دانشگاه صنعتي اصفهان
دانشکده منابع طبيعي
اثر سد زاينده رود بر کيفيت آب و غناي درشت بيمهرگان کفزي
رودخانه زاينده رود
پايان نامه کارشناسي ارشد بوم شناسي آبزيان شيلاتي
هاجر ابراهيمي دستگردي
استاد راهنما
دکتر عيسي ابراهيمي درچه
1393
دانشگاه صنعتي اصفهان
دانشکده منابع طبيعي
پايان نامه کارشناسي ارشد رشته بوم شناسي آبزيان شيلاتي خانم هاجر ابراهيمي دستگردي
تحت عنوان
اثر سد زاينده رود بر کيفيت آب و غناي درشت بيمهرگان کفزي رودخانه زاينده رود
در تاريخ 24/ 9/ 1393 توسط کميته تخصصي زير مورد بررسي و تصويب نهايي قرار گرفت.
1- استاد راهنماي پايان نامه دکتر عيسي ابراهيمي درچه
2- استاد مشاور پايان نامه دکتر سيما فاخران اصفهاني
3- استاد داور دکتر نصراله محبوبي صوفياني
4- استاد داور دکتر يزدان کيواني
5- سرپرست تحصيلات تکميلي دکتر محمد رضا وهابي
تشکر و سپاس
پروردگارا!
تو را شاکرم به خاطر همه لحظههايي که به من زندگي بخشيدي و در کنارم بودي؛ همه لحظههايي که برايم شادي خلق کردي، مرا آزمودي و آنگاه که غمي به من روي آورد تکيه گاهم بودي.
تو را شاکرم به خاطر همه دربهاي رحمتي که به رويم گشودي و همه آن دربهايي که از روي حکمت به رويم بستي.
تو را شاکرم به خاطر همه انسانهاي عزيزي که در مسيرم قرار دادي تا در کنارشان به تکامل و پويايي برسم؛ همه عزيزاني که رسيدن به مقصد را برايم تسهيل کردند.
سپاس تو و شکر نعمتهايت از من کوچک بر نميآيد، چرا که اگر چيزي دارم آن را نيز تو به من عطا کردهاي. جبران محبتهاي دوستان نيز از عهده من خارج است، پس خودت برايشان جبران کن.
پروردگارا!
پدر و مادر عزيزم، همه خانوادهام را به تو ميسپارم. به خاطر همه تلاشهايشان، محبتشان و فداکاريهايشان! که امروز من ثمرهاي از آنها است. اميدوارم که بتوانم قوتي براي دستهاي پر زحمتشان باشم نه عصايي براي آنها.
از استاد راهنماي عزيزم جناب آقاي دکتر ابراهيمي که انديشيدن را به من آموختند و با صبر و هدايت فرزانه خود، مرا در انجام اين پايان نامه ياري دادند و با لطف علمي و اخلاقي خود، تحصيل در مقطع کارشناسي ارشد را برايم آسان نمودند، مراتب سپاس و تشکر را دارم و توفيق روزافزون ايشان را از خداوند متعال خواستارم.
همچنين از سرکار خانم دکتر فاخران به خاطر مشاورههاي ارزندهشان که راه را برايم روشنتر ساخت، کمال تشکر را دارم.
از اساتيد عزيزم جناب آقاي دکتر نصراله محبوبي صوفياني و دکتر يزدان کيواني که بازخواني پايان نامهام را به عهده داشتند، نيز صميمانه سپاسگذاري ميکنم.
از آقاي مهندس ابراهيم متقي و خانم مهندس مژگان زارع که به بنده منت نهاده و در تمام مراحل عمليات آزمايشگاهي مرا ياري نمودند، تشکر ميکنم و در برابر محبتشان قاصرم.
از کليه دوستان عزيزم که لحظهاي مرا تنها نگذاشتند، قدرداني ميکنم.
اکنون که دفتر مشقهايم در دانشگاه صنعتي اصفهان به پايان رسيده است، اميدوارم که نقطه پاياني آن شروع سطري ديگر از زندگي در دفتري جديد باشد؛ آن گونه که بتوانم در جهت تعالي کشور عزيزم و درسي که در محضر اساتيدم آموختم، به خوبي خدمت کنم.
با تقديم احترام
هاجر ابراهيمي دستگردي
کليه حقوق مادي مترتب بر نتايج مطالعات،ابتکارات
و نوآوريهاي ناشي از تحقيق موضوعاين پايان نامه
متعلق به دانشگاه صنعتي اصفهان است.
تقديم به:
پيشگاه مقدس حضرت ولي عصر (عج)
و
144 همشاگردي شهيدم در دانشگاه صنعتي اصفهان
آنان که تا ابد مرا شرمنده خود کردهاند

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست مطالبهشت
فهرست اشکالده
فهرست جداوليازده
فهرست پيوستهادوازده
چکيده1
فصل اول: مقدمه
مقدمه2
فصل دوم: تعاريف و مرور منابع
2-1 اثر سد بر کيفيت آب7
2-2 پيامدهاي اکولوژيک سدها9
2-3 تأثير سد بر تنوع ژنتيکي آبزيان11
2-4 اثرات فيزيکي احداث سدها11
2-5 پارامترهاي کيفي آب13
2-5-1 دما13
2-5-2 اکسيژن محلول آب13
2-5-3 اکسيژن مورد نياز بيوشيميايي (BOD5)14
2-5-4 اکسيژن مورد نياز شيميايي (COD)14
2-5-5 نيترات15
2-5-6 pH15
2-5-7 هدايت الکتريکي15
2-5-8 فسفات16
2-6 استفاده از بيمهرگان درشت کفزي جهت بررسي وضعيت کيفي آب رودخانهها 16
2-7 شاخصهاي تنوع19
2-7-1 شاخص تنوع شانون- وينر20
2-7-2 شاخص تنوع سيپمسون20
2-7-3 شاخص تنوع مارگالف21
2-7-4 غناي آرايهها21
2-8 شاخصهاي زيستي21
2-8-1 شاخص زيستي BMWP22
2-9 سابقه و اهميت تحقيق در جهان24
2-10 سابقه و اهميت تحقيق در ايران26
2-11 معرفي رودخانهي زاينده رود27
2-12 معرفي درياچهي سد زاينده رود27
فصل سوم: مواد و روشها
3-1 انتخاب ايستگاههاي نمونه برداري29
3-2 روش نمونه برداري31
3-2-1 نمونه برداري از آب31
3-2-2 نمونه برداري از کفزيان رودخانه31
3-3 اندازه گيري فاکتورهاي فيزيکي و شيميايي آب31
3-4 شناسايي نمونههاي بيمهرگان کفزي 32
3-5 تحليل دادهها 32
3-5-1 محاسبهي شاخصهاي غنا و تنوع درشت بيمهرگان کفزي32
3-5-2 شاخصهاي زيستي BMWP و ASPT32
3-5-3 بررسي روند تغييرات زماني و مکاني دادهها32
3-5-4 بررسي همبستگي بين دادهها33
فصل چهارم: نتايج و بحث
4-1 بررسي روند تغييرات مکاني و زماني پارامترهاي کيفي آب رودخانه34
4-1-1 دماي آب34
4-1-2 اکسيژن محلول36
4-1-3 BOD536
4-1-4 COD38
4-1-5 نيترات38
4-1-6 pH39
4-1-7 هدايت الکتريکي40
4-1-8 فسفات41
4-2 بررسي روند تغييرات مکاني و زماني شاخصهاي غنا و تنوع درشت بيمهرگان کفزي42
4-2-1 تعداد خانواده42
4-2-2 شاخص تنوع شانون44
4-2-3 شاخص تنوع مارگالف45
4-2-4 شاخص تنوع سيمپسون4?
4-3 بررسي روند تغييرات مکاني و زماني شاخصهاي زيستي46
4-3-1 شاخص BMWP46
4-3-2 شاخص ASPT47
4-4 همبستگي بين دادهها48
4-4-1 همبستگي بين پارامترهاي کيفي آب رودخانه48
4-4-2 همبستگي بين پارامترهاي کيفي آب و شاخصهاي محاسبه شده48
4-4-3 همبستگي بين شاخصهاي محاسبه شده49
فصل پنجم: بحث و نتيجهگيري
5-1 نتيجه گيري52
5-2 پيشنهادات54
منابع55
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 3-1 موقيت ايستگاههاي نمونه برداري30
شکل 3-2 نمونهاي از نمودار باکس- ويسکرپلات33
شکل4-1 تغييرات دماي آب رودخانه در ايستگاههاي مورد مطالعه در فصول مختلف 35
شکل4-2 تغييرات ميزان اکسيژن محلول آب رودخانه در ايستگاههاي مورد مطالعه در فصول مختلف 36
شکل 4-3 تغييرات ميزان BOD5 درماههاي مختلف 37
شکل 4-4 تغييرات ميزان BOD5 در ايستگاههاي نمونه برداري 37
شکل 4-5 تغييرات COD در ايستگاههاي نمونه برداري در فصول مختلف سال 38
شکل 4-6 تغييرات نيترات در ايستگاههاي نمونه برداري در فصول مختلف سال 39
شکل 4-7 تغييراتpHدر ايستگاههاي نمونه برداري در فصول مختلف سال 40
شکل 4-8 تغييرات هدايت الکتريکي در ايستگاههاي نمونه برداري در فصول مختلف سال 41
شکل 4-9 تغييرات فسفات در ايستگاههاي نمونه برداري در فصول مختلف سال 41
شکل 4-10 روند تغييرات تعداد خانوادههاي بيمهرگان درشت کفزي در ايستگاههاي نمونه برداري 43
شکل 4-11 درصد فراواني راستههاي Ephemeroptera و Trichoptera در ايستگاههاي نمونه برداري 44
شکل 4-12 نسبت نمونههاي حساس بي مهرگان کفزي به شيرونوميده در ايستگاههاي نمونه برداري 44
شکل 4-13 تغييرات شاخص تنوع شانون در ايستگاههاي نمونه برداري 45
شکل 4-14 تغييرات شاخص تنوع مارگالف در ايستگاههاي نمونه برداري 45
شکل 4-15 تغييرات شاخص تنوع سيمپسون در ايستگاههاي نمونه برداري 46
شکل 4-16 تغييرات شاخص زيستي BMWP در ايستگاههاي نمونه برداري 47
شکل 4-17 تغييرات شاخص ASPT در ايستگاههاي نمونه برداري 48
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول2-1 طبقه بندي کيفيت آب بر اساس شاخص شانون- وينر 20
جدول2-2 طبقه بندي کيفي آب بر اساس امتياز کلي شاخصBMWP 23
جدول 2-3 گروه بندي بر اساس ASPT23
جدول 3-1 موقعيت جغرافيايي ايستگاههاي نمونه برداري 30
جدول 4-1 ضرايب همبستگي پيرسون بين پارامترهاي کيفي آب 49
جدول 4-2 ضرايب همبستگي پيرسون بين شاخصهاي محاسبه شده و پارامترهاي کيفي آب 50
جدول 4-3 ضرايب همبستگي پيرسون بين شاخصهاي محاسبه شده 51
فهرست پيوستها
عنوان صفحه
پيوست?
جدول 1-1 استاندارد خروجي فاضلابها 60
جدول 1-2 استاندارد کميسيون اروپايي براي آبهاي مورد استفاده در توليد آبهاي آشاميدني 62
پيوست2
جدول 2-1 آمار ماهيانه ي دبي ايستگاه هاي هيدرومتري سازمان آب منطقه اي در زمان نمونه برداري 64
جدول 2-2 آمار دبي ايستگاه هاي هيدرومتري سازمان آب منطقه اي در زمان نمونه برداري 64
شکل 2-1 نمودار بارندگي ماهيانه در ايستگاه هواشناسي کوهرنگ در استان چهارمحال و بختياري 65
شکل 2-2 نمودار بارندگي ماهيانه در ايستگاه هواشناسي سامان در استان چهارمحال و بختياري 65
پيوست3
جدول 3-1 امتيازهاي هر خانواده در سيستم BMWP 66
جدول 3-2 معرفي گونههاي شناسايي شده در ايستگاههاي نمونه برداري 69
جدول3-3 تراکم و فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 22 تيرماه 139270
جدول 3-4 تراکم و فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 2 شهريور ماه 139271
جدول 3-5 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 20 مهر ماه ????72
جدول 3-6 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 5 آذر ماه 1392 73
جدول 3-7 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 20 دي ماه ????74
جدول 3-8 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 3 اسفند 139275
جدول 3-9 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 23 فروردين 139376
جدول 3-10 تراکم و درصد فراواني نمونههاي شناسايي شده در تاريخ 10 خرداد 1393 77
شکل 3-1 نمودار ميانگين ميزان BOD اندازه گيري شده در ايستگاههاي مورد مطالعه در فصول مختلف 78
شکل 3-2 نمودار ميانگين ميزان شاخص تنوع شانون محاسبه شده در ايستگاههاي مورد مطالعه در فصول مختلف 78
شکل 3-3 نمودارميانگين ميزان شاخص تنوع سيمپسون محاسبه شده در ايستگاههاي مورد مطالعه در فصول مختلف 78

چکيده
رودخانهها به عنوان يکي از مهمترين منابع آبي، نسبت به فعالتهاي انساني بسيار آسيبپذير هستند. ايجاد مخازن و سدها يکي از قديميترين اشکال دخالت انسان در اکوسيستمهاي آبي است. سدها با وجود مزاياي زياد (توليد انرژي برقآبي، کنترل سيلاب و تنظيم سطح آب) پتانسيل تغيير جمعيت موجودات آبزي را نيز دارند. احداث سدها تغييرات مهمي را در رژيم جريان، حمل و انتقال ذرات معلق، مورفولوژي رودخانه، درجه حرارت آب و شرايط شيميايي به خصوص در پايين دست رودخانهها ايجاد ميکنند. درشت بيمهرگان کفزي تحت تأثير تغييرات ايجاد شده در زيستگاه قرار ميگيرند. اثر سدها بر جوامع بيمهرگان کفزي به خاطر نقشي که در عملکرد اکوسيستم رودخانهاي ايفا ميکنند، بسيار مهم است. رودخانه زاينده رود يكي ازبزرگترين رودخانههاي ايران و مهمترين رودخانه جاري درفلات مركزي ايران است که رژيم جريان آن تحت تاثير سد زاينده رود قرار دارد. به منظور ارزيابي اثر اکولوژيکي ناشي از احداث سد زاينده رود بر جوامع زيستي و کيفيت آب رودخانه زاينده رود، تعداد 6 ايستگاه (ايستگاههاي خرسونک و اورگان قبل از سد، ايستگاه چادگان درفاصله نزديک زيردست سد و ايستگاههاي حجت آباد، مارکده و هوره در پاييندست سد) انتخاب و وضعيت کيفي آب و کفزيان رودخانه به روش کمي از تير ماه 1392 تا خرداد 1393 مورد بررسي قرار گرفت. نمونه برداري از آب و کفزيان رودخانه در هر ايستگاه با 3 تکرار و در تناوبهاي زماني 45 روزه ( هر فصل دو بار) انجام شد. پارامترهاي دما، اکسيژن محلول، نيترات، فسفات، BOD5، COD، EC و pH نمونههاي آب به روش استاندارد اندازه گيري شد. شاخصهاي زيستي شامل غناي تاکسوني، BMWP و ASPT و همچنين شاخصهاي تنوع شانون، سيمپسون و مارگالف براي جوامع کفزي محاسبه شد. نتايج حاصل در مجموع نشان داد که خصوصيات فيزيکي وشيميايي آب رودخانه (به جز دما) بين مناطق بالادست و پاييندست تحت تاثير ساختار سد نبوده و بيشتر متاثر از تغييرات فصلي است. همچنين شاخصهاي تنوع شامل غناء، شاخصهاي تنوع شانون، مارگالف و سيمپسون کاهش معني داري را به خصوص در ايستگاه زيردست سد و کاهش قابل توجهي را در ايستگاه هاي پاييندست سد نشان دادند که ميتواند تحت تاثير سازه سد باشد. تراکم بسياري از خانوادههاي کفزيان در ايستگاه سد کاهش قابل توجهي را نشان داد. در ايستگاههاي پاييندست سد نيز علاوه بر کاهش تراکم، نوع موجودات نيز تغيير کرده و با نمونههاي سازگار با شرايط جديد جايگزين شدند. همچنين شاخصهاي زيستي BMWP و ASPT به ترتيب وضعيت کيفي آب را در ايستگاه زير دست سد مشابه آبهاي آلوده و مشکوک به آلودگي تا آلودگي متوسط احتمالي نشان داد. اين افت کيفيت ناشي از آلودگيهاي آلي نبوده و بيشتر در اثر تغيير در تراکم و تنوع خانوادههاي کفزيان حاصل شده است.
کلمات کليدي: سد، زايندهرود، شاخصهاي زيستي، درشت بيمهرگان کفزي، کيفيت آب.

فصل اول
مقدمه

آبهاي جاري يا رودخانهها از مهمترين منابع آب هستند که نقش مهمي در تأمين آب مورد نياز فعاليتهاي مختلف کشاورزي، صنعت، شرب و توليد برق دارند. آگاهي از کميت وکيفيت منابع آب يکي از نيازهاي مهم در برنامهريزي و توسعه منابع آب، حفاظت و کنترل آن است. بديهي است براي آگاهي ازكيفيت منابع آب وتوليد اطلاعات جامع و کامل بايد پايشهاي دائمي انجام شود. چرا كه داشتن اطلاعات جامع، صحيح وقابل اطمينان با دورههاي زماني مناسب ميتواند عامل مهمي در تصميم گيريها و سياستگذاريها باشد [13].
رودها نه تنها آب بلکه مقدار زيادي رسوب، کانيهاي محلول و پودههاي غني از مواد غذايي حاصل از پسماند گياهان و جانوران زنده و مرده را به پايين دست حمل ميکنند. تغييرات يک رودخانه نه تنها وابسته به سرزمينهاي گوناگوني است که از آنها ميگذرد، بلکه به تغييرات فصلي و تفاوت ميان سالهاي خشک و تر نيز مربوط ميشود. تغييرات سالانه و فصلي حجم آب، رسوبات و مواد مغذي شسته شده در يک حوزه آبخيز ممکن است بسيار زياد باشد، به ويژه در مناطق خشک که بخش بزرگي از بارش سالانه در چند طوفان ميبارد [24].
رودخانههاي يک حوضه آبخيز به عنوان شريانهاي حياتي به شمار ميروند که هر گونه فعاليت بشري به طور مستقيم يا غير مستقيم بر آنها تأثير گذار است. امروزه وارد شدن انواع فاضلابهاي صنعتي، شهري، خانگي و کشاورزي و دفع غير اصولي آنها از يک سو و ايجاد سدها، تغيير مسير رودخانهها و انتقال آب بين حوضههاي آبي از سوي ديگر سبب بروز مشکلات فراواني در حوضه هاي آبخيز ميشود که مرگ و مير آبزيان، آلوده شدن منابع آب زير زميني، آلودگي آب رودخانهها و درياچهها از پيامدهاي محيط زيستي آن است [28، 58]. بهرهگيري از منابع طبيعي تا حد تحمل محيط زيست، آسيب جبران ناپذيري بر اکوسيستم وارد نميکند اما منجر به تغييرات حتمي در آن ميشود [34].
گستردگي کشور، تنوع شرايط اقليمي، توزيع نامناسب عرصههاي سکونت و فعاليت، نگاه فيزيکي تصميم گيران کشور به پديدهها، گرايش توجه عمومي به منافع کوتاه مدت و مانند آن، همه دست به دست هم داد تا مديران و افکار عمومي را متقاعد سازد که تنها راه مبارزه با خشکسالي و کم آبي، ايجاد سدهاي متعدد بر روي تمامي جريانهاي آبي کشور است. ايجاد سدهاي مخزني و ساير سازههاي آبي از جمله فعاليتهايي است که با وجود منافع اقتصادي و اجتماعي ميتواند خسارتهاي جبران ناپذيري بر منابع زيستي و زيست بومهاي آبي وارد نمايد [59].
