new5
حراج!

اثر سد زاينده رود بر کيفيت آب و غنای درشت بی مهرگان کفزی رودخانه زاينده رود

49.000تومان 39.000تومان

توضیحات

دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشکده منابع طبيعی

پايان نامه کارشناسی ارشد بوم شناسی آبزيان شيلاتی

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست مطالب هشت
فهرست اشکال ده
فهرست جداول یازده
فهرست پیوست ها دوازده
چکيده 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 تأثير سد بر تنوع ژنتيکي 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 بی مهرگان درشت کفزی جهت بررسی وضعیت کیفی آب رودخانه ها 16
2-7 شاخص های 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 آرایه ها 21
2-8 شاخص های 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 رودخانه ی زاینده رود 27
2-12 معرفی دریاچه ی سد زاینده رود 27
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1 انتخاب ایستگاه های 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 نمونه های بی مهرگان کفزی 32
3-5 تحلیل داده ها 32
3-5-1 محاسبه ی شاخص های غنا و تنوع درشت بی مهرگان کفزی 32
3-5-2 شاخص های زیستی BMWP و ASPT 32
3-5-3 بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی داده ها 32
3-5-4 بررسی همبستگی بین داده ها 33
فصل چهارم: نتايج 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 شاخص های غنا و تنوع درشت بی مهرگان 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 شاخص های 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 شاخص های محاسبه شده 48
4-4-3 همبستگی بین شاخص های محاسبه شده 49
فصل پنجم: بحث و نتيجه گيری
5-1 نتیجه گیری 52
5-2 پیشنهادات 54
منابع 55

فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 3-1 موقیت ایستگاه های نمونه برداری 30
شکل 3-2 نمونه ای از نمودار باکس- ویسکرپلات 33
شکل4-1 تغییرات دمای آب رودخانه در ایستگاه های مورد مطالعه در فصول مختلف 35
شکل4-2 تغییرات میزان اکسیژن محلول آب رودخانه در ایستگاه های مورد مطالعه در فصول مختلف 36
شکل 4-3 تغییرات میزان BOD5 درماه های مختلف 37
شکل 4-4 تغییرات میزان BOD5 در ایستگاه های نمونه برداری 37
شکل 4-5 تغییرات COD در ایستگاه های نمونه برداری در فصول مختلف سال 38
شکل 4-6 تغییرات نیترات در ایستگاه های نمونه برداری در فصول مختلف سال 39
شکل 4-7 تغییراتpHدر ایستگاه های نمونه برداری در فصول مختلف سال 40
شکل 4-8 تغییرات هدایت الکتریکی در ایستگاه های نمونه برداری در فصول مختلف سال 41
شکل 4-9 تغییرات فسفات در ایستگاه های نمونه برداری در فصول مختلف سال 41
شکل 4-10 روند تغییرات تعداد خانواده های بی مهرگان درشت کفزی در ایستگاه های نمونه برداری 43
شکل 4-11 درصد فراوانی راسته های Ephemeroptera و Trichoptera در ایستگاه های نمونه برداری 44
شکل 4-12 نسبت نمونه های حساس بی مهرگان کفزی به شیرونومیده در ایستگاه های نمونه برداری 44
شکل 4-13 تغییرات شاخص تنوع شانون در ایستگاه های نمونه برداری 45
شکل 4-14 تغییرات شاخص تنوع مارگالف در ایستگاه های نمونه برداری 45
شکل 4-15 تغییرات شاخص تنوع سیمپسون در ایستگاه های نمونه برداری 46
شکل 4-16 تغییرات شاخص زیستی BMWP در ایستگاه های نمونه برداری 47
شکل 4-17 تغییرات شاخص ASPT در ایستگاه های نمونه برداری 48

فهرست جداول
عنوان صفحه
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 ایستگاه های نمونه برداری 30
جدول 4-1 ضرایب همبستگی پیرسون بین پارامترهای کیفی آب 49
جدول 4-2 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخص های محاسبه شده و پارامترهای کیفی آب 50
جدول 4-3 ضرایب همبستگی پیرسون بین شاخص های محاسبه شده 51

