پایش زمانی و مکانی رسوبات معلق حوضه سد دز با استفاده از سنجش از دور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی دانشگاه یزد ، ایران.

2 دانشگاه یزد، ایران.

3 پژوهشگاه فضایی ایران

10.29252/aridbiom.2025.22851.2042

چکیده

میزان رسوبات و مواد معلق همراه با آب‌های روان یکی از دغدغه‌های مهم در طراحی سازه‌های هیدرولیکی نظیر کانال‌ها، دریچه‌ها، توربین‌های سدها است. این موضوع از جنبه‌های دیگری نظیر حفظ کیفیت خاک در زمین‌های کشاورزی، مسائل محیط‌زیستی و بهره‌برداری از منابع آبی برای شرب و صنعت بسیار مهم است. در این میان، فناوری سنجش از دور به‌دلیل صرفه‌جویی در زمان و هزینه، و ارائه نتایج دقیق‌تر نسبت به روش‌های سنتی، به ابزاری کارآمد و محبوب برای مدیریت و ارزیابی منابع‌طبیعی تبدیل شده است. این پژوهش با هدف برآورد رسوبات معلق در حوزه سد دز از بالادست به سمت پایین دست، با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای سری زمانی سنتینل-2 در بازه 2015 تا 2021 پرداخته شده است. به این منظور، شاخص SSC (Suspended sediment concentration) استخراج و نتایج حاصل با داده‌های ایستگاهی هیدرومتری واسنجی شد. نتایج نشان داد که بازتاب ماهواره‌ای و غلظت رسوبات معلق (SSC) به‌ طول‌موج باندهای تصویربرداری وابسته است. در بررسی 12 باند تصاویر سنتینل، باندهای 4 و 5 بیش‌ترین همبستگی را با غلظت رسوبات نشان دادند. طبق نتایج، بیش‌ترین دقت در خرداد 2020 با ضریب تعیین 89/0 و کم‌ترین دقت در خرداد 2021 با ضریب تعیین 69/0 مشاهده شده است. در سال 2015، ضریب تعیین برای فروردین 78/0 و برای خرداد 82/0 بدست آمد. همچنین، در سال 2017، دقت فروردین و خرداد به‌ترتیب 88/0 و 74/0 بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Azarang, F. , Telvari, A. , Sedghi, H. and Shafai Bajestan, M. 2017. Large Dam Effects on Flow Regime and Hydraulic Parameters of river (Case study: Karkheh River, Downstream of Reservoir Dam). Water and Soil, 31(1), 11-27. doi: 10.22067/jsw.v31i1.48743.(in Farsi).
Binding, C. E., Bowers, D. G., & Mitchelson-Jacob, E. G. (2005). Estimating suspended sediment concentrations from ocean colour measurements in moderately turbid waters; the impact of variable particle scattering properties. Remote sensing of Environment94(3), 373-383. https://doi.org/10.1016/j.rse.2004.11.002.
[3]. Caballero, I., Steinmetz, F., & Navarro, G. (2018). Evaluation of the first year of operational Sentinel-2A data for retrieval of suspended solids in medium-to high-turbidity waters. Remote Sensing10(7), 982. https://doi.org/10.3390/rs10070982
 [4]. Du, J., and Shi, C. X. 2013. Modeling and analysis of effects of precipitation and vegetation coverage on runoff and sediment yield in Jinsha River Basin. Water Science and Engineering, 6(1), 44-58.
[5].  Hadian, M. Kahraman, B. and Ismaili, K. 2017. Estimating the concentration of suspended sediments in the water surface of the dam reservoir using reflectance in different bands with the aim of using in satellite images (Study example: Ardak Dam, Mashhad). Iran Water Resources Research. 15(2): 109-118. https://sid.ir/paper/100222/fa. (In Farsi)
[6].  Kabolizadeh, Mustafa , Rangzan, Kazem , Rashidian, Mohsen and Delfan, Hossein . (2018). Estimation of total dissolved solids concentration and water turbidity of Karkheh and Dez dams and the Greater Karun River using Sentinel-2 satellite images. Advanced Applied Geology, 8(4), 17-27. https://sid.ir/paper/100222/fa. (in Farsi).
