تحلیل فضایی- زمانی پویایی بستر و تغییرات نیم‌رخ طولی هلیل‌رود با استفادۀ سنجش از دور و برهم‏‌کنش عوامل طبیعی و بشرساخت (1984-2020 م)

مقدمه

رودخانه‌ها شریان‌های حیاتی سرزمین و چرخۀ آب هستند که نقش اساسی در شکل‌دهی به چشم‌اندازهای طبیعی و تأمین نیازهای انسانی مانند آب و حتی خاک ایفا می‌کنند و به‏‌عنوان بخشی از زیست‏‌بوم‏‌های طبیعی زیستگاه‌های متنوعی برای گونه‌های گیاهی و جانوری به وجود می‌آورند؛ به همین دلیل سیستم‏‌های رودخانه‏‌ای به‌عنوان یکی از حیاتی‏‌ترین عناصر تشکیل‏‌دهندۀ سطح زمین از جنبه‌های گوناگون موردتوجه انسان بوده‏‌ است (یمانی و شرفی، 1391). شبکه‌های رودخانه‌ای نه‌تنها نیروی محرک مهمی در تغییرات ژئومورفولوژیکی هستند، می‌توانند تأثیر سایر نیروهای محرک در تکامل چشم‌انداز را نیز ازطریق تغییرات در الگوی کلی بستر، هندسه، شیب و مکان‏‌شناسی آشکار کنند (Kirby & Whipple, 2012). رودخانه‏‌ها و مورفولوژی آنها به‌طور مداوم تحت‌تأثیر عوامل و متغیر‏‌های مختلف، ازنظر ابعاد و نیم‌رخ و الگو تغییر پیدا می‌کنند. این تغییرات نمود و نمادی از تغییرات لندفرم‌ها و چشم‌اندازهای ژئومورفیک است و روند تحولات آنها را آشکار می‌سازد (شریفی‌پیچون و پرنون، 1396ب).

از عمده مسائل مربوط به رودخانه‏‌ها تغییر بستر آنها در طول زمان است که می‌تواند خسارت‌ها و آسیب‌های زیادی را به تأسیسات، سکونتگاه‏‌ها و کشتزارها وارد نماید. ازنظر علم زمین‏‌ریخت‏‌شناسی تغییر در ویژگی‏‌های هندسی و راستای مسیر به‌شکل طبیعی و تحت‌تأثیر فرایندهای محیطی و اقلیمی، بخشی از تکامل رودخانه برای دستیابی به تعادل نهایی و شرایط پایدار تلقی می‏‌شود. ازاین‌نظر، ریخت‌شناسی رودخانه تحت‌تأثیر عوامل و مؤلفه‌های طبیعی پرشماری تغییرات زیادی پیدا کرده است که عبارت‌اند از: حجم رواناب و نوسانات آن در طول سال یا دوره‏‌های مختلف، رخدادهای ناگهانی و عظیم شامل ابرسیلاب‌ها یا تغییرات تکتونیکی شدید، بارندگی و رژیم آن، سنگ‌شناسی، تغییرات سطح اساس و تغییرات اقلیمی به‌ویژه خشکسالی‏‌های شدید سال‌های اخیر. همچنین عملکردها و دخالت‌های نابجا و نامناسب انسانی به‌ویژه در نیم‌قرن اخیر مانند ساختن سد، تغییر در مورفولوژی و بستر رود، انتقال بین‏‌حوضه‌ای آب رودخانه و تغییرکاربری اراضی باعث این تغییرات شده است. ازجملۀ این تغییرات، تغییر در نیمرخ‌های طولی رودخانه‌ها و مؤلفه‌های گوناگون آن ازقبیل طول، مورفولوژی، شیب و بستر آن است. در بسیاری از موارد رودخانه مسیر خود را تغییر داده، بر تعداد پیچ‏‌های آن افزوده شده و یا طول و پیچ‌و‌خم‌های آن کاهش پیدا کرده است. طول رودخانه‌ که بیشتر یکی از مهم‌ترین شاخص‌های مورفومتریک است، تحت‌تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد (Schumm, 2005) و تغییرات آن نشان‌دهندۀ تغییرات در تعادل هیدرولوژیک و ژئومورفیک سیستم رودخانه است. ازاین‌رو، بررسی نیم‌رخ طولی رودخانه‌ها در بسیاری از جنبه‌های کاربردی مانند مهار سیل، کیفیت کارایی مخازن سدها، آبخیزداری و... اهمیت دارد (رجبی و انصاری، 1402)؛ مثلاً می‌توان به سیل‌خیزی در بسیاری از حوضه‌های آبی در مناطق مختلف ایران در سال‏‌های گذشته اشاره کرد که نقش انسان را به‌منزلۀ بهره‏‌‏‌بردار اصلی رودخانه در سیستم آبرفتی رودخانه‏‌ای برجسته‏‌ می‏‌نماید (نوحه‏‌گر و یمانی، 1384). عملکرد انسان فرایندها و روندهای طبیعی را تغییر داده یا تسریع کرده‌ است و به همین علت دامنۀ زمانی تغییر بستر رودخانه را کوتاه نموده ‏‌است (Yang et al., 2024). به‌طور قابل‌توجهی فعالیت انسان با تخلیۀ رسوبات به مناطق ساحلی مسیر جریان رودخانه را تغییر می‌دهد و بر سیستم‏‌های ساحلی و مدیریت حوضۀ آبی رودخانه‏‌ها تاثیر می‏‌گذارد (Frimpomaa et al., 2025). دو پدیدۀ تغییرات آب‌و‌هوایی و کاربری زمین بیشترین اثرگذاری را بر رژیم‏‌های آب در جهان دارند (Chung et al., 2011). تغییرات آب‌و‌هوایی مانند افزایش دما و تغییرات بارش و رژیم آن می‏‌تواند بر فرایند هیدرولوژیکی و بسترهای رودخانه‌ای حوضه‌های آبی اثرگذار باشد (میرزایی و زیبایی، 1399). مهم‌تر از این دو عامل، فعالیت‌های زمین‌ساختی و تأثیرات سنگ‌شناسی است که در تغییرات هندسی بستر رودخانه و نیم‌رخ طولی آن اثر دارند. تشکیل پادگانه‏‌های آبرفتی رودخانه‏‌ای، تغییر نیم‌رخ طولی و مقاطع عرضی، کاوش و فرسایش بستر، و جابه‌جایی‏‌های جانبی در مسیر جریان رودخانه‏‌ها از واکنش‏‌های رودخانه‌ای به فعالیت‌های زمین‏‌ساختی است.

شکل‌گیری نیمرخ‌های طولی بستر رودخانه ناشی از تعامل بین فرسایش رودخانه، سنگ‌شناسی، زمین‌ساخت و تغییر سطح اساس است ( Snyder et al., 2003; Brocard et al., 2003; Gelabert et al., 2005; Larue, 2008). نیم‌رخ طولی رودخانه فعالیت‏‌های زمین‌ساختی را ازطریق ریخت‌شناسی کلی و نقاط برخورد، در نقاطی که تغییر در شیب رودخانه سریع است، نشان می دهد. این تأثیرات ازطریق ایجاد نقاط شکست[1] ظاهر می‌شود و مشکلاتی را در تشخیص تفاوت بین تغییرات طبیعی و انسانی در چشم‌انداز ایجاد می‌کند ( Chen et al., 2024).

