کلمات کلیدی: سد، زاینده­رود، شاخص ­های زیستی، درشت بی­مهرگان کفزی، کیفیت آب.

تحت عنوان:اثر سد زاینده رود بر کیفیت آب و غنای درشت بی­مهرگان کفزی رودخانه زاینده رود

چکیده

رودخانه­ها به عنوان یکی از مهم­ترین منابع آبی، نسبت به فعالت­های انسانی بسیار آسیب­پذیر هستند. ایجاد مخازن و سدها یکی از قدیمی­ترین اشکال دخالت انسان در اکوسیستم­های آبی است. سدها با وجود مزایای زیاد (تولید انرژی برق­آبی، کنترل سیلاب و تنظیم سطح آب) پتانسیل تغییر جمعیت موجودات آبزی را نیز دارند. احداث سدها تغییرات مهمی را در رژیم جریان، حمل و انتقال ذرات معلق، مورفولوژی رودخانه، درجه حرارت آب و شرایط شیمیایی به خصوص در پایین دست رودخانه­ها ایجاد می­ کنند. درشت بی­مهرگان کفزی تحت تأثیر تغییرات ایجاد شده در زیستگاه قرار می­گیرند. اثر سدها بر جوامع بی­مهرگان کفزی به خاطر نقشی که در عملکرد اکوسیستم رودخانه­ای ایفا می­ کنند، بسیار مهم است. رودخانه زاینده رود یكی ازبزرگترین رودخانه­های ایران و مهم­ترین رودخانه جاری درفلات مركزی ایران است که رژیم جریان آن تحت تاثیر سد زاینده رود قرار دارد. به منظور ارزیابی اثر اکولوژیکی ناشی از احداث سد زاینده رود بر جوامع زیستی و کیفیت آب رودخانه زاینده رود، تعداد 6 ایستگاه (ایستگاه­های خرسونک و اورگان قبل از سد، ایستگاه چادگان درفاصله نزدیک زیردست سد و ایستگاه­های حجت آباد، مارکده و هوره در پایین­دست سد) انتخاب و وضعیت کیفی آب و کفزیان رودخانه به روش کمی از تیر ماه 1392 تا خرداد 1393 مورد بررسی قرار گرفت. نمونه برداری از آب و کفزیان رودخانه در هر ایستگاه با 3 تکرار و در تناوب­های زمانی 45 روزه ( هر فصل دو بار) انجام شد. پارامترهای دما، اکسیژن محلول، نیترات، فسفات، BOD5، COD، EC و pH نمونه­های آب به روش استاندارد اندازه گیری شد. شاخص ­های زیستی شامل غنای تاکسونی، BMWP و ASPT و همچنین شاخص ­های تنوع شانون، سیمپسون و مارگالف برای جوامع کفزی محاسبه شد. نتایج حاصل در مجموع نشان داد که خصوصیات فیزیکی وشیمیایی آب رودخانه (به جز دما) بین مناطق بالادست و پایین­دست تحت تاثیر ساختار سد نبوده و بیشتر متاثر از تغییرات فصلی است. همچنین شاخص ­های تنوع شامل غناء، شاخص ­های تنوع شانون، مارگالف و سیمپسون کاهش معنی داری را به خصوص در ایستگاه زیردست سد و کاهش قابل توجهی را در ایستگاه های پایین­دست سد نشان دادند که می ­تواند تحت تاثیر سازه سد باشد. تراکم بسیاری از خانواده­های کفزیان در ایستگاه سد کاهش قابل توجهی را نشان داد. در ایستگاه­های پایین­دست سد نیز علاوه بر کاهش تراکم، نوع موجودات نیز تغییر کرده و با نمونه­های سازگار با شرایط جدید جایگزین شدند. همچنین شاخص ­های زیستی BMWP و ASPT به ترتیب وضعیت کیفی آب را در ایستگاه زیر دست سد مشابه آب­های آلوده و مشکوک به آلودگی تا آلودگی متوسط احتمالی نشان داد. این افت کیفیت ناشی از آلودگی­های آلی نبوده و بیشتر در اثر تغییر در تراکم و تنوع خانواده­های کفزیان حاصل شده است.

فصل اول

مقدمه

آب­های جاری یا رودخانه­ها از مهم­ترین منابع آب هستند که نقش مهمی در تأمین آب مورد نیاز فعالیت­های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و تولید برق دارند. آگاهی از کمیت وکیفیت منابع آب یکی از نیاز­های مهم در برنامه ­ریزی و توسعه منابع آب، حفاظت و کنترل آن است. بدیهی است برای آگاهی ازكیفیت منابع آب وتولید اطلاعات جامع و کامل باید پایش­های دائمی انجام شود. چرا كه داشتن اطلاعات جامع، صحیح وقابل اطمینان با دوره­ های زمانی مناسب می ­تواند عامل مهمی در تصمیم گیری­ها و سیاست­گذاری­ها باشد [13].