[7]. Liu, J., Zhang, Y., Yuan, D., & Song, X. (2015). Empirical estimation of total nitrogen and total phosphorus concentration of urban water bodies in China using high resolution IKONOS multispectral imagery. Water7(11), 6551-6573. https://doi.org/10.3390/w7116551
[8]. Mollaee Z, Zahiri J, Jalili S, Ansari M R, Taghizadeh A. Estimating Suspended Sediment Concentration Using Remote Sensing and Artificial Neural Network (Case Study: Karun River). jwss 2018; 22 (2) :249-259.(in Farsi). https://doi.org/ 10.29252/jstnar.22.2.249
[9]. Maciel, D., Novo, E., Sander de Carvalho, L., Barbosa, C., Flores Júnior, R., & de Lucia Lobo, F. (2019). Retrieving total and inorganic suspended sediments in Amazon floodplain lakes: A multisensor approach. Remote Sensing11(15), 1744.
https://doi.org/10.3390/rs11151744
[10] Ouillon, S., Douillet, P., & Andréfouët, S. (2004). Coupling satellite data with in situ measurements and numerical modeling to study fine suspended-sediment transport: a study for the lagoon of New Caledonia. Coral Reefs23(1), 109-122. https://doi.org /10.1007/s00338-003-0352-z
[11]. parvizi S, Hosseini S Z, Talebi A, Zahedi S. Estimation of Suspended Sediment Concentration in Gamasiab Watershed Based on Sentinel-2 MSI Data. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering; 18 (64): 1.(in Farsi). URL: http://jwmsei.ir/article-1-1121-fa.html
[12]. parvizi S, Hosseini S Z, Talebi A, Talebi Esfandarani S, Jalili H, Zakerinejad R. (2024). The Relationship between the Suspended Sediment Concentration of Doab Mereg and Pol Chehr Hydrometric Stations with Vegetation in Upstream Areas Using Sentinel-2 MSI Images. J Watershed Manage Res15(1), 147-158.(in Farsi). doi:10.61186/jwmr.15.1.147
[13]. Parvizi, Sara., Hosseini, Seyed Zain Al-Abidin., Talebi, Ali., Zahedi, Salah Al-Din. (2024). Estimation of river sediment using satellite images (Case study: Pol Dokhtar station, Lorestan province). 22nd Iranian Hydraulic Conference, Maragheh.
[14]. Tabatabai, M. and Soleimani, K. 2012. Estimating the concentration of river suspended sediments using MODIS sensor images (case study: Molathani hydrometric station). Irrigation scientists agricultural scientific journal. 36(2), 83-95. (in Farsi). Doi: 20.1001.1.25885952.1392.36.2.8.1
[15]. Zahiri, J. and Mollae, Z. (2021). Estimation of Suspended Sediment Concentration Using Remote Sensing Technique and M5 Model Tree. Irrigation and Water Engineering12(1), 138-150. doi: 10.22125/iwe.2021.138260.(in Farsi).
[16]. Zhang, C., Liu, Y., Chen, X., and Gao, Y. (2022). Estimation of suspended sediment concentration in the Yangtze main stream based on Sentinel-2 MSI data. Remote Sensing, 14(18), 4446. https://doi.org/10.3390/rs14184446
[17]. Zolfaghari, K., & Duguay, C. R. (2016). Estimation of water quality parameters in lake erie from meris using linear mixed effect models. Remote Sensing8(6), 473. https://doi.org/10.3390/rs8060473
[18]. Zanganeh Asadi, M.A. Motamedi Rad, M. Ajam, H. (2024). Monitoring Sediment Erosion in Shahrood Watershed Using PSYAK Method. The Third International Conference and the Sixth National Conference on Protection of Natural Resources and Environment. December 2024 Stockholm-Sweden. 1-9. (in Farsi). https://civilica.com/doc/1549117