مطالعات نشان داده که تغییرات در نیم‌رخ طولی رودخانه‌ها به‌صورت افزایشی و هم کاهشی است؛ برای نمونه طول رودخانۀ یانگ‏‌تسه بر اثر احداث سد سه‌دره کاهش 20 درصدی داشته (Yang et al., 2015)، اما رودخانۀ می‌سی‌سی‏‌پی بر اثر فعالیت‌های رسوب‌گذاری افزایش طول پیدا کرده است (Nittrouer et al., 2012). از عوامل مؤثر بر افزایش طول رودخانه می‌توان به پیشروی دلتاها بر اثر رسوب‌گذاری (Giosan et al., 2014) ، فعالیت‌های زمین‏‌ساختی و ایجاد فرورفتگی‌های جدید (Burbank & Anderson, 2013)، تغییرات اقلیمی و افزایش بارندگی (Vörösmarty et al., 2010)، احداث بستر‌های انحرافی (Syvitski et al., 2014) و تغییر مسیر رودخانه‌ها برای اهداف کشاورزی (Best, 2019) اشاره کرد. مهم‌ترین عوامل مؤثر بر کاهش طول رودخانه نیز تصرف رودخانه (Bishop, 2007)، افزایش نرخ فرسایش (Whipple et al., 2013)، خشکسالی‌های درازمدت، احداث سدها، کاهش رسوب (Korup et al., 2010; Graf, 2006)، برداشت بی‌رویه از منابع آب (Gain & Wada, 2014) و تغییر کاربری اراضی حاشیۀ رودخانه (Hooke, 2006) بوده است.

پژوهشگران پرشماری از شاخص‌های ژئومورفومتریک متنوع در کنار تحلیل نیم‌رخ طولی و عرضی رودخانه، شاخص گرادیان طولی رودخانه ([2]SL) و روش‌های استخراج نقاط شکست بهره گرفته‏‌اند تا تأثیر فعالیت‌های تکتونیکی قدیمی یا فعال، اثرات بارش، تغییرات سنگ‌شناسی-ساختاری، مقاومت متفاوت سنگ‌ها، بالاآمدگی‌های منطقه‌ای و تنش‌های انسانی دورۀ هولوسن را بر بازآرایی شبکه‌های زهکشی و تکامل نیم‌رخ رودخانه‌ها بررسی کنند (Jaiswara et al., 2020 ).

 (2014) Ambili & Narayanaنیمرخ طولی و الگوی زهکشی رودخانۀ چالیار[3] در هند را بررسی و تأثیرات تکتونیک بر شکل‌دهی نیم‌رخ طولی رودخانه را مطالعه کردند. آنها شاخص‌های تقعر و مورفولوژی را برای نیمرخ طولی رودخانه و اثرات تکتونیک با بالاآمدن زمین را بررسی و مشاهده کردند که نیم‌رخ طولی رودخانه در بخش‏‌های مختلف یکنواخت نیست. مطالعات زیادی هم نشان داده‏‌ که فعالیت گسل‏‌ها در دورۀ جدید سهم قابل‌توجهی در عدم‌تعادل نیم‌رخ رودخانه‌ها داشته است. این پدیده ازطریق تغییر شرایط زمین‏‌ساختی، بر نرخ‌های فرسایش اثر می‌گذارد و موجب سازمان‌دهی مجدد زهکشی می‌شود ( Whipple et al., 2013; Guha & Jain, 2020; Godin et al., 2023). روی و همکاران تأثیرات سنگ‏‌شناختی و زمین‏‌ساختی را بر ویژگی ژئومورفیک و پروفیل طولی رودخانه در حوضۀ رودخانۀ برهمانی در شرق هند بررسی کردند و بیان داشتند که این رودخانه تحت‌تأثیر ساختمان زمین، سنگ‏‌شناسی و زمین‏‌ساخت تغییرات شدیدی در جهت بستر داشته و ناپیوستگی‌های زیادی در طول آن شکل گرفته و برخی بخش‏‌های آن به‌شکل بریده‌بریده‌شده درآمده است (Roy et al., 2025).

مقصودی و همکاران (1394) اثرات سنگ‏‌شناسی و زمین‏‌ساخت را بر نیم‌رخ طولی رودخانۀ اوجان‌چای در شهرستان بستان‌‌آباد بررسی کردند و بیان داشتند که نیم‌رخ طولی رودخانه‌ها یافته‌های باارزشی را دربارۀ تحول و تغییرات محیط‌های رودخانه‌ای در طول زمان به همراه دارد. شریفی‌پیچون و پرنون (1396الف) تغییرات هندسی نیم‌رخ طولی و عرضی رودخانۀ قره‌سو را ارزیابی کردند و بیان داشتند که پراسنجه‌های هندسی رودخانه در طول زمان دچار تغییرات زیادی شده است. نیم‌رخ طولی رود‌خانه‌ها تحت‌تأثیر سنگ‏‌شناسی، تجدید فرایندهای فرسایشی ناشی از زمین‏‌ساخت و پایین‌رفتن سطح آب تغییر می‏‌کند (رجبی و انصاری، 1402).

 پژوهش پیش رو نیز به دنبال بررسی تغییرات نیم‌رخ طولی بستر رودخانۀ هلیل‏‌رود با استفاده از پردازش و تحلیل تصاویر و داده‏‌های ماهواره‌ای و بررسی پراسنجه‌ها و عوامل اثرگذار بر روی آن بوده است. بایستگی و شایستگی موضوع در آن است که تغییرات در نیم‌رخ طولی رودخانۀ هلیل‏‌رود تأثیرات و پیامدهای زیادی بر مناطق جغرافیایی از جنبه‌های گوناگونی همچون هیدرولوژی حوضه، انتقال رسوب، خطرهای جانی و مالی، اقتصاد محل و تأمین آب موردنیاز مزارع کشاورزی و باغ‌ها دارد. در مدیریت منابع آب تغییرات دینامیکی در رودخانه‌ها اغلب به تغییر در مسیرهای جریان آب و کیفیت آب منجر می‌شود که بر آبیاری کشاورزی، مصرف آب صنعتی و منابع آب آشامیدنی تأثیر می‌گذارد ( Woodruff et al., 2013; Li et al., 2024). فرایندهای فرسایش و رسوب، بیشترِ آلاینده‌ها را به پایین‌دست منتقل می‌کند که به تخریب کیفیت آب منجر می‌شود و خطرهایی برای سلامت انسان دارد (Giri, 2021). ازمنظر بوم‌شناختی، پایداری بستر‌های رودخانه برای اکوسیستم‌هایی مانند تالاب‌ها و جنگل‌های ساحلی بسیار مهم است. تغییرات خط ساحلی می‏‌تواند زیستگاه‌های بوم‌شناختی حیاتی را مختل کند؛ به‌طوری‌که این مسئله باعث کاهش مناطق تالاب، تغییر ساختارهای گیاهی و جانوری و از بین رفتن تعادل بوم‌شناختی می‌شود (Luo et al., 2021; Hovsepyan et al., 2019). در سطح اجتماعی-اقتصادی، تغییرات خط ساحلی ناشی از فرسایش سواحل رودخانه اغلب منجر به از دست رفتن کشت‌زارها و سایر منابع سرزمین می‌شود که مستقیماً بر تولید غذا و معیشت کشاورزان تأثیر می‌گذارد ((Debnath et al., 2022. تغییرات بستر رودخانه همچنین زیرساخت‌های ساحلی مانند پل‌ها، جاده‌ها و خاکریزها را تهدید می‌کند، هزینه‌های تعمیر را افزایش می‌دهد و بر اقتصاد محلی تأثیر منفی می‌گذارد (Das et al., 2014). پویایی رودخانه‌ها به‌ویژه در رودخانه‌های فرامرزی حساس است؛ جایی که می‌تواند به اختلافات بین‌المللی سرزمینی منجر شود. تغییرات در بستر رودخانه‌های مرزی می‌تواند بر تعیین مرز اثر بگذارد و مهاجرت بستر اصلی به اختلافات سرزمینی یا حتی درگیری منجر شود ( He, 2021, Salman & Uprety, 2021). تخریب سواحل و تداوم فرسایش کناری توأم با مهاجرت حلقه‏‌های پیچان‏‌رود هر ساله موجب تخریب اراضی کشاورزی، تأسیسات ساحلی، پل‏‌ها و اماکن عمومی می‏‌شود. بدین‌ترتیب، رودخانه به‌منزلۀ سامانه‌ای زنده و پویا مسیر و ویژگی‌های مورفولوژیکی خود را همواره برحسب زمان، عوامل ژئومورفیک، زمین‏‌شناختی، هیدرولوژیکی و گاه در اثر دخالت بشر تغییر می‏‌دهد. هرگونه دخل و تصرف در رودخانه‏‌ها بدون برنامه‌ریزی و شناخت دقیق مورفولوژی رودخانه باعث می‏‌شود رودخانه تعادلی را که در طی میلیون‏‌ها سال به آن رسیده است، از دست بدهد و زمینه‌ساز مخاطرات نوین شود؛ بنابراین، شناسایی پدیده‏‌های ژئومورفیک و زمین‌شناختی که سبب پایداری بستر می‏‌شوند، امری ضروری است (رضایی‌مقدم و همکاران، 1391).

