نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سمانه رضوی زاده ¹
• زهرا سعیدی فر ²
• محمد خسروشاهی ³
• فاطمه درگاهیان ⁴
• سارا تیموری ⁵
• عادل جلیلی ⁵

¹ استادیار پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² کارشناس پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

⁴ دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁵ استاد پژوهش، بخش تحقیقات گیاهشناسی، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه
محیط زیست دارای منابعی ارزشمند و در عین حال خطرات بالقوه است. بلایای طبیعی، به ویژه سیل، به عنوان یک تهدید بزرگ برای جامعه مطرح است. سیل یک پدیده طبیعی تکرارشونده است که همواره باعث تخریب گسترده و خسارات انسانی و اقتصادی می‌شود. در این میان، شناخت عوامل مؤثر بر تغییرات سیلابی رودخانه‌ها، به‌ویژه در اثر احداث سازه‌های کنترل آب و وقوع خشکسالی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر خشکسالی و احداث سدها بر تغییرات سیلاب‌های حداکثر رودخانه کارون انجام شده است.
مواد و روش‌ها
 به‌منظور تحلیل روند سیلاب‌ها، داده‌های دبی حداکثر لحظه‌ای ایستگاه هیدرومتری اهواز در یک بازه زمانی ۵۰ ساله (1395-1345) مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل داده‌ها از روش‌های آماری شامل تحلیل واریانس، رتبه‌بندی دبی‌های حداکثر و تحلیل فراوانی سیلاب استفاده شد. همچنین، وضعیت سدهای احداث‌شده در حوزه آبخیز کارون و شاخص خشکسالی SPEI جهت بررسی اثرات متقابل تغییرات اقلیمی و مداخلات انسانی بر رژیم سیلابی رودخانه مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج
تحلیل روند احداث سدها در آبخیز کارون نشان داد که توسعه سدسازی در طول این دوره تأثیر قابل‌توجهی بر کاهش دبی‌های حداکثر داشته است. نتایج نشان داد که احداث سدها تأثیر قابل‌توجهی در کاهش دبی‌های اوج سیلابی پایین‌دست به خصوص در دو دهه اخیر (1395-1375) داشته، اما در برخی موارد، مدیریت نامناسب مخازن منجر به افزایش شدت سیلاب‌های ناگهانی شده است. پس از احداث سدهای بزرگ ازجمله سدهای کارون 1، 3 و 4، میزان دبی‌های اوج در ایستگاه هیدرومتری اهواز کاهش محسوسی داشته است. این کاهش نشان‌دهنده نقش سازه‌های کنترلی در مدیریت سیلاب‌ها و تنظیم جریان‌های خروجی است. بااین‌حال، در برخی موارد، تغییر در رژیم جریان و تأخیر در تخلیه مخازن می‌تواند موجب افزایش خطر وقوع سیلاب‌های ناگهانی شود، به‌ویژه در مواقعی که ظرفیت مخازن به دلیل رسوب‌گذاری کاهش یافته است. همچنین، بررسی شاخص خشکسالی SPEI نشان داد که دوره‌های خشکسالی طولانی‌مدت با کاهش ظرفیت نفوذپذیری خاک و افزایش رواناب سطحی، احتمال وقوع سیلاب‌های ناگهانی را افزایش داده‌اند. به طوری که در دهه اخیر مورد بررسی (95-1385)با شرایط خشکسالی شدید، 13 درصد شرایط خشکسالی بسیار شدید و 29 درصد خشکسالی متوسط و ضعیف همراه بوده است و تنها در محدوده بسیار کوچکی در حدود 1 درصد شرایط ترسالی و در کمتر از 5 درصد شرایط نرمال بوده است این درحالی است که در دهه اول ( 55-1346 ) 18 درصد مساحت حوضه تحت تأثیر انواع خشکسالی و تقریباً 22 درصد دارای شرایط نرمال بوده است. 60 درصد مساحت کل حوضه نیز در شرایط انواع ترسالی قرار گرفته است.
نتیجه‌گیری
تأثیر خشکسالی‌های به وقوع پیوسته در یک دهه اخیر بر وقوع سیلاب به صورت افزایش فراوانی وقوع سیلاب در دهه آخر بازه زمانی مطالعه شده است. از سوی دیگر اکثریت قریب به اتفاق سیلاب‌های دهه اخیر سیلاب‌های با دوره بازگشت کم (2 و 5 ساله) و با شدت کم هستند. این در حالی است که در دهه‌های قبلی، همزمان با شدت خشکسالی کم، شاهد فراوانی وقوع سیلاب کمتر اما وقایع سیلابی با دوره بازگشت بیشتر بوده‌ایم. این یافته‌ها اهمیت در نظر گرفتن هم‌زمان عوامل اقلیمی و سازه‌ای در مدیریت منابع آب و کاهش خسارات سیلاب را برجسته می‌سازد.
 
