توصيفگر ها :
نرخ رسوبگذاري , پهنه‌بندي رسوبات , سد زاينده‌رود , شاخص‌هاي زمين‌شيميايي , وقايع محيطي
چكيده فارسي :
احداث سد از رايج‌ترين شيوه‌‌هاي بهره‌برداري از آب‌هاي سطحي بوده و براي مديريت در زمان‌هاي كم‌آبي، كنترل سيلاب، آبياري، تأمين آب شهري و صنعتي، توليد برق و انرژي، تفريحات و كنترل رسوب ساخته‌شده و هزينه‌هاي گزافي در قالب طرح‌هاي ملي صرف آن مي‌شود. يكي از مسائل مهم پس از ساخت سدها، مسئله رسوبگذاري در مخازن سدها مي‌باشد. انباشتگي رسوبات در مخزن سد نه تنها باعث كاهش ظرفيت و عمر مفيد مخزن مي‌شود بلكه پايداري سد و عملكرد تأسيسات خروجي را دچار مشكل مي‌كند. خوشبختانه تا كنون مطالعات برآورد حجم رسوبات در مخازن سدهاي مهم كشور با استفاده از روش‌هاي تجربي، مدل‌هاي رياضي و نيز مطالعات نقشه‌برداري و هيدروگرافي، كه هزينه بيشتري دارد انجام گرفته است. ولي اينگونه مطالعات اطلاعاتي در مورد تغييرات نرخ رسوبگذاري سالانه در قسمت‌هاي مختلف درياچه سد و تحليلي از روابط متقابل تغييرات نرخ رسوبگذاري در مخزن سد و وقايع محيطي طبيعي (دوره‌هاي ترسالي و خشكسالي حوضه) و انساني (مثل طرح‌هاي مديريت آبخيزداري، افزايش فرسايش خاك و توسعه اراضي كشاورزي) در حوضه آبخيز بالادست سد و نيز مديريت رهاسازي آب و تخليه رسوب از سد ارائه نمي‌كند. اين مطالعه با هدف تعيين نرخ رسوبگذاري و پهنه‌بندي رسوبات درياچه سد زاينده رود بر اساس شاخص‌هاي زمين‌شيميايي انجام گرفت. بدين منظور 20 نمونه رسوب سطحي در طول درياچه و 3 مغزه رسوبي در فاصله 20 (C20m)، 100 (C100m) و 250 متري (C250m) تاج سد از مخزن سد زاينده‌رود در تاريخ 29/09/1401 برداشت گرديد. متغيرهاي فيزيكي (چگالي ظاهري، چگالي خشك، درصد رطوبت و دانه‌بندي)، شيميايي (pH، Eh، EC، %OM و %CaCO3) و غلظت 26 عنصر (با استفاده از دستگاه ICP-OES) در 68 نمونه رسوب اندازه‌گيري و شاخص‌هاي زمين‌شيميايي شامل عامل غني‌شدگي (EF)، شاخص زمين انباشتگي (Igeo) و شاخص بار آلودگي (PLI) محاسبه شد. نتايج حاصل از پهنه‌بندي رسوبات سطحي بر اساس شاخص‌هاي زمين‌شيميايي، عدم آلودگي را براي اكثر عناصر مورد مطالعه نشان داد. تنها برخي عناصر در رسوبات سطحي اكثر ايستگاه‌ها (شامل عناصر كروم، نيكل و مس) يا بصورت موضعي در برخي ايستگاه‌هاي مورد مطالعه (شامل عناصر نقره، آرسنيك و سرب) آلودگي نشان داد. بر اساس تطبيق متغيرهاي فيزيكي، شيميايي و شاخص‌هاي زمين‌شيميايي مغزه‌هاي رسوبي با يكديگر و با وقايع محيطي به ويژه شاخص‌هاي خشكسالي هواشناسي و هيدرولوژيك، دبي و بارش روزانه و بار رسوب معلق ورودي به درياچه سد زاينده‌رود، سن نسبي مغزه‌هاي رسوبي تعيين گرديد. متوسط نرخ رسوبگذاري در مغزه C250m، C100m و C20m به ترتيب 71/1، 74/2 و 51/2 سانتي‌متر در سال محاسبه گرديد كه در مقايسه با مقادير گزارش شده در درياچه‌هاي طبيعي و مخازن سدها در جهان، فاقد مشكل رسوبگذاري بيش از حد است. از بين عوامل محيطي مختلف، سيلاب‌هاي شديد در دوره‌هاي ترسالي و عدم تخليه رسوب نقش بيشتري در افزايش نرخ رسوبگذاري سد زاينده‌رود داشته است.
چكيده انگليسي :
Dam construction is one of the most common methods of exploiting surface water and it is used for management in times of scarcity, flood control, irrigation, urban and industrial water supply, electricity and energy production, recreation and sediment control, and exorbitant costs are spent on it in the form of national plans. One of the important issues after the construction of dams is the sedimentation in the reservoirs of dams. Accumulation of sediments in the reservoir of dam not only reduces the capacity and useful life of the reservoir, but also causes problems for the stability of the dam and the operation of the outlet facilities. Fortunately, studies have been carried out to estimate the amount of sediments in the reservoirs of the important dams of the country until now, using experimental methods, mathematical models, as well as mapping and hydrographic studies, which are more expensive. But these studies does not provide information about the annual sedimentation rate changes in different parts of the dam reservoir, does not analysis the interrelationship between sedimentation rate changes in the dam reservoir and natural environmental events (flooding and drought periods in the basin) and human activities (watershed management plans, increased soil erosion, agricultural land development) in the upstream watershed of the dam, as well as the management of water release and sediment discharge from the dam. This study was conducted to determine the sedimentation rate and sediment zonation of the Zayandehrud dam reservoir based on geochemical indicies. For this purpose, 20 surface sediment samples along the reservoir, and 3 sediment cores at a distances of 20 (C20m), 100 (C100m) and 250 meters (C250m) of the dam crest were collected from the Zayandehrud Dam reservoir. The physical (raw density, dry density, Moisture percentage and granularity) and chemical parameters (pH, Eh, EC, %OM and %CaCO3), and the concentration of 26 elements were measured in 68 sediment samples, and geochemical indices including enrichment factor (EF), geochemical index (Igeo), and pollution load index (PLI) were calculated. The results of surface sediments zoning based on geochemical indices showed the absence of contamination for the most of studied elements. Only some elements showed pollution in the surface sediments of most stations (including chromium, nickel and copper elements) or locally in some studied stations (including silver, arsenic and lead elements). The relative age of the sediment cores was determind based on matching the physical and chemical variables, and geochemical indicators of the sediment cores with each other and with environmental events, especially meteorological and hydrological drought indices, daily precipitation and water flow, and the load of suspended sediment entering the Zayandehrud Dam reservoir. The sedimentation rate of C250m, C100m and C20m sediment cores was calculated 1.71, 2.74 and 2.51 cm/year, respectively, which compared to the values reported in natural lakes and reservoir of dams in the world, it does not have the problem of excessive sedimentation. Among the various environmental factors, severe floods in wet periods and the lack of sediment discharge have played a greater role in increasing the sedimentation rate of Zayandehrud Dam.
