انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید
مقدمه تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به‌دلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می‌شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش ا...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)
2023-09-01
|
| Series: | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jwem.areeo.ac.ir/article_127393_f460f2b64b9345426582aa8c739ee5cf.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832539818829021184 |
|---|---|
| author | محمود بقایی حمید غلامی ابوالحسن فتح آبادی مرضیه رضایی |
| author_facet | محمود بقایی حمید غلامی ابوالحسن فتح آبادی مرضیه رضایی |
| author_sort | محمود بقایی |
| collection | DOAJ |
| description | مقدمه
تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به‌دلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می‌شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها شامل اثرات درون منطقه‌ای (مانند کاهش ضخامت و ماده آلی خاک، تخریب ساختمان خاک و غیره) و برون منطقه‌ای و حل مشکلاتی مانند بیش‌غذایی و ته‌نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بین روش‌های مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده برای مطالعه منشا رسوب، انگشت‌نگاری رسوب، روشی موثر برای تعیین سهم منابع رسوب (شامل اراضی کشاورزی، مرتعی، بایر و اراضی دارای فرسایش خندقی) در داخل یک آبخیز است. کاربرد موفقیت‌آمیز این روش در محیط‌های مختلف آبی و بادی گزارش شده است. در نتیجه، در پژوهش حاضر، بهمنظور شناسایی و کمی‌کردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخیز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت‌نگاری رسوب استفاده شد.
مواد و روش‌ها
برای انجام پژوهش، تعداد 38 نمونه سطحی (صفر تا پنج سانتی‌متر) به‌صورت تصادفی-سیستماتیک و با در نظر گرفتن توزیع مناسب از منابع بالقوه تولیدکننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضی کشاورزی، 18 نمونه از محل دارای فرسایش خندقی و 12 نمونه از اراضی بایر و مرتعی و شش نمونه از رسوبات خروجی حوضه جمع آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر ژئوشیمیایی شامل عناصر اصلی، نادر خاکی و کمیاب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه هرمزگان، اندازه‌گیری شد. بهمنظور کمی‌کردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحلیل تابع تشخیص، پنج ویژگی شامل تلوریوم (Te)، زیرکونیوم (Zr)، تانتال (Ta)، بریلیوم (Be) و سدیم (Na)، به‌عنوان ردیاب‌های نهایی شناسایی شدند. در نهایت، با استفاده از مدل ترکیبی، سهم نسبی هر یک از منابع رسوب به‌دست آمد.
نتایج و بحث
طبق نتایج به‌دست آمده، 16.7 درصد سهم رسوبات مورد بررسی مربوط به کاربری کشاورزی، 50.6 درصد مربوط به خندق و 32.7 درصد مربوط به کاربری مرتع و بایر است. بر اساس نتایج، ترکیبی از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است که 87.5 درصد از نمونه‌های برداشت شده از سه منبع شامل اراضی کشاورزی، فرسایش خندقی و اراضی بایر و مراتع را به درستی طبقه‌بندی کند. از این رو، سهم خندق در تولید رسوب از کاربری‌های کشاورزی و اراضی بایر و مرتعی مورد بررسی، بیشتر است. قسمت‌های مرکزی حوضه نسبت به فرسایش خندقی حساسیت بالایی دارند، زیرا سازندهای زمین‌شناسی غالب در حوضه، بیشتر شامل بنگستان و همچنین، سازندهای آغاجاری و میشان است. سازند میشان، متشکل از لایه‌های عمدتا مارنی و آهکی است و رخنمون‌های سازند آغاجاری متشکل از ماسه‌سنگ و مارن است. اراضی مسطح دشت را آبرفت‌های دوران چهارم زمین‌شناسی تشکیل می‌دهند که حاصل فرسایش سازندهای آغاجاری، میشان و سازندهای قدیمی‌تر هستند. همچنین، به‌دلیل این‌که مناطق مرکزی حوضه دارای شیب کمی بوده، خاک منطقه شامل خاک‌های جوان و فاقد تکامل است و استفاده نادرست از کاربری‌های منطقه باعث شده است، حساسیت به فرسایش خندقی در قسمت مرکزی حوضه بالا باشد.