فهرست پیوست ها
عنوان صفحه
پیوست۱
جدول 1-1 استاندارد خروجی فاضلاب ها 60
جدول 1-2 استاندارد کمیسیون اروپایی برای آب های مورد استفاده در تولید آب های 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 گونه های شناسایی شده در ایستگاه های نمونه برداری 69
جدول3-3 تراکم و فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 22 تیرماه 1392 70
جدول 3-4 تراکم و فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 2 شهریور ماه 1392 71
جدول 3-5 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 20 مهر ماه ۱۳۹۲ 72
جدول 3-6 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 5 آذر ماه 1392 73
جدول 3-7 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 20 دی ماه ۱۳۹۲ 74
جدول 3-8 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 3 اسفند 1392 75
جدول 3-9 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 23 فروردین 1393 76
جدول 3-10 تراکم و درصد فراوانی نمونه های شناسایی شده در تاریخ 10 خرداد 1393 77
شکل 3-1 نمودار میانگین میزان BOD اندازه گیری شده در ایستگاه های مورد مطالعه در فصول مختلف 78
شکل 3-2 نمودار میانگین میزان شاخص تنوع شانون محاسبه شده در ایستگاه های مورد مطالعه در فصول مختلف 78
شکل 3-3 نمودارمیانگین میزان شاخص تنوع سیمپسون محاسبه شده در ایستگاه های مورد مطالعه در فصول مختلف 78

چکيده
رودخانه ها به عنوان يکي از مهم ترين منابع آبي، نسبت به فعالت هاي انساني بسيار آسيب پذير هستند. ايجاد مخازن و سدها يکي از قديمي ترين اشکال دخالت انسان در اکوسيستم هاي آبي است. سدها با وجود مزاياي زياد (توليد انرژي برق آبي، 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 رودخانه ها ايجاد مي کنند. درشت بي مهرگان کفزي تحت تأثير تغييرات ايجاد شده در زيستگاه قرار مي گيرند. اثر سدها بر جوامع بي مهرگان کفزي به خاطر نقشي که در عملکرد اکوسيستم رودخانه اي ايفا مي کنند، بسيار مهم است. رودخانه زاينده رود يكي ازبزرگترين رودخانه هاي ايران و مهم ترين 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 (ايستگاه هاي خرسونک و اورگان قبل از سد، ايستگاه چادگان درفاصله نزديک زيردست سد و ايستگاه هاي حجت آباد، مارکده و هوره در پايين-دست 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 تناوب هاي زماني 45 روزه ( هر فصل دو بار) انجام شد. پارامترهاي دما، اکسيژن محلول، نيترات، فسفات، BOD5، COD، EC و pH نمونه هاي آب به روش استاندارد اندازه گيري شد. شاخص هاي زيستي شامل غناي تاکسوني، BMWP و ASPT و همچنين شاخص هاي 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 پايين دست تحت تاثير ساختار سد نبوده و بيشتر متاثر از تغييرات فصلي است. همچنين شاخص هاي تنوع شامل غناء، شاخص هاي تنوع شانون، مارگالف و سيمپسون کاهش معني داري را به خصوص در ايستگاه زيردست سد و کاهش قابل توجهي را در ايستگاه هاي پايين دست سد نشان دادند که مي تواند تحت تاثير سازه سد باشد. تراکم بسياري از خانواده هاي کفزيان در ايستگاه سد کاهش قابل توجهي را نشان داد. در ايستگاه هاي پايين دست سد نيز علاوه بر کاهش تراکم، نوع موجودات نيز تغيير کرده و با نمونه هاي سازگار با شرايط جديد جايگزين شدند. همچنين شاخص هاي زيستي BMWP و ASPT به ترتيب وضعيت کيفي آب را در ايستگاه زير دست سد مشابه آب هاي آلوده و مشکوک به آلودگي تا آلودگي متوسط احتمالي نشان داد. اين افت کيفيت ناشي از آلودگي-هاي آلي نبوده و بيشتر در اثر تغيير در تراکم و تنوع خانواده هاي کفزيان حاصل شده است.
کلمات کليدي: سد، زاينده رود، شاخص هاي زيستي، درشت بي مهرگان کفزي، کيفيت آب.

