کلمات کلیدی: سد، زایندهرود، شاخصهای 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 میکنند. 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 میکنند، 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. شاخصهای زیستی شامل غنای تاکسونی، BMWP و ASPT و همچنین شاخصهای 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 شاخصهای تنوع شامل غناء، شاخصهای 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 میتواند 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 شاخصهای 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 برنامهریزی 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 دورههای زمانی مناسب میتواند 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 میکنند. 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 میشود. 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 میشود که مرگ و میر آبزیان، آلوده شدن منابع آب زیر زمینی، آلودگی آب رودخانهها و دریاچهها از پیامدهای محیط زیستی آن است [28، 58]. بهرهگیری از منابع طبیعی تا حد تحمل محیط زیست، آسیب جبران ناپذیری بر اکوسیستم وارد نمیکند اما منجر به تغییرات حتمی در آن میشود [34].
گستردگی کشور، تنوع شرایط اقلیمی، توزیع نامناسب عرصههای 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 میتواند 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 گونههایی 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 شدهاند 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 گونههای 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 گونههای موجود در بالا دست و پایین دست سد را دست خوش انزوا ساخته، مهاجرت ماهیها یا جابجایی سایر گونهها را متوقف کرده [60] و بی گمان باعث کاهش شمار گونههای موجود در آبخیز کمک میشود. 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 میکند [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 میتواند 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 شاخصهای کیفی آب و شاخصهای 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 گونههای 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 گزینههای خود دانسته و سالیانه مبالغ هنگفت و درصد قابل توجهی از بودجه عمرانی کشور را برای سدسازی به مصرف میرساند [22].
اجرای پروژههای سدسازی از گذشتههای دور به عنوان شیوهای برای تنظیم و به هنگام سازی جریان آب در جهت بهره برداریهای زراعی، صنعتی، شرب و … مورد توجه قرارگرفته است. این روند در کشور ما بدون توجه کافی به عواقب ناگوار محیط زیستی و خسارات غیر قابل جبران بر تنوع زیستی در سالهای اخیر با شتابی روز افزون در حال افزایش بوده است [59].
تجربه احداث سدها در ایران و جهان نشان داده که منافع حاصل از احداث سدها که بیشتر منابع اقتصادی و حل مشکلات اجتماعی، ذکر شده پیامدی جز مرگ تدریجی سیستمهای حیاتی رودخانهها به دنبال نخواهد داشت. تغییر رژیم رودخانه و حجم آب در فصول مختلف از اثرات مستقیم احداث سد میباشد. این تغییر در رژیم هیدرولیک طبیعی، تأثیری چشمگیر بر اکوسیستم رودخانه حتی در نقاط دور نظیر مصب رودخانه خواهد داشت [48]. سازمان حفاظت محیط زیست ساختن سدها را با توجه به اثرات گستردهای که بر محیط زیست دارند مستلزم انجام ارزیابی محیط زیستی دانسته که تجربههای گذشته نشان میدهد این شرط نیز نتوانسته واقعیات موجود درباره پیامدهای ناگوار و مسلم سدسازی بر محیط زیست را محدود کند [22].