منطقۀ مطالعه‌شده

زیرحوضۀ آبی هلیل‌رود بخشی از حوضۀ آبی جازموریان در جنوب شرقی ایران را در بر می‌گیرد که بین طول جغرافیایی56 درجه و 51 دقیقه تا 61 درجه و 30 دقیقۀ شرقی و عرض جغرافیایی26 درجه و 18 دقیقه تا 30 درجه و 2 دقیقۀ شمالی در استان کرمان واقع شده است (شکل 1). رودخانۀ هلیل‏‌رود پرآب‏‌ترین رودخانۀ استان کرمان است که از دامنه‏‌های جنوبی کوه‏‌های لاله‏‌زار و بیدخان سرچشمه می‏‌گیرد. شاخۀ آغازین این رودخانه شامل رودخانه‏‌های سلطانی، بافت، رابر و سیدمرتضی است. منزلگاه پایابی این رودخانه پس از زهکشی فلات مرتفع بافت به سمت جنوب شرق و حوضۀ جازموریان غربی جریان می‏‌یابد. مسیر رودخانه در این بخش کاملاً کوهستانی و ناهموار است و در کران‌سوی این بخش، سد مخزنی جیرفت احداث شده است. مسیر رودخانه پس از گذر از درۀ هلیل و شهر جیرفت وارد دشت رودبار می‌شود و سپس در امتداد مشرق جریان می‌یابد و به هامون جازموریان می‏‌ریزد. رودخانۀ هلیل‌رود از سرچشمه تا هامون جازموریان 440 کیلومتر طول دارد و مساحت حوضۀ آبی آن در حدود 31462 کیلومترمربع است (مهندسین مشاور یکم، 1386).

رودخانۀ هلیل‌رود از چند شهرستان استان کرمان یعنی بافت، رابر، جیرفت، عنبرآباد، جازموریان و رودبار می‏‌گذرد؛ اگرچه بخش‌هایی از حوضۀ آبی هلیل‏‌رود قسمت‏‌های غرب استان سیستان و بلوچستان را نیز در بر می‏‌گیرد.

شکل 1: موقعیت جغرافیایی زیرحوضۀ آبی هلیل‌رود در استان کرمان

Fig. 1: Geographical location of the Halilrud River in Kerman provinc

بخش‏‌هایی از استان کرمان سرزمینی ناهموار، مرتفع و کوهستانی است که همجوار با کویر لوت و چالۀ جازموریان با کمتر از 200 متر ارتفاع از سطح دریا است. ارتفاعات هزار، لاله‌زار، جوپار و کوهبنان نیز با ارتفاع بیش از 4465 متر از سطح دریا بیشتر در بخش شمالی گسترده شده است که اختلاف ارتفاعی بیش از 4200 متر را نشان می‌دهد (شکل 2). تفاوت‏‌های زیاد ناهمواری باعث تنوع شرایط اقلیمی و گوناگونی بوم‌شناختی بسیاری در استان شده است. گستردگی حوضۀ آبی و پهناوری (بیش از 30000 کیلومترمربع) سبب تنوع در زمین‌شناسی به‌ویژه ازنظر سنگ‏‌شناسی و همچنین ساختار زمین شده است. آب‌و‌هوای زیرحوضۀ آبی هلیل‌رود به‌شدت متأثر از ارتفاع و عرض جغرافیایی است. ارتفاع زیرحوضۀ هلیل‌رود در بخش شمالی که با دیوارۀ کوهستانی جبال بارز تا لاله‌زار محصور شده است، به حدود  4400  متر می‏‌رسد؛ درحالی‌که ارتفاع حوضه در بخش پایابی و پایانی، یعنی چالۀ جازموریان، به 350 متر می‏‌رسد. دمای حوضه براثر تغییرات عرض جغرافیایی و نیز گرادیان ارتفاع در بخش‏‌های مختلف تفاوت چشمگیری دارد. توده‌‏‌های هوایی که حوضه را تحت‌تأثیر قرار می‏‌دهد، در تابستان‏‌ها شامل جریان مداری بری از شمال غرب و خراسان، جریان مرطوب اقیانوس هند از جنوب شرق و جریان‏‌های خشک و گرم از منشأ عربستان است. در زمستان نیز جریان‏‌های خشک و سرد قطبی از منشأ سیبری و جریان‏‌های مرطوب غربی، شمال غرب و جنوب غرب منطقه را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد (بنی‌اسدی، 1378). میزان بارش سالانۀ این حوضه بین 50 تا 200 میلیمتر است (Dinpashoh et al., 2004). مقادیر بارش در ارتفاعات بارز و لاله‏‌زار به حدود 500 میلی‏‌متر در سال می‏‌رسد؛ اما در بخش‌های پایاب حوضه به کمتر از 50 میلیمتر می‏‌رسد. دمای حداکثر حوضه به حدود 50 درجه سانتی‏‌گراد می‌رسد و دمای حداقل (برای مثال در دولت‏‌آباد اسفندقه) به 25- درجه در فصل زمستان کاهش می‏‌یابد. میانگین دما نیز از حدود 25 درجه در اطراف چالۀ جازموریان به کمتر از 10 درجه در ارتفاعات کاهش پیدا می‏‌کند (بنی‌اسدی ،1378).

شکل 2: نقشۀ توپوگرافی زیرحوضۀ آبی هلیل‌رود نشان‌دهندۀ طبقات ارتفاعی

Fig. 2: Topographical map of the Halil Rud sub-basin, clearly showing elevation classes