فصل اول
مقدمه

آب هاي جاري يا رودخانه ها از مهم ترين منابع آب هستند که نقش مهمي در تأمين آب مورد نياز فعاليت هاي مختلف کشاورزي، صنعت، شرب و توليد برق دارند. آگاهي از کميت وکيفيت منابع آب يکي از نياز هاي مهم در برنامه ريزي و توسعه منابع آب، حفاظت و کنترل آن است. بديهي است براي آگاهي ازكيفيت منابع آب وتوليد اطلاعات جامع و کامل بايد پايش هاي دائمي انجام شود. چرا كه داشتن اطلاعات جامع، صحيح وقابل اطمينان با دوره هاي زماني مناسب مي تواند عامل مهمي در تصميم گيري ها و سياست گذاري ها باشد [13].
رودها نه تنها آب بلکه مقدار زيادي رسوب، کاني هاي محلول و پوده هاي غني از مواد غذايي حاصل از پسماند گياهان و جانوران زنده و مرده را به پايين دست حمل مي کنند. تغييرات يک رودخانه نه تنها وابسته به سرزمين هاي گوناگوني است که از آنها مي گذرد، بلکه به تغييرات فصلي و تفاوت ميان سال هاي خشک و تر نيز مربوط مي شود. 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 مي بارد [24].
رودخانه هاي يک حوضه آبخيز به عنوان شريان هاي حياتي به شمار مي روند که هر گونه فعاليت بشري به طور مستقيم يا غير مستقيم بر آنها تأثير گذار است. امروزه وارد شدن انواع فاضلاب هاي صنعتي، شهري، خانگي و کشاورزي و دفع غير اصولي آنها از يک سو و ايجاد سدها، تغيير مسير رودخانه ها و انتقال آب بين حوضه هاي آبي از سوي ديگر سبب بروز مشکلات فراواني در حوضه هاي آبخيز مي شود که مرگ و مير آبزيان، آلوده شدن منابع آب زير زميني، آلودگي آب رودخانه ها و درياچه ها از پيامد هاي محيط زيستي آن است [28، 58]. بهره گيري از منابع طبيعي تا حد تحمل محيط زيست، آسيب جبران ناپذيري بر اکوسيستم وارد نمي کند اما منجر به تغييرات حتمي در آن مي شود [34].
گستردگي کشور، تنوع شرايط اقليمي، توزيع نامناسب عرصه هاي سکونت و فعاليت، نگاه فيزيکي تصميم گيران کشور به پديده ها، 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 جريان هاي آبي کشور است. ايجاد سدهاي مخزني و ساير سازه هاي آبي از جمله فعاليت هايي است که با وجود منافع اقتصادي و اجتماعي مي تواند خسارت هاي جبران ناپذيري بر منابع زيستي و زيست بوم هاي آبي وارد نمايد [59].
از آنجايي که هر رودخانه به دليل الگوي خاص جريان خود، سرزميني که در آن جاري است و نيز گونه هايي که به آن وابسته اند، يک پديده ويژه و منحصر به فرد است، طراحي و الگوي بهره برداري از سد و همچنين پيامدهاي آن بر رودخانه و اکوسيستم هاي 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 شده اند در حالي که پيامدهاي محيط زيستي يک سد تا صدها سال پس از ساخت آن نيز ممکن است پديدار نشود [24]. يک سد را مي توان 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 مي گسلد. سدها مهم ترين عامل به خطر افتادن يا انقراض يک پنجم از ماهي هاي آب شيرين جهان هستند. سدها زندگي ماهي ها، دوزيستان، حلزون ها، حشرات، پرندگان آبزي و ساير گونه هاي حيات وحش رودخانه اي و تالابي را به خطر مي اندازند [79]. سد به عنوان يک مانع در بستر رودخانه خصوصيات فيزيکي و شيميايي در پاياب را تحت تأثير قرار مي دهد. 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 تالاب ها، باتلاق ها، ايجاد امواج بلند و سيل هاي خطرناک ناشي از رهاسازي جريان، ايجاد زلزله هاي القايي، تجمع مواد مغذي در آب درياچه و بروز پديده پر مغذي شدن آب، لايه بندي حرارتي و … را در پي دارد [9]. مهم ترين 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 گونه هاي موجود در بالا دست و پايين دست سد را دست خوش انزوا ساخته، مهاجرت ماهي ها يا جابجايي ساير گونه ها را متوقف کرده [60] و بي گمان باعث کاهش شمار گونه هاي موجود در آبخيز کمک مي شود. کاهش سودمندي هاي ناشي از انتقال مواد مغذي در اثر طغيان رودخانه ها ممکن است به تنهايي بزرگ ترين 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 گونه اي تأثير گذاشته و گاه خسارت هاي جبران ناپذيري را بر زيست بوم رودخانه وارد مي کند [54].
بي مهرگان کفزي از جمله موجوداتي هستند که به دليل قدرت تحرک ناچيز، وابستگي و تأثير پذيري شديد از شرايط فيزيکي، شيميايي و زيستي محيط رودخانه مي توانند 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 مي توانند کميت و کيفيت جوامع زيستي يک زيست بوم آب جاري را تغيير دهند، ارزيابي تغييرات ايجاد شده در ويژگي هاي جمعيتي اين موجودات مي تواند تأثير هر يک از پارامترهاي فوق را روشن سازد [40، 68].
به نظر مي رسد ساختن سد روي رودخانه ها و ايجاد مخازن در حال حاضر يکي از مهم ترين علل از بين رفتن زيستگاه ها و تغييرات هيدرولوژيک در آب هاي جاري است. اگر چه بيش از نيمي از سيستم هاي رودخانه اي بزرگ جهان متأثر از سد سازي هستند، اما مطالعات زيستي که سيستم رودخانه اي را قبل و بعد از احداث سد مقايسه کند بسيار کم است[80].
رودخانه زاينده رود يكي ازبزرگترين رودخانه هاي ايران و مهم ترين 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 ويژگي هاي کيفي آب و جوامع درشت بي مهرگان 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 شاخص هاي کيفي آب و شاخص هاي تنوع بي مهرگان کفزي در رودخانه زاينده رود و همبستگي بين آن ها

