پایش مساحت آب مخزن سد گلستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای Sentinel-2

احمدی, مطهره; ظهیری, عبدالرضا; مفتاح هلقی, مهدی; قربانی, خلیل

doi:10.22098/mmws.2026.20132.1836

پایش مساحت آب مخزن سد گلستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای Sentinel-2

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش‌آموخته کارشناسی ارشد علوم و مهندسی آب-سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

² دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

³ استاد گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

10.22098/mmws.2026.20132.1836

چکیده

هندسه مخازن سدها در طول دوره بهره‌برداری تحت تأثیر فرآیندهایی مثل رسوبگذاری و تغییرات مورفولوژیک قرار میگیرد، از این‌رو اتکا به منحنی‌های اولیه سطح-ارتفاع و حجم-ارتفاع مخزن موجب افزایش عدم ‌قطعیت در محاسبات مهندسی میگردد. روش معمول برای بهروزرسانی این منحنیها، انجام عملیات هیدروگرافی مخزن است که پرهزینه و زمانبر میباشد. امروزه بهره‌گیری از فناوری سنجش از دور و سامانه‌های پردازش ابری، امکان استخراج سریع و تکرارپذیر مساحت پهنه آبی مخازن را فراهم ساخته است. هدف از این پژوهش، برآورد مساحت آب در مخزن سد گلستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ایSentinel-2 در سامانه پردازش ابریGoogle Earth Engine در دوره زمانی 1404-1394 است. به این منظور، تصاویر ماهوارهای مخزن این سد دریافت و شاخص تفاضل نرمال شده آب (NDWI) برای تفکیک پهنه آب از خشکی محاسبه شد. سپس مساحت پهنه آب این مخزن به ازاء ترازهای سطح آب در تاریخ‌های مختلف، استخراج شده و منحنیهای سطح-حجم-ارتفاع مخزن در سالهای مختلف ترسیم گردید. مقایسه منحنیهای محاسباتی و هیدروگرافی شده مخزن در سال 1394 نشان داد که درصد خطای الگوریتم در محاسبه مساحتهای مخزن به تراز سطح آب مخزن وابسته است. در ترازهای میانی، بهدلیل پایداری نسبی هندسه مخزن، این دو منحنی مطابقت مناسبی دارند، اما اختلاف‌ها در دو محدوده حدی عملکرد مخزن (محدوده سرریز سد و حداقل تراز بهره‌برداری) به‌صورت معناداری تشدید شده است. تحلیل تغییرات زمانی مساحت و حجم آب مخزن در دوره زمانی 10ساله نشان داد که بهدلیل وقوع رسوبگذاری در مخزن، این دو مؤلفه در طول زمان با کاهش مواجه شدهاند. در این مدت، حداقل تراز کف مخزن (خطالقعر) حدود 5/6 متر افزایش یافته است. همچنین حجم مفید مخزن از حدود 5/86 میلیون مترمکعب در ابتدای دوره بهرهبرداری (سال 1378) بهترتیب به حدود 5/49، 5/48، 46 و 5/39 میلیون مترمکعب در سالهای 1394، 1397، 1399 و 1404 کاهش یافته است. نرخ رسوبگذاری سالانه این مخزن در طی این دورههای زمانی بهترتیب 67/2، 67/0، 58/2 و 83/2 درصد بهدست آمد که بیانگر وابستگی شدید نرخ رسوبگذاری مخزن به وضعیت هیدرولوژی منطقه است. در مجموع، نتایج نشان داد که تلفیق تصاویر Sentinel-2 و سامانه Google Earth Engine ظرفیت مناسبی برای پایش مستمر تغییرات هندسی مخازن و به‌روزرسانی آن‌ فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها