تخمین نرخ رسوب‌گذاری و ظرفیت ذخیره‌سازی مخزن سدها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای

مخازن سدها برای ذخیره آب باران و سیلاب‌ها و استفاده در زمان کمبود آب بسیار مهم هستند. در اکثر مخازن ظرفیت ذخیره‌سازی به دلیل تجمع رسوبات پیوسته کاهش می‌یابد. رسوب‌گذاری در مخازن ذخیره آب پیامدهای عمده‌ای بر ظرفیت ذخیره‌سازی، طول عمر و کیفیت آب مخزن دارد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تغییرات زمانی حجم آب ذخیره‌شده در مخزن و تخمین نرخ رسوب‌گذاری در آن به‌کمک سنجش از دور انجام شده است. برای این منظور مخزن  o. h. ivie در کشور آمریکا به عنوان منطقه موردمطالعه انتخاب شد. این پژوهش شامل مراحل مختلف از جمله پیش‌پردازش تصاویر ماهواره لندست 8، مدل‌سازی و شناسایی پیکسل‌های آب با استفاده از شاخص mndwi، تخمین ظرفیت ذخیره مخزن و مقایسه نتایج با داده‌های توپوگرافی جهت ارزیابی نرخ رسوب‌گذاری می‌باشد. طبق نتایج، میانگین خطاهای محاسبه حجم آب ذخیره‌شده در مخزن حدود 9 درصد به‌دست آمد. بر این اساس ظرفیت ذخیره مخزن o. h. ivie از 695 میلیون مترمکعب در ابتدای بهره‌برداری (سال 1991) به 472 میلیون متر‌مکعب در سال 2019 کاهش یافته است. نتایج نشان داد که ظرفیت از دست‌رفته ذخیره مخزن بر اثر ته‌نشینی رسوبات حدود 32 درصد حجم اولیه و نرخ رسوب‌گذاری سالانه 1.4 درصد است. همچنین با ارزیابی نتایج به‌دست‌آمده میانگین ارتفاع رسوب ته‌نشین شده در مخزن بین سال‌های 2004 تا 2019 حدود 9 متر برآورد شد. این پژوهش تائید کرد که سنجش‌از‌دور می‌تواند با صرف کمترین هزینه و زمان، تغییرات ظرفیت ذخیره و نرخ رسوب‌گذاری در مخزن را تخمین بزند.

estimation of sedimentation rate and storage capacity of reservoir dams using satellite imagery

reservoirs are very important for storing rainwater and floods, and water shortage management. in nearly all reservoirs, storage capacity is steadily lost due to trapping and accumulation of sediment. sediment deposition in water reservoirs has major implications for storage capacity, reservoir lifetime and water quality. the present study aimed to evaluate the temporal dynamics of water stored and sedimentation rate in a reservoir using remote sensing data. for this purpose, the study was carried out in o. h. ivie reservoir located in the america country. the techniques used to carry out this study have been pre-processing of landsat 8 images, modeling and identifying water pixels using mndwi index, evaluating reservoir capacity, and compression of results with recent bathymetric survey data to assessment sedimentation rate. according to the results, the average errors of computing the volume of water stored in the reservoir was about 9%. based on this, the storage capacity of o. h. ivie reservoir has decreased from 695 million cubic meters at the beginning of operation (1991) to 472 million cubic meters in 2019. the results showed that the lost storage capacity of the reservoir due to sedimentation is about 32% of the original volume and the annual sedimentation rate is 1.4%. also, by evaluating the obtained results, the average height of sediment deposited in the reservoir between 2004 and 2019 was estimated to be about 9 meters. this research confirmed that remote sensing can estimate storage capacity and sedimentation rate in the reservoir with minimal cost and time.