فصل دوم
بررسي و مرور منابع

رودخانه ها سيستم هاي ديناميکي هستند که اگرچه وسعت بسيار کمي از سطح کره زمين را به خود اختصاص داده-اند، اما زيستگاه تعداد زيادي از گونه هاي گياهي و جانوري مي باشند. اهميت رودخانه ها و سيستم هاي زيستي آن ها 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 اقليم هاي 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 بيابان هاي وسيعي به وجود آمد. در ايران نيز توسعه اقتصادي، سدسازي را از بهترين گزينه هاي خود دانسته و ساليانه مبالغ هنگفت و درصد قابل توجهي از بودجه عمراني کشور را براي سدسازي به مصرف مي رساند [22].
اجراي پروژه هاي سدسازي از گذشته هاي دور به عنوان شيوه اي براي تنظيم و به هنگام سازي جريان آب در جهت بهره برداري هاي 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 سال هاي 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 سيستم هاي حياتي رودخانه ها به دنبال نخواهد داشت. تغيير رژيم رودخانه و حجم آب در فصول مختلف از اثرات مستقيم احداث سد مي باشد. 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 گسترده اي که بر محيط زيست دارند مستلزم انجام ارزيابي محيط زيستي دانسته که تجربه هاي گذشته نشان مي دهد اين شرط نيز نتوانسته واقعيات موجود درباره پيامدهاي ناگوار و مسلم سدسازي بر محيط زيست را محدود کند [22].
در بسياري از رودخانه ها، سدسازي که يک پديده گسترده قرن بيستم مي باشد، با چنان شدتي رخ داده است که بحث هاي علمي و عملي مربوط به اثرات آن نسبتاً جديد است. سدها از لحاظ اندازه، هدف و عملکرد بسيار متفاوت هستند و اين تفاوت ها بر تأثير آنها در اکوسيستم رودخانه اثر گذار است. سدها همچنين از اين نظر که آب را از سطح يا نزديک کف يا هر دو آزاد مي کنند، متفاوت هستند [1]. هدف از ساخت سدها همواره افزايش سطح زمين هاي کشاورزي، جلوگيري از هدر رفت آب، توليد برق، مهار سيل و تأمين آب شرب عنوان شده است. گران ترين و خسارت بارترين شيوه توليد برق، استفاده از سدهاي هيدروالکتريک است. وقوع سيل که در بسياري از نقاط کشور رخ مي دهد از جنگل زدايي و تخريب پوشش گياهي سرچشمه مي گيرد. جنگل ها، مانند اسفنج، بارندگي هاي شديد را به خود جذب مي کنند اما در نقاط بدون پوشش گياهي، رواناب ها به سيل تبديل مي شود. رويکرد سخت افزاري مديريت آب سال ها 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 مي شود، 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 مي کنند و ديگر اين که سطح آب را در بالا دست افزايش مي دهند 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 مي دهد. سدها همچنين کشتيراني در رودخانه را به وسيله تنظيم جريان و پر آب کردن سريع آن ميسر مي سازد. ساير دلايل ساخت سدها، فعاليت هايي از جمله پرورش ماهي و تفريحاتي مانند قايقراني عنوان شده است [24، 68].