مواد و روش‏‌ها

پژوهشگران برای بررسی تغییرات نیم‌رخ طولی رودخانه‌ها از روش‏‌های گوناگونی همچون سنجش از دور و(Yang et al., 2011) GIS، آنالیز داده‌های ماهواره‌ای چندزمانه (Pekel et al., 2016) و مدل‌سازی عددی (Tucker & Hancock, 2010) استفاده کرده‌اند که البته به استفاده از تحلیل داده‌های ماهواره‌ای در سال‏‌های اخیر توجه بیشتری شده است. پژوهش حاضر نیز براساس تحلیل داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای انجام گرفته است. در این پژوهش برای شناسایی و آشکارسازی تغییرات مورفولوژیکی رودخانۀ هلیل‏‌رود با طول تقریبی 400 کیلومتر از منابع کتابخانه‌ای، داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای، سیستم اطلاعات جغرافیایی و همچنین مطالعات میدانی استفاده شده است. ابتدا تصاویر ماهواره لندست (با قدرت تفکیک 30 متر) از 1984 تا 2020  شامل لندست 5 (TM) برای تصاویر سال‌های 1984 و 1996، لندست 7 (ETM+) برای سال 2008 و لندست 8 (OLI) برای سال 2020 از سازمان زمین‌شناسی آمریکا[4] دریافت شد. افزون‌برآن، برای تهیۀ مدل رقومی ارتفاعی از داده‌های SRTM (با قدرت تفکیک 30 متر) برای تحلیل شیب و توپوگرافی حوضه استفاده شد. همچنین از نرم‌افزار Envie 5.3 برای پیش‌پردازش تصاویر شامل تصحیحات هندسی و طیفی استفاده شد. برای تشخیص بستر رودخانه و تغییرات آبراهه‌ها تصاویر به‌شکل نظارت‌شده طبقه‌بندی شدند و مرز رودخانه با استفاده از شاخص‌های طیفی مشخص شد و تصاویر به هم چسبانده شدند. بدین‌ترتیب، تصاویر بستر رودخانه به‌شکل رستری مشخص شد؛ سپس در فضای سامانۀ اطلاعات جغرافیایی، بستر و نیم‌رخ طولی رودخانه به‌شکل برداری تبدیل و تهیه شد. درادامه، در فضای سامانۀ اطلاعات جغرافیایی رودخانه به 8 پاره تقسیم شد و تغییرات هر پاره طی چهار دورۀ زمانی بررسی‌شده با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای ارزیابی شد. از مهم‌ترین تغییرات بررسی‌شده، تغییر در طول نیم‌رخ رودخانه و مسیر آن بوده است که در سیستم اطلاعات جغرافیایی طول پاره‌های رودخانه در دوره‌های زمانی مطالعه‌شده محاسبه گردید. از سامانۀ Google Earth Pro هم برای بررسی تغییرات بصری و اعتبارسنجی داده‌ها بهره گرفته شد. به‌علاوه از نقشه‌های توپوگرافی 50000 مرتبط با بخش‌های مختلف حوضه، نقشه‌های زمین‌شناسی 100000 منطقۀ مطالعه‌شده، نقشۀ خاک، نقشۀ پوشش‌گیاهی و نقشۀ کاربری اراضی تهیه‌شده از تصاویر ماهوارۀ لندست 8 برای بازسازی حوضه و نقش عملکرد عوامل طبیعی و انسانی در تغییرات نیم‌رخ طولی رودخانه استفاده شد.

بحث و نتایج

برای بررسی تغییرات مسیر و طول رودخانه، به دلیل طولانی‌بودن آن (حدود 400 کیلومتر)، رودخانه به 8 پاره تقسیم و سپس تغییرات هر پاره در طول دوره‌های زمانی مطالعه‌شده ارزیابی شد (شکل 3). این پاره‌ها براساس پراسنجه‌های ناهمواری، زمین‌شناسی و مهم‌تر از آنها تغییرات و شکست‌های طبیعی در مسیر و مورفولوژی رودخانه انجام گرفت.

شکل 3: مسیر و بستر رودخانۀ هلیل‏‌رود در پاره‏‌های گوناگون و سال‏‌های1984، 1996، 2008 و2020

Fig. 3: The course and riverbed of the Halilrud River across different segments in the years 1984, 1996, 2008, & 2020

پارۀ اول: این پاره در بخش سرآب حوضه در ارتفاعات بافت و رابر و ساردوئیه قرار دارد و حدوداً از پدوم‌آباد در مناطق ناهموار شروع می‌شود و در مختصات بین 30” 57’ 28° تا 10” 1’ 29° عرض جغرافیایی شمالی و50” 50’ 56° تا 40” 54’ 56° طول جغرافیایی شرقی با جهت کاملاً شمال‌غربی- جنوب‌شرقی قرار گرفته است. این پاره در منطقۀ کوهستانی، مرتفع و پرشیب است و شکل‌گیری، مورفولوژی و تحول آن تحت‌تأثیر این دو پراسنجۀ فیزیکی زمین قرار داشته است. بستر رود در بخش‏‌های پایین‌دست پاره دارای کمینه ارتفاع 2624 متر و بیشینه ارتفاع بیش از 4000 متر در بخش‏‌های سرچشمۀ رودخانه‌ است. براساس محاسبات انجام‌شده با استفاده از داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای لندست، در سال 1984 طول این پاره 09/27 کیلومتر، در سال 1996 طول پاره 96/27 کیلومتر، در سال 2008 طول پاره 31/28 کیلومتر و در سال 2020 طول پاره 16/29 است. براین‌اساس، طول رودخانه در این پاره طی حدود 35 سال دورۀ مطالعه حدود 2 کیلومتر افزایش یافته است. این افزایش، بیشتر در پیچان‌رودهای بستر رود و جایی پدید آمده که پهنای رودخانه و تغییرات در دبی رودخانه و نوسان آن در طول دورۀ مطالعاتی زیاد بوده است (شکل4).

پارۀ دوم: این بخش از رودخانه از کوه قرکتویه در مختصات جغرافیایی بین 29” 58’ 28° تا 00” 1’ 29° عرض جغرافیایی شمالی و 00” 51’ 56° تا 00” 55’ 56° طول جغرافیایی شرقی قرار گرفته است. ارتفاع و شیب بستر رودخانه در ابتدای این پاره افت محسوسی پیدا می‌کند و مهم‌تر از آن، جهت و راستای آن نیز تحت‌تأثیر فعالیت‌های زمین‌ساخت تغییر اساسی پیدا کرده است و به سمت شرق تمایل زیادی دارد. در سال 1984 طول این پاره 55/15 کیلومتر، در سال 1996 طول پاره 47/14 کیلومتر، در سال 2008 طول پاره 50/14 کیلومتر و در سال 2020 طول این پاره 28/15کیلومتر بوده است. این رودخانه طی سال‏‌های مطالعه‌شده در حالت تعادل دینامیک قرار داشته و متوسط طول آن تغییر زیادی پیدا نکرده است. به نظر می‌رسد مهم‌ترین دلیل، حفر بستر در این محدوده تحت تغییرات شیب ناشی از فعالیت‌های تکتونیکی (شاید هم انسانی) است.

پارۀ سوم: این پاره از رودخانه در حد فاصل بین00” 12’ 29° تا 00” 18’ 29° عرض جغرافیایی شمالی و 00” 00’ 57° تا 00” 12’ 57°  طول جغرافیایی شرقی قرار گرفته است. جهت و راستای امتداد رودخانه در این پاره به‌طور کامل تحت‌تأثیر فعالیت‌های زمین‌ساختی اواخر دوران سوم و بالاآمدن رسوبات کنگلومرایی پلیو-پلئیستوسن قرار گرفته و انحراف پیدا کرده است. به دلیل امتداد غربی-شرقی رودخانه و دینامیک زیاد آن در طول دورۀ مطالعه، که اغلب متأثر از فعالیت‌های انسانی بوده است، تغییر مورفولوژی و مسافت قابل‌توجهی پیدا کرده است. بیشترِ این تغییرات در پیچان‌رودهای این بخش از رودخانه به وقوع پیوسته است (شکل4). براساس ارزیابی و محاسبات نمیرخ طولی رودخانه در پارۀ زمانی حدودا 35 ساله، طول رودخانه از حدود 6/23 به 4/25 کیلومتر تغییر یافته و افزایش حدود 2 کیلومتری در نیم‌رخ طولی آن به وجود آمده است. مطالعۀ تغییرات نیم‌رخ طولی نشان داد که بیشترین تغییر آن نیز در کمتر از 15 سال اخیر رخ داده است (جدول1).

پارۀ چهارم: این بخش از رودخانه در مختصات جغرافیایی بین 00” 00’ 29° تا 00” 56’ 29° عرض جغرافیایی شمالی و 00” 46’ 57° تا 00” 54’ 57° طول جغرافیایی شرقی قرار گرفته است. بالاآمدگی کنگلومرای کرمان در پلیو-پلئیستوسن سبب انحراف کامل رودخانه شده است؛ به‌گونه‌ای‌که در بخشی از آن راستای بستر رودخانه به سمت شمال شرقی تمایل پیدا می‌کند. رودخانه در این مسیر با حفر زیاد و ژرف‏‌تر‌کردن بستر توانسته است مسیرش را بر ساختمان زمین تحمیل کند؛ بنابراین، در این قسمت شیب بستر رودخانه نسبتاً زیاد است و به همین دلیل با وجود جابه‌جایی‌های زیاد در مورفولوژی و مسیر به‌ویژه در انتهای محدوده که تحت‌تأثیر ساختن سد پیچ‌وخم‌های زیادی در بستر رودخانه به وجود آمده است، طول نیم‌رخ رودخانه تفاوت زیادی در طول حدود 4 دهه زمان دورۀ مطالعه پیدا نکرده است. بدین‌ترتیب، میزان تغییرات رودخانه در این پاره طی سال‏‌های مطالعه در ابتدای پاره 16/198 متر به سمت شرق و تقریباً در انتهای پاره 89/965 متر به سمت جنوب انحراف پیدا کرده است.