رودها نه تنها آب بلکه مقدار زیادی رسوب، کانی­های محلول و پوده­های غنی از مواد غذایی حاصل از پسماند گیاهان و جانوران زنده و مرده را به پایین دست حمل می­ کنند. تغییرات یک رودخانه نه تنها وابسته به سرزمین­های گوناگونی است که از آنها می­گذرد، بلکه به تغییرات فصلی و تفاوت میان سال­های خشک و تر نیز مربوط می­ شود. تغییرات سالانه و فصلی حجم آب، رسوبات و مواد مغذی شسته شده در یک حوزه آبخیز ممکن است بسیار زیاد باشد، به ویژه در مناطق خشک که بخش بزرگی از بارش سالانه در چند طوفان می­بارد [24].

رودخانه­های یک حوضه آبخیز به عنوان شریان­های حیاتی به شمار می­روند که هر گونه فعالیت بشری به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر آنها تأثیر گذار است. امروزه وارد شدن انواع فاضلاب­های صنعتی، شهری، خانگی و کشاورزی و دفع غیر اصولی آنها از یک سو و ایجاد سدها، تغییر مسیر رودخانه­ها و انتقال آب بین حوضه­های آبی از سوی دیگر سبب بروز مشکلات فراوانی در حوضه ­های آبخیز می­ شود که مرگ و میر آبزیان، آلوده

 شدن منابع آب زیر زمینی، آلودگی آب رودخانه­ها و دریاچه­ها از پیامد­های محیط زیستی آن است [28، 58]. بهره­ گیری از منابع طبیعی تا حد تحمل محیط زیست، آسیب جبران ناپذیری بر اکوسیستم وارد نمی­ کند اما منجر به تغییرات حتمی در آن می­ شود [34].

گستردگی کشور، تنوع شرایط اقلیمی، توزیع نامناسب عرصه ­های سکونت و فعالیت، نگاه فیزیکی تصمیم گیران کشور به پدیده­ها، گرایش توجه عمومی به منافع کوتاه مدت و مانند آن، همه دست به دست هم داد تا مدیران و افکار عمومی را متقاعد سازد که تنها راه مبارزه با خشکسالی و کم آبی، ایجاد سدهای متعدد بر روی تمامی جریان­های آبی کشور است. ایجاد سدهای مخزنی و سایر سازه­های آبی از جمله فعالیت­هایی است که با وجود منافع اقتصادی و اجتماعی می ­تواند خسارت­های جبران ناپذیری بر منابع زیستی و زیست بوم­های آبی وارد نماید [59].

از آنجایی که هر رودخانه به دلیل الگوی خاص جریان خود، سرزمینی که در آن جاری است و نیز گونه ­هایی که به آن وابسته­اند، یک پدیده ویژه و منحصر به فرد است، طراحی و الگوی بهره برداری از سد و همچنین پیامدهای آن بر رودخانه و اکوسیستم­های پیوسته به آن نیز ویژه و منحصر به فرد است. تعداد زیادی از سدهای بزرگ و نیز همه سدهای مهم جهان در 6 دهه گذشته تکمیل شده ­اند در حالی که پیامدهای محیط زیستی یک سد تا صدها سال پس از ساخت آن نیز ممکن است پدیدار نشود [24]. یک سد را می­توان یک تجربه محیط زیستی بزرگ و برگشت ناپذیر و بدون کنترل تلقی نمود. یک سد، همه شبکه به هم پیوسته حیات در دره رودخانه را از هم می­گسلد. سدها مهم­ترین عامل به خطر افتادن یا انقراض یک پنجم از ماهی­های آب شیرین جهان هستند. سدها زندگی ماهی­ها، دوزیستان، حلزون­ها، حشرات، پرندگان آبزی و سایر گونه­ های حیات وحش رودخانه­ای و تالابی را به خطر می­اندازند [79]. سد به عنوان یک مانع در بستر رودخانه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در پایاب را تحت تأثیر قرار می­دهد. ساختمان سد به عنوان یک مانع در مقابل حرکت و عبور اجزاء شناور باعث اختلال در رژیم طبیعی رودخانه شده و آثاری چون تجمع رسوبات در مخزن، تأثیر بر منابع آب زیرزمینی، خشک نمودن تالاب­ها، باتلاق­ها، ایجاد امواج بلند و سیل­های خطرناک ناشی از رهاسازی جریان، ایجاد زلزله­های القایی، تجمع مواد مغذی در آب دریاچه و بروز پدیده پر مغذی شدن آب، لایه­بندی حرارتی و … را در پی دارد [9]. مهم­ترین پیامد از میان هزاران اختلال زیست محیطی پیچیده و به هم پیوسته سدها آن است که اکوسیستم رودخانه را پراکنده و تکه تکه کرده، جمعیت گونه­ های موجود در بالا دست و پایین دست سد را دست خوش انزوا ساخته، مهاجرت ماهی­ها یا جابجایی سایر گونه­ ها را متوقف کرده [60] و بی گمان باعث کاهش شمار گونه­ های موجود در آبخیز کمک می­ شود. کاهش سودمندی­های ناشی از انتقال مواد مغذی در اثر طغیان رودخانه­ها ممکن است به تنهایی بزرگ­ترین پیامد اکولوژیک زیان آور یک سد باشد [24].