پروژه هاي سد سازي به دليل نوع سازه ي سدها و فعاليت هاي متفاوتي که در آن انجام مي شود 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 مي شوند، زيرا جريان آزاد طبيعي پيوسته آب رودخانه را به قطعات رودخانه اي که با ايجاد آب بندها به وجود آمده اند، تبديل مي کنند. فوايد انساني و اقتصادي قابل توجهي براي توجيه سدسازي ارائه شده است. حداقل از يک ديدگاه، سيستم هاي آبي با ايجاد فرصت هاي تفريحي در مخزن سدها و بخش هاي پايين دست رودخانه هاي تنظيم شده، توسعه مي يابند [1]. از سويي ديگر، اين سازه ها در محل اکوسيستم هايي واقع مي شوند 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 رژيم هاي کم آبي و خشک سالي بوده و از طرفي تنها منبع درآمد مردمان بومي شده است. مردم بومي که در طي ساليان دراز توانسته اند با شرايط و منابع اکولوژيک رودخانه سازگار شوند، با هر تغيير در اين اکوسيستم شکننده، دچار خسارت و زيان هاي جبران ناپذيري مي شوند [22].
2-1-اثر سد بر کيفيت آب
آثار آب بندها شامل مجموعه اي از تغييرات در شرايط فيزيکي پايين دست سد، به ويژه رژيم هاي جريان و دما است و معمولاً موجب شفافيت بيش تر آب مي شود.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 مي شود [1]. تغييرات شيميايي و فيزيکي که در اثر توقف جريان آب پديدار مي شود مي تواند 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 جريان دار بسيار کم بوده و يا اصلاً تغييري نمي کند. اما اگر همين آب ماه ها يا سال ها پشت يک سد بزرگ بماند مي تواند براي موجودات زنده چه در مخزن سد و چه در رودخانه تا ده ها 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 پايين دست به ميزان زيادي تغيير مي يابد، به ويژه در مورد مخازن بزرگ سدهايي که آب را از عمق آزاد مي کنند، نوسانات حرارتي روزانه در اين آب ها کم است و يا وجود ندارد. مخازني که آب را از عمق آزاد مي کنند، ممکن است دامنه تغيير دماي فصلي را نيز کاهش دهند. مخازني که داراي عمق و زمان توقف کافي هستند در ماه هاي گرم داراي لايه بندي حرارتي مي شوند، بدين معني که آب هاي سطحي يا روي درياچه بسيار گرم تر از آب هاي عمقي يا زير درياچه است. آبي که از ناحيه عمقي در تابستان آزاد مي شود خيلي خنک تر از حالت عادي است. آبي که در زمستان آزاد مي شود دمايي نزديک 4 درجه سانتي گراد دارد. در نتيجه الگوي فصلي آب پايين دست رودخانه در زمستان گرم تر از معمول، در تابستان خنک تر و در مجموع ميزان نوسان فصلي آن کم مي شود. ممکن است مجموع درجه- روزها مشابه يک رودخانه تنظيم نشده باشد، اما الگوي فصلي درجه روزها مي تواند 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 مي کند. اين به هم ريختگي فصلي در دماي رودخانه مي تواند موجب آشفتگي و اختلال در چرخه زندگي بسياري از موجودات آبزي همچون زاد و ولد، تفريخ تخم ها و متابوليسم لاروها شود [22 ،24 ،59]. دماهاي زمستاني گرم تر علائم حرارتي مورد نياز بسياري از گونه ها را براي شکستن دوره نهفتگي تخم از بين مي برند. دماي خنک تابستان مي تواند 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 مي دهند، چرخه هاي حياتي هم زماني خود را از دست مي دهند. مسلماً مکانيسم هايي که به وسيله آن دما تغيير يافته، بي مهرگان را تحت تأثير قرار مي دهد، نيازمند مطالعه بيشتري است، اما بدون شک مي تواند عميق باشد [1].
شفافيت آب معمولاً به علت رسوب گذاري در سدافزايش مي يابد 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 مي کنند، 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 مي شود و هوادهي مصنوعي يک راه حل نسبتاً ساده براي رفع اين مشکل است [1، 9].