پارۀ پنجم: پارۀ پنجم در مختصات جغرافیایی بین 00” 40’ 28° تا 00” 55’ 28° عرض جغرافیایی شمالی و 00” 10’ 57° تا 00” 30’ 57° طول جغرافیایی شرقی قرار گرفته است. این بخش از رودخانه از پایین‌دست سد جیرفت شروع می‌شود و متأثر از این تغییر بزرگ در مسیر رودخانه تغییرات زیادی پیدا کرده است؛ به‌گونه‌ای‌که نیم‌رخ طولی آن با افزایش در طول پیچان‌رودهای آن حدود 4 کیلومتر در طی سال‏‌های اخیر افزایش پیدا کرده است. جهت رودخانه نیز به همان جهت و راستای آغازین آن، یعنی شمال‌غربی-جنوب‌شرقی، برگشته است. بخش‏‌هایی از بستر رودخانه تحت‌تأثیر فعالیت گسل‌ها عمق نسبتاً زیادی پیدا کرده و به این علت تغییرات زیادی در آن به ‏‌وجود نیامده است؛ اما در جایی که بستر رودخانه پهنای بیشتری داشته است، به دلیل کاهش و نوسان آب در طول دو دهه بعد از ساخت سد نیم‌رخ طولی آن گسترش داشته است. بیشترین تغییرات هم تقریباً از حدود سال 2005 در طول مسیر رودخانه به وجود آمده است.

پارۀ ششم: محدوده‌ای از رودخانۀ هلیل‌رود که در این مطالعه تحت عنوان پارۀ ششم بررسی و ارزیابی شده است، در مختصات بین00” 15’ 28° تا 00” 30’ 28° عرض جغرافیایی شمالی و00” 12’ 57° تا 00” 21’ 57°  طول جغرافیایی شرقی از خزرآباد تا حسین‌آباد قرار دارد. امتداد رودخانه در این بخش تغییر زیادی داشته و جهت شمالی-جنوبی پیدا کرده و حتی در انتهای آن به سمت غرب متمایل شده است. الگوی حاکم بر این پاره شریانی یا بریده‌بریده است و همین امر سبب تغییرات در بستر و مورفولوژی زیاد و به‌طورکلی دینامیک زیاد به‌ویژه در سال‌های اخیر با حجم زیاد فعالیت‌ها و دخالت‌های انسانی شده است. براساس بررسی‌های انجام‌شده با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، در ابتدای زمان مطالعه در سال 1984 طول این پاره 51/30 کیلومتر، در سال 1996 طول پاره 60/31 کیلومتر، در سال 2008 به حدود 89/31 کیلومتر و در سال 2020 طول آن به 22/33 کیلومتر رسیده است.

پارۀ هفتم: مختصات پارۀ هفتم بین00” 24’ 28° تا 00” 39’ 28° عرض جغرافیایی شمالی و00” 28’ 57° تا 00” 42’ 57° طول جغرافیایی شرقی از حسین‌آباد تا قدمگاه واقع شده است. امتداد این محدوده از رودخانه در بخش‏‌های اول تا نیمه‌های آن جهت شمال‌غربی-جنوب‌شرقی داشته است؛ اما از بخش‏‌های میانی امتداد آن شمالی-جنوبی شده است و حتی در بخش‌های پایانی، بستر رودخانه به سمت غرب تمایل بیشتری پیدا می‌کند. افت زیاد شیب بستر، بستر رسوبی و آبرفتی رودخانه، تغییرات در حجم و مقدار آب و نوسانات زیاد آن در سال‌های اخیر، تغییرات در کاربری اراضی و عملکرد گسل بزرگ و پوشیده-که بستر رودخانه در داخل آن شکل گرفته است- از دلایل اصلی دینامیک زیاد و تغییرات در نیم‌رخ طولی و مورفولوژی بستر رودخانه است. ارزیابی و محاسبۀ نیم‌رخ طولی بستر رودخانه در پارۀ هفتم نشان داد که در سال 1984 طول این پاره 25/42 کیلومتر بوده و تا سال 2008 تغییرات زیادی در آن پدید نیامده و فقط حدود 200 متر کاهش پیدا کرده است؛ اما از سال 2008 تا 2020 طول رودخانه با افزایش حدود 2 کیلومتر در این پاره، به حدود 44 کیلومتر رسیده است.

پارۀ هشتم: این پاره از حدود00” 51’ 28° تا 00” 33’ 28° عرض شمالی در نزدیکی منزلگاه نهایی حوضه و رود یعنی چالۀ جازموریان و 00” 06’ 58° تا 00” 18’ 58° طول شرقی در بخش پایاب زیرحوضه یا بخش انتهایی رودخانۀ هلیل‏‌رود گسترش یافته است. این پاره از رودخانه ازنظر زمین‏‌ریختی در داخل یک پهنۀ آبرفتی هموار واقع شده و راستای آن متأثر از سطح اساس نهایی، یعنی چالۀ جازموریان، دگرباره به امتداد اصلی و آغازین خود یعنی شمال غربی-جنوب‌شرقی بازگشته است و به اراضی پست زیرحوضه سرازیر می‌شود؛ افزون‌برآن، الگوی رودخانه کاملاً تغییر پیدا کرده و به‌شکل پیچان‏‌رودی درآمده که همواره پیچ‌های آن در حال تغییر بوده است (شکل 4). طول این پاره از رودخانه در سال 1984 در حدود 67/41 کیلومتر، در سال 1996 طول پاره به 47/43 کیلومتر، در سال 2008 طول پاره 45/43 کیلومتر و در سال 2020 طول آن به 40/44 کیلومتر رسیده است که افزایش حدود 3 کیلومتری در نیم‌رخ طولی بستر رودخانه را نشان می‌دهد.

شکل 4: پارۀ 1تا8 طی سال‏‌های1984، 1996، 2008و2020

Fig. 4: River segments 1 to 8 in the years 1984, 1996, 2008, & 2020.

جدول 1: میزان تغییرات طول رودخانه در پاره‏‌های گوناگون رودخانۀ هلیل‌رود در دورۀ زمانی 1984-2020

Table 1: Variations in river length along different segments of the Halil River (1984–2020).

تأثیر عوامل جغرافیایی بر تغییرات مورفولوژی رودخانه

پویایی، تحول و تغییرات در بخش‏‌های گوناگون اعم از نمیرخ طولی و عرضی، مورفولوژی و به‌طورکلی مؤلفه‌های هندسی و فیزیکی یک رودخانه از سرآب تا پایاب تحت‌تأثیر پراسنجه‌ها و عوامل گوناگون طبیعی و انسانی (در چند دهۀ گذشته) قرار دارد. این پارامترها و عوامل نه‌فقط از منطقه‌ای به منطقۀ دیگر و از رودخانه‌ای به رودخانۀ دیگر، که در بخش‌های مختلف یک رودخانه نیز تفاوت‌های اساسی دارند. رودخانۀ هلیل‏‌رود یکی از مهم‌ترین رودخانه‏‌های ایران در جنوب شرقی کشور است که از منطقۀ کوهستانی و بسیار مرتفع (بیش از 4000 متر) شروع می‌شود و ازطریق دره‏‌ها و دشت‏‌ها به چالۀ ساختمانی جازموریان می‏‌ریزد. تغییرات مورفولوژیکی و نیم‌رخ طولی این رودخانه که در این پژوهش مطالعه و ارزیابی شده است، متأثر از عوامل گوناگون و پرشماری است که در اینجا به مهم‌ترین آنها اشاره شده است.