 

کلیدواژه‌ها

• احداث سد
• تحلیل آماری
• خشکسالی
• رودخانه کارون
• سیلاب
• مدیریت منابع آب

عنوان مقاله [English]

Analysing the Effects of Drought and Construction Structures on Flood Dynamics in the Karun River

نویسندگان [English]

• Samaneh Razavizadeh ¹
• Zahra Saedifar ²
• Mohammad Khosroshahi ³
• Fatemeh Dargahian ⁴
• Sara Teimouri ⁵
• Adel Jalili ⁵

¹ Assistant Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Research Expert, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁴ Associate Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁵ Assistant Professor, Poplar and Fast-Growing Plants Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and Objective
The environment harbors both valuable resources and potential hazards. Among these hazards, natural disasters—especially floods—pose a significant risk to society. Floods are recurring natural events that consistently lead to widespread destruction and considerable human and economic losses. Understanding the factors that influence river flood variability, particularly those related to water control infrastructure and drought occurrences, is therefore essential. This study aims to explore the effects of drought and dam construction on the fluctuations in the maximum flood levels of the Karun River.
Methodology
To investigate flood trends, data on instantaneous maximum discharge from the Ahvaz hydrometric station were analyzed over 50 years (1966–2016). Statistical methods, including analysis of variance, ranking of maximum discharges, and flood frequency analysis, were employed to assess the data. In addition, the study examined the status of dams within the Karun watershed and applied the SPEI drought index to explore the relationship between climate change and human interventions in shaping the river's flood regime.
Results
An assessment of dam construction trends within the Karun watershed indicates that the expansion of dam infrastructure significantly contributed to the reduction of peak discharges. The findings show that dam construction played a major role in decreasing downstream peak flood discharges, particularly during the last two decades (1996–2016). However, in some cases, improper reservoir management has worsened the intensity of flash floods. After the construction of key dams such as Karun 1, 3, and 4, there was a noticeable decrease in peak discharges at the Ahvaz hydrometric station. This reduction underscores the importance of water control structures in flood management and outflow regulation. Nevertheless, in certain instances, altered flow patterns and delayed reservoir emptying have escalated the risk of flash floods, especially when sedimentation reduced reservoir capacity. The SPEI drought index analysis further reveals that extended drought periods have increased the likelihood of flash floods by lowering soil permeability and intensifying surface runoff. For example, in the final decade of the study (2006–2016), 53% of the basin experienced severe drought, 13% faced very severe drought, and 29% endured moderate to weak drought conditions. A small portion of the basin—about 1%—experienced wet conditions, and less than 5% recorded normal conditions. In contrast, during the first decade of the study (1967–1976), 18% of the basin was affected by drought, 22% experienced normal conditions, and 60% of the area was classified as wet.
Conclusion
The impact of drought in the final decade has been associated with an increase in flood frequency. The majority of floods during this period were of low intensity, with short return periods (2 to 5 years). In contrast, earlier decades, characterized by less severe droughts, displayed lower flood frequencies but included events with longer return periods. These findings highlight the need to concurrently address both climatic and structural factors to improve water resource management and mitigate flood-related damages.

کلیدواژه‌ها [English]

• dam construction
• statistical Analysis
• droughts
• Karun river
• Floods
• water resource management