از آنجايي که هر رودخانه به دليل الگوي خاص جريان خود، سرزميني که در آن جاري است و نيز گونههايي که به آن وابستهاند، يک پديده ويژه و منحصر به فرد است، طراحي و الگوي بهره برداري از سد و همچنين پيامدهاي آن بر رودخانه و اکوسيستمهاي پيوسته به آن نيز ويژه و منحصر به فرد است. تعداد زيادي از سدهاي بزرگ و نيز همه سدهاي مهم جهان در 6 دهه گذشته تکميل شدهاند در حالي که پيامدهاي محيط زيستي يک سد تا صدها سال پس از ساخت آن نيز ممکن است پديدار نشود [24]. يک سد را ميتوان يک تجربه محيط زيستي بزرگ و برگشت ناپذير و بدون کنترل تلقي نمود. يک سد، همه شبکه به هم پيوسته حيات در دره رودخانه را از هم ميگسلد. سدها مهمترين عامل به خطر افتادن يا انقراض يک پنجم از ماهيهاي آب شيرين جهان هستند. سدها زندگي ماهيها، دوزيستان، حلزونها، حشرات، پرندگان آبزي و ساير گونههاي حيات وحش رودخانهاي و تالابي را به خطر مياندازند [79]. سد به عنوان يک مانع در بستر رودخانه خصوصيات فيزيکي و شيميايي در پاياب را تحت تأثير قرار ميدهد. ساختمان سد به عنوان يک مانع در مقابل حرکت و عبور اجزاء شناور باعث اختلال در رژيم طبيعي رودخانه شده و آثاري چون تجمع رسوبات در مخزن، تأثير بر منابع آب زيرزميني، خشک نمودن تالابها، باتلاقها، ايجاد امواج بلند و سيلهاي خطرناک ناشي از رهاسازي جريان، ايجاد زلزلههاي القايي، تجمع مواد مغذي در آب درياچه و بروز پديده پر مغذي شدن آب، لايهبندي حرارتي و … را در پي دارد [9]. مهمترين پيامد از ميان هزاران اختلال زيست محيطي پيچيده و به هم پيوسته سدها آن است که اکوسيستم رودخانه را پراکنده و تکه تکه کرده، جمعيت گونههاي موجود در بالا دست و پايين دست سد را دست خوش انزوا ساخته، مهاجرت ماهيها يا جابجايي ساير گونهها را متوقف کرده [60] و بي گمان باعث کاهش شمار گونههاي موجود در آبخيز کمک ميشود. کاهش سودمنديهاي ناشي از انتقال مواد مغذي در اثر طغيان رودخانهها ممکن است به تنهايي بزرگترين پيامد اکولوژيک زيان آور يک سد باشد [24].
ايجاد سدها، از طريق تأثير بر رژيم آبي و بستر جريان در ناحيه زير دست سد تغييرات شگرفي را بر غلظت مواد مغذي، بار مواد آلي و معدني حمل شده به وسيله رودخانه، ميزان اکسيژن محلول، تغييرات شرايط دمايي و … ايجاد نموده و از اين طريق بر تنوع جوامع زيستي و غناي گونهاي تأثير گذاشته و گاه خسارتهاي جبران ناپذيري را بر زيست بوم رودخانه وارد ميکند [54].
بيمهرگان کفزي از جمله موجوداتي هستند که به دليل قدرت تحرک ناچيز، وابستگي و تأثير پذيري شديد از شرايط فيزيکي، شيميايي و زيستي محيط رودخانه ميتوانند اثرات ناشي از تخريب زيستگاه و تغييرات کوتاه مدت يا بلند مدت آن را نشان دهند. تغيير در پارامترهاي زيستگاه از جمله شيب، جنس بستر، سرعت جريان آب، دماي آب و تغييرات اقليمي ميتوانند کميت و کيفيت جوامع زيستي يک زيست بوم آب جاري را تغيير دهند، ارزيابي تغييرات ايجاد شده در ويژگيهاي جمعيتي اين موجودات ميتواند تأثير هر يک از پارامترهاي فوق را روشن سازد [40، 68].
به نظر ميرسد ساختن سد روي رودخانهها و ايجاد مخازن در حال حاضر يکي از مهمترين علل از بين رفتن زيستگاهها و تغييرات هيدرولوژيک در آبهاي جاري است. اگر چه بيش از نيمي از سيستمهاي رودخانهاي بزرگ جهان متأثر از سد سازي هستند، اما مطالعات زيستي که سيستم رودخانهاي را قبل و بعد از احداث سد مقايسه کند بسيار کم است[80].
رودخانه زاينده رود يكي ازبزرگترين رودخانههاي ايران و مهمترين رودخانه جاري درفلات مركزي ايران است که رژيم جريان آن تحت تاثير سد زاينده رود قرار دارد. اين تحقيق به منظور بررسي اثر سد زاينده رود بر ويژگيهاي کيفي آب و جوامع درشت بيمهرگان کفزي بستر رودخانه زاينده رود در ناحيه بالا دست و پايين دست سد صورت گرفت.
اهداف تحقيق:
1- بررسي خصوصيات کيفي و زيستي رودخانه زاينده رود در طي يک سال به منظور مشخص شدن اثر سد هر يک از اين پارامترها
2- بررسي شاخصهاي کيفي آب و شاخصهاي تنوع بيمهرگان کفزي در رودخانه زاينده رود و همبستگي بين آنها

فصل دوم
بررسي و مرور منابع

رودخانهها سيستمهاي ديناميکي هستند که اگرچه وسعت بسيار کمي از سطح کره زمين را به خود اختصاص دادهاند، اما زيستگاه تعداد زيادي از گونههاي گياهي و جانوري ميباشند. اهميت رودخانهها و سيستمهاي زيستي آنها به ويژه براي کشور ايران که در اقليمي خشک واقع شده بسيار حائز اهميت است. افزايش جمعيت و رشد روز افزون مصرف آب از يک سو و محدوديت منابع آب به خصوص در اقليمهاي خشک از سوي ديگر بشر را با چالشي بزرگ مواجه ساخته است [59].
از يک قرن قبل، انسان به فکر احداث سد به منظور ذخيره آب افتاد و پس از جنگ جهاني دوم با پيدايش علوم مهندسي و پيشرفت تکنولوژي، سدهاي زيادي در کشورهاي مختلف جهان ساخته شد. پيشرو اين حرکت کشور آمريکا بود که با تکيه بر سرمايه و تکنولوژي پيشرفته به اين کار مبادرت ورزيد. مهندسان به توجيه سدسازي و پيدا نمودن محل مناسب و اجراي سدهاي بزرگ پرداخته و با تصاحب اراضي منابع طبيعي و ايجاد مزارع بزرگ اراضي پايين دست رودها را از آب محروم کردند. کشاورزان مزارع خود را رها کرده و بيابانهاي وسيعي به وجود آمد. در ايران نيز توسعه اقتصادي، سدسازي را از بهترين گزينههاي خود دانسته و ساليانه مبالغ هنگفت و درصد قابل توجهي از بودجه عمراني کشور را براي سدسازي به مصرف ميرساند [22].
اجراي پروژههاي سدسازي از گذشتههاي دور به عنوان شيوهاي براي تنظيم و به هنگام سازي جريان آب در جهت بهره برداريهاي زراعي، صنعتي، شرب و … مورد توجه قرارگرفته است. اين روند در کشور ما بدون توجه کافي به عواقب ناگوار محيط زيستي و خسارات غير قابل جبران بر تنوع زيستي در سالهاي اخير با شتابي روز افزون در حال افزايش بوده است [59].
تجربه احداث سدها در ايران و جهان نشان داده که منافع حاصل از احداث سدها که بيشتر منابع اقتصادي و حل مشکلات اجتماعي، ذکر شده پيامدي جز مرگ تدريجي سيستمهاي حياتي رودخانهها به دنبال نخواهد داشت. تغيير رژيم رودخانه و حجم آب در فصول مختلف از اثرات مستقيم احداث سد ميباشد. اين تغيير در رژيم هيدروليک طبيعي، تأثيري چشمگير بر اکوسيستم رودخانه حتي در نقاط دور نظير مصب رودخانه خواهد داشت [48]. سازمان حفاظت محيط زيست ساختن سدها را با توجه به اثرات گستردهاي که بر محيط زيست دارند مستلزم انجام ارزيابي محيط زيستي دانسته که تجربههاي گذشته نشان ميدهد اين شرط نيز نتوانسته واقعيات موجود درباره پيامدهاي ناگوار و مسلم سدسازي بر محيط زيست را محدود کند [22].
در بسياري از رودخانهها، سدسازي که يک پديده گسترده قرن بيستم ميباشد، با چنان شدتي رخ داده است که بحثهاي علمي و عملي مربوط به اثرات آن نسبتاً جديد است. سدها از لحاظ اندازه، هدف و عملکرد بسيار متفاوت هستند و اين تفاوتها بر تأثير آنها در اکوسيستمرودخانه اثر گذار است. سدها همچنين از اين نظر که آب را از سطح يا نزديک کف يا هر دو آزاد ميکنند، متفاوت هستند [1]. هدف از ساخت سدها همواره افزايش سطح زمينهاي کشاورزي، جلوگيري از هدر رفت آب، توليد برق، مهار سيل و تأمين آب شرب عنوان شده است. گرانترين و خسارت بارترين شيوه توليد برق، استفاده از سدهاي هيدروالکتريک است. وقوع سيل که در بسياري از نقاط کشور رخ ميدهد از جنگل زدايي و تخريب پوشش گياهي سرچشمه ميگيرد. جنگلها، مانند اسفنج، بارندگيهاي شديد را به خود جذب ميکنند اما در نقاط بدون پوشش گياهي، روانابها به سيل تبديل ميشود. رويکرد سخت افزاري مديريت آب سالها با پاک کردن صورت مسأله و ناديده گرفتن علت اصلي، مهار سيل را يکي از اهداف ساخت سدها برشمرد. هدف ديگر ساخت سدها تأمين آب شرب به ميزان نياز بيان ميشود، در حالي که سدها، تنها توهم فراواني آب ايجاد کردند [22].