زمین‌شناسی اعم از ساختمان و سنگ‌شناسی و جنس مواد و فعالیت زمین‌ساختی آن، مورفولوژی، امتداد و جهت کلی رودخانه، نیم‌رخ طولی و عرضی، شیب بستر و بخش بنیادین، پیدایش آغازین و تحولات پسین رودخانۀ هلیل‏‌رود را مشخص می‌کند. راستای بستر رودخانه و تغییرات زیاد زوایا و جهت آن و همچنین مقدار پهنا و ژرفای رودخانه، به‌جز در بخش‌های سرآب که متأثر از ارتفاع و شیب است، تحت‌تأثیر عوامل و عناصر زمین‌شناسی و زمین‌ریخت‌شناسی در منطقه بوده است. سنگ‌شناسی و جنس مواد بستر رودخانۀ هلیل‌رود براساس نقشه‌های زمین‌شناسی 100000 منطقه در ابتدای پارۀ اول از سنگ‌های آهکی، کنگلومرا، مارن و گچ و در انتهای این پاره از جنس ریوداسیت، آندزیت، آندزیت-بازالت و نهشته‌های آذرآواری است. بررسی و ارزیابی داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای نشان داد که سنگ‌های آذرین در برابر فرسایش آبی مقاومت بیشتری از خود نشان داده‌اند. باوجود‌اینکه سنگ‌های رسوبی بخش‌های نخست پارۀ اول رودخانه مقاومت کمتری در برابر فرسایش داشته‌اند، به دلیل ارتفاع و شیب زیاد و عمق بستری رود، در مورفولوژی و نیم‌رخ بستر رودخانه تغییرات کمی به وجود آمده است. در این بخش به دلیل تفاوت سنگ‌شناسی شکستگی‌های زیادی در مسیر بستر رود ایجاد شده و نیم‌رخ طولی ناپیوسته و بعضاً پلکانی را به وجود آورده است. مورفولوژی بستر در پارۀ اول و دوم بیشتر V شکل با دیواره‌های سنگی بوده و عمق دره‌ها در بیشتر نقاط زیاد است. در بخش‌هایی از پاره‌های دوم و سوم و بخش‌های اول پارۀ چهارم نیز بستر رودخانه در بستر سنگ‌های آذرین واقع شده است؛ اما در بخش‌های انتهایی پارۀ چهارم و پارۀ پنجم سنگ‌های آهکی، مارن و کنگلومراها جنس غالب بستر رودخانۀ هلیل‏‌رود را در برگرفته‌اند که فرسایش‌پذیری زیاد این سنگ‌ها سبب دینامیک بیشتر بستر رود و جابه‌جایی زیاد آن شده است. جنس رسوبات آبرفتی بستر رودخانه در پاره‌های 7 و 8 تأثیر چشمگیری بر دینامیک رودخانه و تغییرات گسترده در نیمرخ‌طولی، مورفولوژی و الگوی بستر رودخانه داشته است. بخش عمدۀ پارۀ 8 در داخل چالۀ جازموریان با رسوبات رسی و سیلتی-رسی واقع شده است (شکل 4). این رسوبات در بستر جریان رود با شیب و ارتفاع بسیار کم و نوسان شدید آب در طول فصول سال و سال‌های مختلف سبب دینامیک زیاد بستر رود و جابه‌جایی زیاد در مورفولوژی و پیچان‌رودی شدن آن شده است.

افزون‌بر عامل زمین‌شناسی، خاک و نوع و ویژگی‌های آن نیز بر تغییرات هندسی رودخانه به‌ویژه نیم‌رخ آن مؤثر است. پارۀ 1 تا 2 را رخنمون سنگی همراه با پوشش ‌خاکی اندک آنتی‌سلز‌های سنگریزه‌دار، با نفوذپذیری زیاد در بر گرفته است که همین امر شدت جریان آب، کندوکاو و رفت‌و‌روب بیشتر بستر و کرانه‌ها را در پی داشته است. در پاره‌های 4 و 5 و ابتدای پارۀ 6 جنس خاک‌ها از نوع اینسپتی‌سلز^[5] با بافت متوسط تا سنگین است و همین امر در فرسایش زیاد بستر رود و تغییرات در مورفولوژی و نیم‌رخ طولی و عرضی رودخانه و کاهش پایداری بستر رودخانه اثر زیادی برجای گذاشته است. انتهای پارۀ 6 و پارۀ 7 جنس خاک بستر رود ریزدانه و فرسایش‌پذیر است و سبب شده است کناره‌های رودخانه فرسایش بیشتری پیدا کنند و طول رودخانه افزایش یابد. پارۀ 8 در داخل پلایا با نوع خاک رسی، رسی نمکی و سیلتی همراه با نهشته‌های بادرفتی است. زمین‌ریخت کفۀ نمکی بدون پوشش‌ خاکی است. رودخانه در این بخش اغلب رسوب‌گذاری، پیچ‌خوردگی و جابه‌جایی بستر را به‌شکل زیاد و سالانه تحت‌تأثیر دبی آب و میزان رسوب دارد و جابه‌جایی زیادی در بستر رودخانه به وجود آمده است.

از تأثیرات تکتونیک بر مورفولوژی و نیم‌رخ طولی رودخانۀ هلیل‌رود، اثر بر شیب و ارتفاع و حتی جهت امتداد رودخانه است؛ در پارۀ اول یک گسل اصلی رودخانه را تحت‌تأثیر قرار داده است، در پارۀ دوم یک سیستم و پهنۀ گسلی در امتداد رودخانه وجود دارد (شکل5) و در انتهای همین پاره به نظر می‌رسد فعالیت این گسل‌ها بر جهت امتداد رودخانه اثر گذاشته است؛ به‌گونه‌ای‌که رودخانه در انتهای پارۀ دوم امتدادی غربی-شرقی پیدا می‌کند. در انتهای پاره سوم نیز احتمالاً به دلیل فعالیت گسل‌های پرشمار عمود بر رودخانه در سال‏‌های اخیر، جهت بستری رودخانه مقداری به سمت شمال تمایل پیدا کرده و جهت امتداد این پاره به‌طور کامل از شمال غربی-جنوب شرقی- به غربی-شرقی تغییر یافته است. در انتهای پارۀ چهارم فعالیت گسل‏‌های دیرینه با بالا‌آمدن کنگلومرای کرمان در الیگومیوسن-پلیوسن مانعی را در امتداد مسیر رودخانه شکل داده و جهت اصلی امتداد رودخانه را از شمال غربی-جنوب شرقی به سمت غربی-شرقی درآورده (شکل5) و با بالاآوردن این گونه سنگ‌ها شیب زیادی را در بستر رودخانه به وجود آورده است. در همین محدوده، فعالیت گسل‌ها در دورۀ جدید نیز جابه‌جایی‌های زیادی را در مسیر و نیم‌رخ طولی رودخانه به وجود آورده است. در پاره‌های 5 و 6 گسل‏‌های راست‌لغز و عمود بر امتداد رودخانه و احتمالاً فعالیت آنها در چند دهۀ اخیر، تغییرات زیادی را در مسیر و مورفولوژی رودخانه ایجاد کرده ‌است. ارزیابی نیم‌رخ طولی رودخانه و مطابقت آن با نقشۀ زمین‌شناسی نشان داد که بخشی از بستر رودخانه در پارۀ 5 در امتداد گسل قرار گرفته و تحت‌تأثیر فعالیت آن، افزایش شیب و عمق پیدا کرده است؛ به همین دلیل تغییرات بسیار کمی در مورفولوژی، الگوی رودخانه و نیم‌رخ طولی آن در این پاره رخ داده است.

