رودخانه ها 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
اثر سد زاینده رود بر کیفیت آب و غنای درشت بی مهرگان کفزی رودخانه زاینده رود
رودخانه ها 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 یکی ازبزرگترین رودخانههای ایران و مهمترین رودخانه جاری درفلات مرکزی 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.
کلمات کلیدی: سد، زایندهرود، شاخصهای زیستی، درشت بیمهرگان کفزی، کیفیت آب.
فهرست مطالب
فهرست مطالب........................................................... هشت
فهرست اشکال.............................................................................. ده
فهرست جداول.......................................................................... یازده
فهرست پیوستها.............................................................................. دوازده
چکیده...................................................................... 1
فصل اول: مقدمه
مقدمه.......................................................................................... 2
فصل دوم: تعاریف و مرور منابع
2-1 اثر سد بر کیفیت آب........................................................................................... 7
2-2 پیامدهای اکولوژیک سدها........................................................................................... 9
2-3 تأثیر سد بر تنوع ژنتیکی آبزیان.......................................................................... 11
2-4 اثرات فیزیکی احداث سدها...................................................................................... 11
2-5 پارامترهای کیفی آب................................................................................................ 13
2-5-1 دما............................................................................................... 13
2-5-2 اکسیژن محلول آب..................................................................................................... 13
2-5-3 اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD5)..................................................................................... 14
2-5-4 اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)...................................................................................... 14
2-5-5 نیترات............................................................................................................ 15
2-5-6 pH..............................................................15
2-5-7 هدایت الکتریکی........................................................................................ 15
2-5-8 فسفات..................................................................................16
2-6 استفاده از بیمهرگان درشت کفزی جهت بررسی وضعیت کیفی آب رودخانهها ................................................ 16
2-7 شاخصهای تنوع........................................................................................................................ 19
2-7-1 شاخص تنوع شانون- وینر.......................................................................................... 20
2-7-2 شاخص تنوع سیپمسون...................................................................................................... 20
2-7-3 شاخص تنوع مارگالف....................................................................................... 21
2-7-4 غنای آرایهها........................................................................................................ 21
2-8 شاخصهای زیستی.................................................................................................... 21
2-8-1 شاخص زیستی BMWP................................................................................... 22
2-9 سابقه و اهمیت تحقیق در جهان............................................................................. 24
2-10 سابقه و اهمیت تحقیق در ایران............................................................................................ 26
2-11 معرفی رودخانهی زاینده رود............................................................................. 27
2-12 معرفی دریاچهی سد زاینده رود.................................................................................. 27
فصل سوم: مواد و روشها
3-1 انتخاب ایستگاههای نمونه برداری....................................................................................... 29
3-2 روش نمونه برداری.............................................................................................. 31
3-2-1 نمونه برداری از آب..................................................................................................... 31
3-2-2 نمونه برداری از کفزیان رودخانه................................................................................. 31
3-3 اندازه گیری فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی آب.......................................................................................... 31
3-4 شناسایی نمونههای بیمهرگان کفزی .............................................................................................. 32
3-5 تحلیل دادهها ............................................................................................................................ 32
3-5-1 محاسبهی شاخصهای غنا و تنوع درشت بیمهرگان کفزی.......................................................... 32
3-5-2 شاخصهای زیستی BMWP و ASPT.................................................................................. 32
3-5-3 بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی دادهها................................................................... 32
3-5-4 بررسی همبستگی بین دادهها.................................................................................................. 33
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای کیفی آب رودخانه........................................................ 34
4-1-1 دمای آب.................................................................................................... 34
4-1-2 اکسیژن محلول..............................36
4-1-3 BOD5.................................................................................................. 36
4-1-4 COD...................................................................................... 38
4-1-5 نیترات...............................38
4-1-6 pH..................................................................................... 39
4-1-7 هدایت الکتریکی...................................................................................... 40
4-1-8 فسفات........................................................................................................ 41
4-2 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی شاخصهای غنا و تنوع درشت بیمهرگان کفزی................................. 42
4-2-1 تعداد خانواده............................................................................................ 42
4-2-2 شاخص تنوع شانون.......................................................................... 44