سدها دو کارکرد اصلي دارند. يکي اين که براي جبران نوسانات جريان رودخانها تقاضاي آب و انرژي، آب را ذخيره ميکنند و ديگر اين که سطح آب را در بالا دست افزايش ميدهند تا به اين شيوه بتوان آب را در يک کانال منحرف کرد و يا بار هيدروليکي- اختلاف سطح ميان مخزن و پايين دست رودخانه- را افزايش داد. ايجاد اين ذخيره به سدها امکان توليد برق، تأمين آب کشاورزي، صنعتي و آب آشاميدني و نيز کنترل سيلاب را ميدهد. سدها همچنين کشتيراني در رودخانه را به وسيله تنظيم جريان و پر آب کردن سريع آن ميسر ميسازد. ساير دلايل ساخت سدها، فعاليتهايي از جمله پرورش ماهي و تفريحاتي مانند قايقراني عنوان شده است [24، 68].
پروژههاي سدسازي به دليل نوع سازهي سدها و فعاليتهاي متفاوتي که در آن انجام ميشود و همچنين مقياس بسيار بزرگ کار، هم در مرحله ساخت و ساز و هم در مرحله بهره برداري، پيامدهاي شگرفي بر محيط زيست دارند [22]. بدون شک سدها باعث تغييرات اساسي در ساختار جامعه و کارايي اکوسيستم ميشوند، زيرا جريان آزاد طبيعي پيوسته آب رودخانه را به قطعات رودخانهاي که با ايجاد آب بندها به وجود آمدهاند، تبديل ميکنند. فوايد انساني و اقتصادي قابل توجهي براي توجيه سدسازي ارائه شده است. حداقل از يک ديدگاه، سيستمهاي آبي با ايجاد فرصتهاي تفريحي در مخزن سدها و بخشهاي پايين دست رودخانههاي تنظيم شده، توسعه مييابند [1]. از سويي ديگر، اين سازهها در محل اکوسيستمهايي واقع ميشوند که از نظر اکولوژيک بسيار شکننده بوده و از نظر اجتماعي نيز حيات جمعيتي چند صد ميليوني را در جهان تحت تأثير خود دارند. اين تأثيرات در مناطق خشک و نيمه خشک جهان چشمگيرتر است. در اين مناطق رودخانه به شدت تحت تأثير رژيمهاي کم آبي و خشک سالي بوده و از طرفي تنها منبع درآمد مردمان بومي شده است. مردم بومي که در طي ساليان دراز توانستهاند با شرايط و منابع اکولوژيک رودخانه سازگار شوند، با هر تغيير در اين اکوسيستم شکننده، دچار خسارت و زيانهاي جبران ناپذيري ميشوند [22].
2-1-اثر سد بر کيفيت آب
آثار آب بندها شامل مجموعهاي از تغييرات در شرايط فيزيکي پايين دست سد، به ويژه رژيمهاي جريان و دما است و معمولاً موجب شفافيت بيشتر آب ميشود.تغيير کيفيت آب ممکن است بسته به زمان توقف آب در مخزن سد و خروج آن از سطح يا عمق، اندک يا قابل توجه باشد. تغيير شرايط فيزيکي و شيميايي منجر به تغيير حيات گياهان و جانوران رودخانه ميشود [1]. تغييرات شيميايي و فيزيکي که در اثر توقف جريان آب پديدار ميشود ميتواند مخزن سد و رودخانه پايين دست را آلوده کند. گسترش زوال و افت کيفيت آب عموماً به زمان نگهداري آب در مخزن- ظرفيت ذخيره نسبت به حجم آب جريان يافته در آن- بستگي دارد. تغييرات منفي ايجاد شده درآب يک مخزن کوچک پشت يک سد جرياندار1 بسيار کم بوده و يا اصلاً تغييري نميکند. اما اگر همين آب ماهها يا سالها پشت يک سد بزرگ بماند ميتواند براي موجودات زنده چه در مخزن سد و چه در رودخانه تا دهها کيلومتر يا بيشتر در پايين دست سد، مرگ آور و کشنده باشد [24، 71].