ناهمواری و پستی و بلندی یکی از عوامل دیگری است که جریان سطحی و زمان تمرکز را در رودخانه تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. تأثیرات توپوگرافی بر روی تغییر و تبدیل بارندگی به رواناب از راه شیب قابل‌بررسی است. شیب حوضه بر میزان سرعت جریان آب و میزان فرسایش و قدرت آن مؤثر است و درنهایت، بر پویایی رود و تغییر در ویژگی‏‌های هندسی آن اثر می‌گذارد. ازنظر ارتفاعی، بیشترین میانگین ارتفاعی بستر رودخانه در پارۀ نخست بیش از 2500 متر و در پارۀ هشتم و پایاب حوضه در حدود 350 متر است. این گرادیان چشمگیر ارتفاعی و پیامد آن شیب زیاد، اثر زیادی بر دینامیک رودخانه و تغییرات مؤلفه‌های هندسی و مورفولوژی هلیل‌رود گذاشته است. شیب بستر رودخانۀ مطالعه‌شده در پارۀ اول و دوم و همچنین سوم و پنجم زیاد است و از دلایل تغییرپذیری کمتر نیم‌رخ طولی و مورفولوژی بستر رودخانه همین پراسنجه است.

از دلایل اصلی تغییرات گسترده در شکل و ریخت‏‌زایی بستر رود و نیم‌رخ طولی آن تغییرات گسترده در کاربری‌های زمین در چند دهۀ گذشته است. تخریب مراتع و پوشش جنگلی (کم‌تراکم)، استفادۀ بیش از حد از زمین برای کشت‌وزرع، ساخت‌و‌ساز، و احداث و ایجاد زیرساخت‌ها از عوامل اصلی ایجاد این تغییرات بوده است. بررسی‌ها نشان داد که در پارۀ 1 تا 4 کاربری زمین در گذشته مرتعی و جنگل تنک و پراکنده بوده است که عمدۀ آنها در حال حاضر تخریب، نابود و یا کاهش بسیار یافته است. در انتهای پارۀ چهارم سد جیرفت ساخته شده است که تأثیر آن بر تغییرات هندسی رودخانه در بالادست و پایین‌دست سد با اثرگذاری بر روی جریان آب، دبی آب، واپایش و کاهش طغیان رود، تغییر در رسوب‌گذاری، تغییر در تزار آب زیرزمینی و نفوذپذیری خاک در دو دهۀ گذشته بسیار مشهود است؛ به‌گونه‌ای‌که تحلیل نقشه‌ها و مشاهدۀ تغییرات نیم‌رخ طولی رودخانه نشان داد که بیشترین تغییرات در دو دهۀ گذشته و پس از ساختن سد رخ داده است. بستر پارۀ پنجم، که بی‏‌درنگ بعد از سد آغاز می‌شود، از سال 1990، گودی بیشتر و طول و فراوانی پیچان‌رودهای آن افزایش چشمگیری پیدا کرده است. تأثیر سد بر روی پاره‌های پنجم و ششم بیشتر بوده است و تغییرات و جابه‌جایی بستر و تغییر مورفولوژی بستر در سراسر این دو پاره دیده می‏‌شود (شکل 4) و هر یک با افزایش طول حدود 3 کیلومتر در دورۀ زمانی مطالعه‌شده روبه‌رو شده‌اند؛ هرچند تأثیر و مقادیر تغییر در پارۀ ششم به دلیل تأثیر عوامل دیگری همچون لیتولوژی مقداری بیشتر بوده است. در انتهای پارۀ چهارم و درست در بالادست سد مقادیر جابه‌جایی بستر با کاهش شیب و افزایش رسوب‌گذاری بیشتر شده است؛ هرچند طول رودخانه تغییرات چندان زیادی پیدا نکرده است. پس از ساخت سد تغییر کاربری زیادی در پایین‌دست آن صورت گرفته است و به کارگیری بیشتر زمین‏‌ها برای کشت‌وزرع و ایجاد باغ‌ها اثر زیادی بر تغییر بستر و مورفولوژی بستر رودخانه گذاشته است. در ابتدای پارۀ 5 و 6 باغ ها و کشتزارها و در انتهای این بخش اراضی بایر گسترش بیشتری یافته است. در پارۀ 7 نیز اراضی زراعی و باغ‌ها بیشتر شده است و در پارۀ 8 زمین‏‌ریخت رس‏‌دار همراه با پوشش‌گیاهی پراکنده و در انتهای آن کفه‌های نمکی و بدون پوشش‌گیاهی زمینۀ تغییرات زیادی را در هندسۀ رودخانه به وجود آورده است.

شکل 5: نقشۀ زمین‌شناسی پهنۀ بررسی‌شده نشان‌دهندۀ تأثیرات سنگ‏‌شناسی، جنس مواد و فرایندهای زمین‏‌ساخت بر شکل و ریخت بستر رود و نیم‌رخ طولی هلیل‏‌رود (اقتباس از نقشۀ زمین‌شناسی سبزواران250000)

Fig. 5: Geological map of the study area, showing the effects of lithology and tectonic activities on the river's morphology and longitudinal profile (Adapted from the geological map of Sabzevaran with a scale of 250,000).

نتیجه‌گیری

پویایی رود و تغییرات بستر اعم از نیم‌رخ طولی، نیم‌رخ عرضی، مورفولوژی و جابه‌جایی بستر و پدیداری چم‏‌وخم‌های نو یا تغییرات در پیچان‏‌رودهای گذشته مسئله‌ای پیچیده و تابع عوامل زیادی اعم از طبیعی یا انسانی به‌شکل محلی است و ممکن است نه‌تنها از زیرحوضه‌ای به زیرحوضۀ دیگر و رودخانه‌ای به رودخانه‌ی دیگر، در بخش‏‌های گوناگون یک رودخانه نیز تفاوت‌های چشمگیری داشته باشد؛ به‌ویژه آنکه در چند دهۀ گذشته فعالیت‌ها و عملکردهای انسانی تأثیرات چشمگیری بر مؤلفه‌های هندسی بستر رودخانه بر جای گذاشته است. ازاین‌رو، بررسی این تغییرات و مشخص‌کردن نقش عوامل مختلف نه‏‌تنها برای هر رودخانه در هر جایی بایسته است، برای بخش‏‌های گوناگون یک رودخانه نیز حائز اهمیت است. در بررسی تغییرات نیم‌رخ طولی و مورفولوژی رودخانۀ هلیل‌رود، به دلیل طول زیاد و عبور از واحدهای ژئومورفولوژیکی و زمین‌شناسی متفاوت، رودخانه از سرچشمه تا پایاب به 8 پاره یا فضای زمین‏‌ریختی-آب‏‌شناختی (فضای مورفوژنیک-هیدروژنیک) براساس ویژگی‏‌های توپوگرافی، شکست‌های هندسی در مسیر رود و جهت و امتداد رودخانه تقسیم‌بندی شد. بررسی‏‌ها نشان داد که هر یک از بخش‌های رودخانه و فضاهای یادشده ازنظر سنگ‏‌شناسی، زمین‌ساخت، ناهمواری، خاک، پوشش‏‌گیاهی و میزان آبدهی مشخصات منحصربه‌فردی دارد. همین مسئله در دینامیک و تغییرات هندسی بستر رود و مورفولوژی آن اثر زیادی داشته و مقادیر این تغییرات در هر یک از این فضاها متفاوت است. تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده از تصاویر ماهواره‌ای و بررسی‌های میدانی در پاره‌های هشت‌گانۀ رودخانه طی دورۀ زمانی 35 ساله ( 1984 تا 2020) از افزایش طول کلی رودخانه در بیشتر پاره‌ها و تعادل و ثبات نسبی در برخی دیگر حکایت دارد. به‌طور ویژه پاره‌های اول، سوم، پنجم، ششم، هفتم و هشتم با افزایش طول به‏‌ترتیب حدود 2، 2، 4، 3، 2 و 3 کیلومتر روبرو شده‌اند؛ درحالی‌که پاره‌های دوم و چهارم به دلیل تعادل دینامیکی و تأثیرات زمین‏‌ساختی و پستی‌و‏‌بلندی تغییرات کمتری در نیم‌رخ طولی خود نشان داده‌اند. یافته‌ها نشان داد که تغییرات در طول و مورفولوژی رودخانه تحت‌تأثیر و برهم‏‌کنش پیچیده‌ای از عوامل طبیعی (زمین‌شناسی، تکتونیک و توپوگرافی) و درهم‌تنیدگی فعالیت‌های انسانی (ساخت سد و تغییر کاربری اراضی) قرار داشته است.

