و . معرفی رژیم  جامع اکولوژیکی در شرایط کمبود داده برای تعیین حق آبه زیست محیطی رودخانه. مجله تحقیقات منابع آب. 1396. 13 (127):140-153.

شکوهی ع ر، یانگ ه .استفاده از مشخصه های مرفولوژیکی در رودخانه های دایمی برای تعیین حداقل نیاز آبی محیط اکولوژیکی. محیط شناسی،1389ش58،(ص117-128).

عبدی، ر . یاسی، م. صدقی، ح. 1394. ارزیابی روش­های اکولوژیکی- هیدرولیکی هیدرولوژیکی در برآورد جریان محیط زیستی رودخانه  . آب وفاضلاب. 26 (2):71-82.

شاعری کریمی، س.، سالاری جزی، م.، قربانی، خ. 1395. برآورد جریان زیست محیطی رودخانه با استفاده از روش‌های هیدرولوژیکی تنانت، تسمن، انتقال منحنی تداوم جریان و مدل ذخیره رومیزی. اکوهیدرولوژی، 4(1): 177-189.

صدیق کیا، م.، ایوب زاده، س.ع.، حاجی اسماعیلی، م. 1394. بررسی الزامات برآورد جریان زیست محیطی در رودخانه‌ها با روشهای هیدرواکولوژیکی(مطالعه موردی: رودخانه دلیچای واقع در استان تهران). اکوهیدرولوژی،  2(3): 300 – 298.

نادری، م.ح.، ذاکری نیا، م.، سالاری جزی، م. 1397. بکارگیری مدل PHBSIM در تبیین رژیم اکولوژیکی به منظور برآورد جریان زیست محیطی و مقایسه با روش‌های هیدرولوژیکی ( مطالعه موردی: رودخانه قره‌سو). اکوهیدرولوژی، 5(3) : 941: 955.

نادری، م.ح.، ذاکری نیا، م.، سالاری جزی، م. 1398. مدیریت بوم‌سازگانهای آبی و احیای رودخانه‌ها با پیاده‌سازی رژیم جریان زیست محیطی. اکوهیدرولوژی، 6(3) : 719: 737.

نوری قیداری، م.ح.، عبد شریف اصفهانی، م.، ابراهیمی، ل. 1390. استفاده از روش بلوکسازی اصلاح شده در برآورد جریان زیست محیطی(مطالعه موردی: رودخانه گمبرچای). نشریه آب و خاک، 25(3): 646 – 655.

Anonymous. (2005). The science of instream flows a review of the Texas Instream Flow Program. Committee on Review of Methods for Establishing Instream Flows for Texas Rivers, National Research Council, ISBN: 0-309-54808-X, 162 pages.

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.H., Bunn, S.E., Poff, N.L., Naiman, R.J. (2006). The challenge of providing environmental flow rules to sustain river ecosystems. Ecological Applications 16(4):1311-1318.

Bahukandi, KD. Ahuja, NJ. (2013). Building block methodology assisted knowledge-based system for environmental-flow assessment of Suswa river of Dehradun Dist., India: A reminiscent framework. International Research Journal of Environment Sciences, 2(12), 74-80.

Gao, B., Yang, D., Zhao, T., Yang, H. (2012). Changes in the eco-flow metrics of the Upper Yangtze River from 1961 to 2008. J. of Hydrology 448:30-38.       

Karimi, S. Yasi, M. and Eslamian, S. (2012) Use of hydrological methods for assessment of environmental flow in a river reach.International J. of Environmental Science and Technology, 9, 549-558.

King, JM., Tharme, RE., De Villiers, MS. (2008). Environmental flow assessment for rivers: Manual for the Building Block Method. WRC Report NoTT 354/08, 364p.

McClain, ME., Subalusky, AL., Anderson, EP., Dessau, SB., Melesse, AM., Ndomba, PM., Mtamba, JOD., Tamatamah, RA., Mligo, C. (2014). Comparing flow regime, channel hydraulics, and biological communities to infer flow–ecology relationships in the Mara River of Kenya and Tanzania. Hydrol Sci J. 59(3-4):801-819.

Mirkhourki, S. Saiefi, P. Aghashahi, M. Mehrdadi, N. 2012. Assessment of Sefidrood Environmental Flow at Ghezel Ozan Station. First National Conference on Flow and Water Pollution, Tehran university. Iran.

Nikghalb, S., Shokoohi, A., Singh, V.P., Yu, R. (2016). Ecological Regime versus Minimum Environmental Flow: Comparison of Results for a River in a Semi Mediterranean Region. Journal of Water Resources Management, 30:4969–4984.

Olsen, M. Troldborg, L. Henriksen, J.H. Conallin, J. Refsgaard, JC. and Boegh E. (2013). Evaluation of a typical hydrological modeling relation to environmental flow.Journal of  Hydrology,  12(507), 52-62.

Opdyke, D.R., Oborny, E.L., Vauhg, S.K., Mayes, K.B. (2014). Texas environmental flow standards and the hydrology-based environmental flow regime methodology. Hydrologic Science Journal, 59(3-4): 820-830.

Poff, NL., Zimmerman, JKH. (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.

Poff, N. Richter, B. Arthington, A. Bunn, S. Naiman, R. Kendy, E.and Acreman, M. (2010). The ecological limits of hydrologic alteration (ELOHA): A new framework for developing regional environmental flow standards. J. of Freshwater Biology, 55, 147-170.

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.

Shokoohi A., Amini M. (2014). Introducing a new method to determine rivers’ ecological water requirement in comparison with hydrological and hydraulic methods. Int J Environ Sci Technol 11(3):747–756.

Smakhtin VU, Shilpakar RL, Hughes DA (2006) Hydrology-based assessment of environmental flows: an example from Nepal. Hydrol Sci 51(2):207–222.

Tennant, DL. (1976). Instream flow regimens for fish, wildlife. Recreation and related environmental resources. 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.

Yang, F.Xia, Z, Yu, L. Guo, l. (2012).Calculation and analysis of the instream ecological flow for the Irtysh River, Procedia Engineering, 28: 438-441. 

Yin, XA. Mao, XF.  Pan, Z.B. and Zhao, W.Y. (2015). Suitable range of reservoir storage capacities for environmental flow provision. Ecological Engineering, 31(79),122-129.

Zhang, H., Singh, V.P., Zhang, Q., Gui, L., Sun, W. (2016). Variation in ecological flow regimes and their response to dams in the upper Yellow River basin. Environmental Earth Science 75:938:1-16 DOI: 10.1007/s 12665-016- 751-x.

Zhang, Q., Gu, X., Singh, V.P., Chen, X. (2015). Evaluation of ecological instream flow using multiple ecological indicators with consideration of hydrological alterations. J. of Hydrology 529:711-722.