ایجاد سدها، از طریق تأثیر بر رژیم آبی و بستر جریان در ناحیه زیر دست سد تغییرات شگرفی را بر غلظت مواد مغذی، بار مواد آلی و معدنی حمل شده به وسیله رودخانه، میزان اکسیژن محلول، تغییرات شرایط دمایی و … ایجاد نموده و از این طریق بر تنوع جوامع زیستی و غنای گونه­ای تأثیر گذاشته و گاه خسارت­های جبران ناپذیری را بر زیست بوم رودخانه وارد می­ کند [54].

بی­مهرگان کفزی از جمله موجوداتی هستند که به دلیل قدرت تحرک ناچیز، وابستگی و تأثیر پذیری شدید از شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی محیط رودخانه می­توانند اثرات ناشی از تخریب زیستگاه و تغییرات کوتاه مدت یا بلند مدت آن را نشان دهند. تغییر در پارامترهای زیستگاه از جمله شیب، جنس بستر، سرعت جریان آب، دمای آب و تغییرات اقلیمی می­توانند کمیت و کیفیت جوامع زیستی یک زیست بوم آب جاری را تغییر دهند، ارزیابی تغییرات ایجاد شده در ویژگی­های جمعیتی این موجودات می ­تواند تأثیر هر یک از پارامترهای فوق را روشن سازد [40، 68].

به نظر می­رسد ساختن سد روی رودخانه­ها و ایجاد مخازن در حال حاضر یکی از مهم­ترین علل از بین رفتن زیستگاه­ها و تغییرات هیدرولوژیک در آب­های جاری است. اگر چه بیش از نیمی از سیستم­های رودخانه­ای بزرگ جهان متأثر از سد سازی هستند، اما مطالعات زیستی که سیستم رودخانه­ای را قبل و بعد از احداث سد مقایسه کند بسیار کم است[80].

رودخانه زاینده رود یكی ازبزرگترین رودخانه­های ایران و مهم­ترین رودخانه جاری درفلات مركزی ایران است که رژیم جریان آن تحت تاثیر سد زاینده رود قرار دارد. این تحقیق به منظور بررسی اثر سد زاینده رود بر ویژگی­های کیفی آب و جوامع درشت بی­مهرگان کفزی بستر رودخانه زاینده رود در ناحیه بالا دست و پایین دست سد صورت گرفت.

اهداف تحقیق:

• بررسی خصوصیات کیفی و زیستی رودخانه زاینده رود در طی یک سال به منظور مشخص شدن اثر سد هر یک از این پارامترها
• بررسی شاخص ­های کیفی آب و شاخص ­های تنوع بی­مهرگان کفزی در رودخانه زاینده رود و همبستگی بین آن­ها

فصل دوم

بررسی و مرور منابع

 رودخانه­ها سیستم­های دینامیکی هستند که اگرچه وسعت بسیار کمی از سطح کره زمین را به خود اختصاص داده­اند، اما زیستگاه تعداد زیادی از گونه­ های گیاهی و جانوری می­باشند. اهمیت رودخانه­ها و سیستم­های زیستی آن­ها به ویژه برای کشور ایران که در اقلیمی خشک واقع شده بسیار حائز اهمیت است. افزایش جمعیت و رشد روز افزون مصرف آب از یک سو و محدودیت منابع آب به خصوص در اقلیم­های خشک از سوی دیگر بشر را با چالشی بزرگ مواجه ساخته است [59].

از یک قرن قبل، انسان به فکر احداث سد به منظور ذخیره آب افتاد و پس از جنگ جهانی دوم با پیدایش علوم مهندسی و پیشرفت تکنولوژی، سدهای زیادی در کشورهای مختلف جهان ساخته شد. پیشرو این حرکت کشور آمریکا بود که با تکیه بر سرمایه و تکنولوژی پیشرفته به این کار مبادرت ورزید. مهندسان به توجیه سدسازی و پیدا نمودن محل مناسب و اجرای سدهای بزرگ پرداخته و با تصاحب اراضی منابع طبیعی و ایجاد مزارع بزرگ اراضی پایین دست رودها را از آب محروم کردند. کشاورزان مزارع خود را رها کرده و بیابان­های وسیعی به وجود آمد. در ایران نیز توسعه اقتصادی، سدسازی را از بهترین گزینه­ های خود دانسته و سالیانه مبالغ هنگفت و درصد قابل توجهی از بودجه عمرانی کشور را برای سدسازی به مصرف می­رساند [22].