براساس نتایج حاصل از این پژوهش عوامل زمین‌شناسی به‌ویژه سنگ‏‌شناسی و فعالیت‌های زمین‏‌ساختی نقش کلیدی در تعیین جهت، شیب و مورفولوژی بستر رودخانه ایفا کرده‌اند. پژوهشگران دیگری نیز مانند مقصودی و همکاران (1394)،Burbank & Anderson (2013)  ، Roy et al. (2025) در مطالعات خود تأثیرات زمین‏‌ساخت و سنگ‏‌شناسی بر تحول نیم‌رخ طولی رودخانه‏‌ها را بررسی کردند و نقش این دو عامل را مهم ارزیابی نمودند. مقاومت سنگ‌های آذرین در پاره‌های بالادست رودخانه پایداری نسبی را در بیشتر نیمرخ طولی آن به وجود آورده است؛ درحالی‌که رسوبات آبرفتی و خاک‌های فرسایش‌پذیر در پاره‌های پایین‌دست (پاره‌های 7 و 8)، دینامیک بالای رودخانه و تغییرات گسترده در الگوی پیچان‌رودها را تسهیل کرده‌ است. فعالیت‌های زمین‏‌ساختی به‌ویژه در پاره‌های 2 و 4 و 5 با ایجاد گسل‌ها و بالاآمدگی‌های زمین‌شناختی، انحرافات چشمگیری در مسیر رودخانه ایجاد کرده‌ است. در پارۀ سوم جهت رودخانه از شمال غرب-جنوب شرق به سمت غربی-شرقی تغییر مسیر پیدا کرده است. این تغییر به دلیل نقش عامل ناهمواری و ساختمان زمین است. در این بخش، رودخانه در طول زمان وضعیت تعادل (تعادل دینامیک) داشته و به دلیل تغییر در شیب و ارتفاع از یک سو و تغییر در سرعت آب این شرایط پایدار بوده است و کمترین تغییر در آن مشاهده می‌شود؛ هرچند در بخش انتهایی این پاره تغییر شیب محسوسی اتفاق افتاده و مقدار قابل‌توجهی بر تغییر در بستر رودخانه انجامیده است. در پارۀ چهارم اگرچه تغییرات پی‌درپی در بستر و نیم‌رخ ایجاد شده است، رود در همان بستر در حالت تعادل دینامیکی قرار داشته و در نیم‌رخ طولی آن تغییرات قابل‌توجهی به وجود نیامده است.

در پاره‌های 7 و 8 نیز با کاهش شیب، افزایش پهنای بستر و الگوی پیچان‌رودی حاکم بر آن، تغییرات زیادی در بستر و مورفولوژی رودخانه به وجود آمده است. به نظر می‌رسد رودخانه در بسترهای قدیم و جدید (در پهنای بزرگ بستر اتفاقی رودخانه) در رفت‌وآمد بوده و به همین دلیل میزان تغییرات و جابه‌جایی مسیر زیاد بوده است. نقش لیتولوژی و رسوبات آبرفتی بستر رود و نوسانات شدید جریان آب طی فصول و سال‌های مختلف از دلایل دیگر این تغییرات بوده است. ازاین‌رو، بیشترین تغییرات نیم‌رخ طولی، الگوی رودخانه و مورفولوژی آن در این بخش با افزایش بیش از 3 کیلومتر طول آن رخ داده است. این تغییرات همراه با ایجاد پیچان‌رودهای جدید و توسعۀ قدیمی‌ها بوده است. فعالیت‌های انسانی همچون ساخت سد و تغییرات چشمگیر در دبی آب و رسوب‌گذاری در پایین‌دست سد (پاره‌های ۵ و ۶) به افزایش طول رودخانه و پیچان‌رودهای آن و همچنین تغییر الگوی جریان منجر شده است. همچنین تغییر کاربری اراضی به‌شکل تخریب پوشش‌گیاهی و گسترش کشاورزی در پاره‌های ۴ تا ۷ باعث افزایش فرسایش و تغییرات مورفولوژیکی شده است.

درنهایت، دستاوردهای نهایی نشان داد که رودخانۀ هلیل‌رود یک سیستم پویا و در حال تغییر و تحول است که مدیریت بهینۀ آن به رویکردی یکپارچه و دانش‏‌بنیان با در نظر گرفتن تعامل عوامل طبیعی و انسانی نیازمند است. افزایش کلی طول رودخانه در تمام پاره‌ها (به‌ویژه در پاره‌های ۱، ۳، ۵، ۶، و ۸) با بیشترین تغییرات در پاره‌های پایانی (حدود ۳ کیلومتر افزایش در پاره‌های ۶ و ۸) رخ داده است. تغییرات نیم‌رخ طولی همچنین در پاره‌های با شیب کم (پاره‌های ۷ و ۸) و رسوبات نرم (رسی و سیلتی) بیشتر بوده است؛ درحالی‌که در پاره‌های ناهموار با شیب تند (پاره‌های ۱ و ۲) تغییرات کمتری مشاهده شد. ازنظر الگوی زمانی نیز بستر رودخانه در بیشتر پاره‌های هشت‌گانه طی سال‏‌های 1996 تا 2008 تغییرات نسبتاً کمی را به خود دیده و رودخانه طی این پارۀ زمانی در حالت نسبتاً پایدارتری قرار داشته است؛ اما از سال 2008 تا 2020 همزمان با تشدید فعالیت‌های انسانی و تغییرات هیدرولوژیکی ناشی از ساخت سد تغییرات در نیم‌رخ طولی و مورفولوژی رودخانه در سراسر بخش‏‌های مطالعه‌شده گسترده بوده است. تأثیر ساخت سد (Sykvitski et al., 2014; Korup et al., 2010; Yang et al., 2024) و تغییر کاربری اراضی (Hook, 2006) بر تغییرات بستر رودخانه‏‌ها را در سال‌های اخیر بسیار زیاد ارزیابی کرده‏‌اند که با نتایج حاصل از این پژوهش هم‏‌خوانی دارد.

یافته‌های بررسی حاضر بر اهمیت مدیریت دانش‏‌بنیان و یکپارچۀ منابع آب و کاربری اراضی در حوضه‌های رودخانه‌ای، پایش و واپایش مستمر تغییرات ژئومورفولوژیکی و اجرای راهکارهایی چون تثبیت کناره‌های رود، احیای پوشش‌گیاهی و کنترل فعالیت‌های انسانی در حریم رودخانه تأکید دارد و می‌تواند به‌منزلۀ مبنایی برای برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار رودخانه در برابر تغییرات محیطی و انسانی استفاده شود. پیشنهاد می‌شود مطالعات آینده بر مدل‌سازی دقیق‌تر تأثیرات تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی بر دینامیک رودخانه متمرکز شوند تا بتوان راهکارهای مؤثرتری برای کاهش تأثیرات منفی این تغییرات ارائه داد. پیامد نهایی دینامیک زیاد رودخانه مخاطرات آن برای جوامع انسانی ازنظر سیل‌خیزی، تخریب و پسرفت اراضی زراعی و باغ‌ها و همچنین ویرانی و فرسودگی تأسیسات و زیرساخت‌های انسانی است؛ امری که چه بسا با بارگذاری‏‌های ناموده و تغییرات اقلیمی سال‏‌های اخیر فزونی یابد یا تشدید گردد.

[1] knickpoints

[2] Stream length (gradient index)

[3] Chaliyar River

[4] USGS (https://earthexplorer.usgs.gov)

[5] Inceptisols