به دليل ظرفيت حرارتي قابل توجه حجم زيادي از آب در مخزن يک سد بزرگ، رژيم دمايي رودخانه در ناحيه پاييندست به ميزان زيادي تغيير مييابد، به ويژه در مورد مخازن بزرگ سدهايي که آب را از عمق آزاد ميکنند، نوسانات حرارتي روزانه در اين آبها کم است و يا وجود ندارد. مخازني که آب را از عمق آزاد ميکنند، ممکن است دامنه تغيير دماي فصلي را نيز کاهش دهند. مخازني که داراي عمق و زمان توقف کافي هستند در ماههاي گرم داراي لايهبندي حرارتي ميشوند، بدين معني که آبهاي سطحي يا روي درياچه2 بسيار گرمتر از آبهاي عمقي يا زير درياچه3 است. آبي که از ناحيه عمقي در تابستان آزاد ميشود خيلي خنکتر از حالت عادي است. آبي که در زمستان آزاد ميشود دمايي نزديک 4 درجه سانتي گراد دارد. در نتيجه الگوي فصلي آب پاييندست رودخانه در زمستان گرمتر از معمول، در تابستان خنکتر و در مجموع ميزان نوسان فصلي آن کم ميشود. ممکن است مجموع درجه- روزها مشابه يک رودخانه تنظيم نشده باشد، اما الگوي فصلي درجه روزها ميتواند به ميزان قابل توجهي تغيير کند [1، 22]. اين گرم و سرد شدن رودخانه در پايين دست اثر چشمگيري بر اکسيژن محلول و مواد معلق آب گذاشته و فعل و انفعالات شيميايي رودخانه را متأثر ميکند. اين به همريختگي فصلي در دماي رودخانه ميتواند موجب آشفتگي و اختلال در چرخه زندگي بسياري از موجودات آبزي همچون زاد و ولد، تفريخ تخمها و متابوليسم لاروها شود [22 ،24 ،59]. دماهاي زمستاني گرمتر علائم حرارتي مورد نياز بسياري از گونهها را براي شکستن دوره نهفتگي تخم از بين ميبرند. دماي خنک تابستان ميتواند اثر مخرب داشته باشد، زيرا تعداد کمي درجه- روز براي تکميل دوره نمو وجود دارد و يا به علت اينکه الگوي زماني رشد و نمو را تغيير ميدهند، چرخههاي حياتي همزماني خود را از دست ميدهند. مسلماً مکانيسمهايي که به وسيله آن دما تغيير يافته، بيمهرگان را تحت تأثير قرار ميدهد، نيازمند مطالعه بيشتري است، اما بدون شک ميتواند عميق باشد [1].
شفافيت آب معمولاً به علت رسوب گذاري در سدافزايش مييابد و اين امر اغلب اثرات مهمي بر حيات گياهي دارد. ممکن است تراکم مواد مغذي، به ويژه در زير سدهايي که آب را از عمق آزاد ميکنند، بالا رفته و گاهي اوقات H2S از رسوبات مخزن آزاد شود. بنابراين بيشترين تغيير جدي کيفيت آب، به علت آزاد شدن آب فاقد اکسيژن از هيپوليمنيون يک مخزن عميق است. ليکن، معمولاً پس از طي مسافت کوتاهي تلاطم آب باعث اکسيژن گيري مجدد آب ميشود و هوادهي مصنوعي يک راه حل نسبتاً ساده براي رفع اين مشکل است [1، 9].
همان گونه که مخزن سدها رسوبات رودخانه را در خود نگه ميدارند، بسياري از مواد غذايي حمل شده به وسيله رودخانه را نيز در خود ذخيره ميکنند. در دورهي گرم سال، جلبکهاي يک مخزن سرشار از مواد غذايي يا يوتروف توسعه پيدا ميکنند. جلبکها به کمک فتوسنتز مواد غذايي مخزن را مصرف کرده و مقدار زيادي اکسيژن توليد ميکنند. سرريز تابستاني از آب لايههاي بالايي مخزن سد، کمابيش گرم، فاقد مواد غذايي، سرشار از اکسيژن محلول و پر جلبک است. ميزان زياد جلبک ميتواند براي ماهيها غذا فراهم کند اما در عين حال بو و مزه ناخوشايندي به آب ميدهد، آبگيرها و خروجيهاي آب را مسدود ميکند، بسترهاي شني را ميپوشاند و تفريحات را نيز محدود ميسازد. تودههاي جلبکي در آبهاي کم عمق و راکد، آب اين سدها را براي شرب و صنعت نامناسب ميسازد [24].
هنگامي که جلبکهاي درون يک مخزن آبي از بين ميروند به آب لايههاي زيرين رسيده تجزيه ميشوند و به اين شيوه اکسيژن محدود آب لايه زيرين را مصرف ميکنند. در ته مخزن نور کافي براي فتوسنتز و اکسيژنزايي وجود ندارد. اسيديته اين آب تهي از اکسيژن، آن را براي حل کانيهايي مانند آهن و منگنز در بستر درياچه توانمند ميکند. بنابراين آبي که از خروجيهاي پاييني رها ميشود سرد، کم اکسيژن، سرشار از مواد مغذي و اسيدي است و شايد داراي ميزان زيادي کانيهاي متمرکز آسيب رسان باشد. وجود اکسيژن محلول به اندازه کافي در آب يک رودخانه يکي از نشانههاي کيفيت خوب آب است. آبي با ميزان کم اکسيژن محلول، ميتواند موجودات آبزي را خفه کرده و آب را براي شرب نامناسب سازد. گذشته از اين وجود اکسيژن محلول در آب بسيار ضروري و حياتي است زيرا باکتريها را براي از بين بردن ذرات آلي و آلودگيهاي موجود در آب توانمند ميسازد [24، 54].
از ديگر مشکلات سدها، نفوذ فلزات سنگين با منشأ طبيعي به منابع آبي است، به عنوان مثال جيوه به طور معدني در بسياري از خاکها وجود دارد اما زماني که اين خاکها به زير آب ميروند باکتريها از اين مواد معدني استفاده کرده و آنها را به متيل جيوه تغيير شکل ميدهند، مادهاي که براي اکوسيستمهاي آبي



قیمت: تومان


پاسخ دهید