4-2-3 شاخص تنوع مارگالف............................................................................. 45
4-2-4 شاخص تنوع سیمپسون........................................................ 4۵
4-3 بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی شاخصهای زیستی............................................ 46
4-3-1 شاخص BMWP................................................................. 46
4-3-2 شاخص ASPT........................................................................... 47
4-4 همبستگی بین داده ها........................................................................................... 48
4-4-1 همبستگی بین پارامترهای کیفی آب رودخانه.............................................................. 48
4-4-2 همبستگی بین پارامترهای کیفی آب و شاخصهای محاسبه شده.......................................... 48
4-4-3 همبستگی بین شاخصهای محاسبه شده.............................................................. 49
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1 نتیجه گیری................................................................................................ 52
5-2 پیشنهادات.............................................................................................54
منابع.......................55
فهرست اشکال
شکل 3-1 موقیت ایستگاههای نمونه برداری........................................................................... 30
شکل 3-2 نمونهای از نمودار باکس- ویسکرپلات......................................................... 33
شکل4-1 تغییرات دمای آب رودخانه در ایستگاههای مورد مطالعه در فصول مختلف ......................................... 35
شکل4-2 تغییرات میزان اکسیژن محلول آب رودخانه در ایستگاههای مورد مطالعه در فصول مختلف ............................ 36
شکل 4-3 تغییرات میزان BOD5 درماههای مختلف ..................................................................... 37
شکل 4-4 تغییرات میزان BOD5 در ایستگاههای نمونه برداری ........................................................ 37
شکل 4-5 تغییرات COD در ایستگاههای نمونه برداری در فصول مختلف سال ....................................... 38
شکل 4-6 تغییرات نیترات در ایستگاههای نمونه برداری در فصول مختلف سال ................................................ 39
شکل 4-7 تغییراتpHدر ایستگاههای نمونه برداری در فصول مختلف سال ................................................. 40
شکل 4-8 تغییرات هدایت الکتریکی در ایستگاههای نمونه برداری در فصول مختلف سال ................................ 41
شکل 4-9 تغییرات فسفات در ایستگاههای نمونه برداری در فصول مختلف سال ................................................. 41
شکل 4-10 روند تغییرات تعداد خانوادههای بیمهرگان درشت کفزی در ایستگاههای نمونه برداری .......................................... 43
شکل 4-11 درصد فراوانی راستههای Ephemeroptera و Trichoptera در ایستگاههای نمونه برداری ........................... 44
شکل 4-12 نسبت نمونههای حساس بی مهرگان کفزی به شیرونومیده در ایستگاههای نمونه برداری ................................. 44
شکل 4-13 تغییرات شاخص تنوع شانون در ایستگاههای نمونه برداری .............................................................. 45
شکل 4-14 تغییرات شاخص تنوع مارگالف در ایستگاههای نمونه برداری ................................................................ 45
شکل 4-15 تغییرات شاخص تنوع سیمپسون در ایستگاههای نمونه برداری ................................................ 46
شکل 4-16 تغییرات شاخص زیستی BMWP در ایستگاههای نمونه برداری .................................................... 47
شکل 4-17 تغییرات شاخص ASPT در ایستگاههای نمونه برداری ................................................................ 48
فهرست جداول
جدول2-1 طبقه بندی کیفیت آب بر اساس شاخص شانون- وینر ........................................................... 20
جدول2-2 طبقه بندی کیفی آب بر اساس امتیاز کلی شاخصBMWP ................................................ 23
جدول 2-3 گروه بندی بر اساس ASPT........................................................................ 23
جدول 3-1 موقعیت جغرافیایی ایستگاههای نمونه برداری .............................. 30
جدول 4-1 ضرایب همبستگی پیرسون بین پارامترهای کیفی آب ............................................. 49
جدول 4-2 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخصهای محاسبه شده و پارامترهای کیفی آب ........................... 50
جدول 4-3 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخصهای محاسبه شده ..................................... 51
فهرست پیوستها
پیوست۱
جدول 1-1 استاندارد خروجی فاضلابها .......................................................................... 60
جدول 1-2 استاندارد کمیسیون اروپایی برای آبهای مورد استفاده در تولید آبهای آشامیدنی ....................................... 62
پیوست2
جدول 2-1 آمار ماهیانه ی دبی ایستگاه های هیدرومتری سازمان آب منطقه ای در زمان نمونه برداری .......................... 64
جدول 2-2 آمار دبی ایستگاه های هیدرومتری سازمان آب منطقه ای در زمان نمونه برداری .................................... 64
شکل 2-1 نمودار بارندگی ماهیانه در ایستگاه هواشناسی کوهرنگ در استان چهارمحال و بختیاری ................................ 65
شکل 2-2 نمودار بارندگی ماهیانه در ایستگاه هواشناسی سامان در استان چهارمحال و بختیاری ..................................... 65
پیوست3
جدول 3-1 امتیازهای هر خانواده در سیستم BMWP ........................................................................... 66
جدول 3-2 معرفی گونههای شناسایی شده در ایستگاههای نمونه برداری ........................................................... 69
جدول3-3 تراکم و فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 22 تیرماه 1392.......................................................... 70
جدول 3-4 تراکم و فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 2 شهریور ماه 1392.................................................. 71
جدول 3-5 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 20 مهر ماه ۱۳۹۲.............................................. 72
جدول 3-6 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 5 آذر ماه 1392 ................................................ 73
جدول 3-7 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 20 دی ماه ۱۳۹۲........................................... 74
جدول 3-8 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 3 اسفند 1392.................................................... 75
جدول 3-9 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 23 فروردین 1393............................................... 76
جدول 3-10 تراکم و درصد فراوانی نمونههای شناسایی شده در تاریخ 10 خرداد 1393 ....................................... 77
شکل 3-1 نمودار میانگین میزان BOD اندازه گیری شده در ایستگاههای مورد مطالعه در فصول مختلف ................ 78
شکل 3-2 نمودار میانگین میزان شاخص تنوع شانون محاسبه شده در ایستگاههای مورد مطالعه در فصول مختلف ............ 78
شکل 3-3 نمودارمیانگین میزان شاخص تنوع سیمپسون محاسبه شده در ایستگاههای مورد مطالعه در فصول مختلف