نتیجه‌گیری
انگشت‌نگاری منبع رسوبات، یک تکنیک مفید بهمنظور بررسی منشا رسوبات در محیط‌های رسوبی اعم از بادی و رودخانه‌ای است. سهم‌های تخمین زده شده می‌تواند در راستای برنامه‌های مدیریت منابع آب و خاک به مهندسین آبخیز کمک کند. به‌دلیل تغییرپذیری واحدهای زمین‌شناسی از یک منطقه به منطقه دیگر، نوع مدیریت کاربری اراضی و نوع واحدهای خاک هر منطقه، ردیاب‌های انتخابی برای هر منطقه متفاوت است. به همین علت، تا کنون محققان قادر به ارائه یک دستورالعمل جامع برای انتخاب ردیاب‌های بهینه در تمامی مناطق نبوده‌اند. این موضوع یکی از چالش‌های اصلی روش انگشت‌نگاری رسوب است که در صورت غلبه بر این چالش، می‌توان بخش زیادی از هزینه‌های پژوهش که صرف اندازه‌گیری ردیاب‌های مازاد می‌شوند را کاهش داد. |
| format | Article |
| id | doaj-art-551ed3a2b2884814aa1713040a000148 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2251-9300 2322-536X |
| language | fas |
| publishDate | 2023-09-01 |
| publisher | Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI) |
| record_format | Article |
| series | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| spelling | doaj-art-551ed3a2b2884814aa1713040a0001482025-02-05T08:25:08ZfasSoil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz2251-93002322-536X2023-09-0115342343710.22092/ijwmse.2022.357493.1954127393انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدیدمحمود بقایی0حمید غلامی1ابوالحسن فتح آبادی2مرضیه رضایی3دانشجوی دکتری، مدیریت کنترل بیابان، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایراندانشیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایراناستادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایراناستادیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، هرمزگان، ایرانمقدمه تشدید فرسایش آبی یک تهدید محیط زیستی در قاره‌های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه‌های رودخانه‌ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به‌دلیل فعالیت‌های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می‌شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها شامل اثرات درون منطقه‌ای (مانند کاهش ضخامت و ماده آلی خاک، تخریب ساختمان خاک و غیره) و برون منطقه‌ای و حل مشکلاتی مانند بیش‌غذایی و ته‌نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بین روش‌های مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده برای مطالعه منشا رسوب، انگشت‌نگاری رسوب، روشی موثر برای تعیین سهم منابع رسوب (شامل اراضی کشاورزی، مرتعی، بایر و اراضی دارای فرسایش خندقی) در داخل یک آبخیز است. کاربرد موفقیت‌آمیز این روش در محیط‌های مختلف آبی و بادی گزارش شده است. در نتیجه، در پژوهش حاضر، بهمنظور شناسایی و کمی‌کردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخیز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت‌نگاری رسوب استفاده شد. مواد و روش‌ها برای انجام پژوهش، تعداد 38 نمونه سطحی (صفر تا پنج سانتی‌متر) به‌صورت تصادفی-سیستماتیک و با در نظر گرفتن توزیع مناسب از منابع بالقوه تولیدکننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضی کشاورزی، 18 نمونه از محل دارای فرسایش خندقی و 12 نمونه از اراضی بایر و مرتعی و شش نمونه از رسوبات خروجی حوضه جمع آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر ژئوشیمیایی شامل عناصر اصلی، نادر خاکی و کمیاب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه هرمزگان، اندازه‌گیری شد. بهمنظور کمی‌کردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحلیل تابع تشخیص، پنج ویژگی شامل تلوریوم (Te)، زیرکونیوم (Zr)، تانتال (Ta)، بریلیوم (Be) و سدیم (Na)، به‌عنوان ردیاب‌های نهایی شناسایی شدند. در نهایت، با استفاده از مدل ترکیبی، سهم نسبی هر یک از منابع رسوب به‌دست آمد. نتایج و بحث طبق نتایج به‌دست آمده، 16.7 درصد سهم رسوبات مورد بررسی مربوط به کاربری کشاورزی، 50.6 درصد مربوط به خندق و 32.7 درصد مربوط به کاربری مرتع و بایر است. بر اساس نتایج، ترکیبی از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است که 87.5 درصد از نمونه‌های برداشت شده از سه منبع شامل اراضی کشاورزی، فرسایش خندقی و اراضی بایر و مراتع را به درستی طبقه‌بندی کند. از این رو، سهم خندق در تولید رسوب از کاربری‌های کشاورزی و اراضی بایر و مرتعی مورد بررسی، بیشتر است. قسمت‌های مرکزی حوضه نسبت به فرسایش خندقی حساسیت بالایی دارند، زیرا سازندهای زمین‌شناسی غالب در حوضه، بیشتر شامل بنگستان و همچنین، سازندهای آغاجاری و میشان است. سازند میشان، متشکل از لایه‌های عمدتا مارنی و آهکی است و رخنمون‌های سازند آغاجاری متشکل از ماسه‌سنگ و مارن است. اراضی مسطح دشت را آبرفت‌های دوران چهارم زمین‌شناسی تشکیل می‌دهند که حاصل فرسایش سازندهای آغاجاری، میشان و سازندهای قدیمی‌تر هستند. همچنین، به‌دلیل این‌که مناطق مرکزی حوضه دارای شیب کمی بوده، خاک منطقه شامل خاک‌های جوان و فاقد تکامل است و استفاده نادرست از کاربری‌های منطقه باعث شده است، حساسیت به فرسایش خندقی در قسمت مرکزی حوضه بالا باشد. نتیجه‌گیری انگشت‌نگاری منبع رسوبات، یک تکنیک مفید بهمنظور بررسی منشا رسوبات در محیط‌های رسوبی اعم از بادی و رودخانه‌ای است. سهم‌های تخمین زده شده می‌تواند در راستای برنامه‌های مدیریت منابع آب و خاک به مهندسین آبخیز کمک کند. به‌دلیل تغییرپذیری واحدهای زمین‌شناسی از یک منطقه به منطقه دیگر، نوع مدیریت کاربری اراضی و نوع واحدهای خاک هر منطقه، ردیاب‌های انتخابی برای هر منطقه متفاوت است. به همین علت، تا کنون محققان قادر به ارائه یک دستورالعمل جامع برای انتخاب ردیاب‌های بهینه در تمامی مناطق نبوده‌اند. این موضوع یکی از چالش‌های اصلی روش انگشت‌نگاری رسوب است که در صورت غلبه بر این چالش، می‌توان بخش زیادی از هزینه‌های پژوهش که صرف اندازه‌گیری ردیاب‌های مازاد می‌شوند را کاهش داد.https://jwem.areeo.ac.ir/article_127393_f460f2b64b9345426582aa8c739ee5cf.pdfحوزه آبخیز فارغانسهم منبعمدیریت آبخیزمنابع بالقوهمنشا رسوب |
| spellingShingle | محمود بقایی حمید غلامی ابوالحسن فتح آبادی مرضیه رضایی انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz حوزه آبخیز فارغان سهم منبع مدیریت آبخیز منابع بالقوه منشا رسوب |
| title | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| title_full | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| title_fullStr | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| title_full_unstemmed | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| title_short | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| title_sort | انگشت‌نگاری منابع رسوب ته‌نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه‌ای با فرسایش خندقی شدید |
| topic | حوزه آبخیز فارغان سهم منبع مدیریت آبخیز منابع بالقوه منشا رسوب |
| url | https://jwem.areeo.ac.ir/article_127393_f460f2b64b9345426582aa8c739ee5cf.pdf |
| work_keys_str_mv | AT mḥmwdbqạyy ạngsẖtngạrymnạbʿrswbthnsẖynsẖdhdrbstrrwdkẖạnhbạạstfạdhạzrdyạbhạyzẖỷwsẖymyạyywmdltrḵybydrḥwḍhạybạfrsạysẖkẖndqysẖdyd AT ḥmydgẖlạmy ạngsẖtngạrymnạbʿrswbthnsẖynsẖdhdrbstrrwdkẖạnhbạạstfạdhạzrdyạbhạyzẖỷwsẖymyạyywmdltrḵybydrḥwḍhạybạfrsạysẖkẖndqysẖdyd AT ạbwạlḥsnftḥậbạdy ạngsẖtngạrymnạbʿrswbthnsẖynsẖdhdrbstrrwdkẖạnhbạạstfạdhạzrdyạbhạyzẖỷwsẖymyạyywmdltrḵybydrḥwḍhạybạfrsạysẖkẖndqysẖdyd AT mrḍyhrḍạyy ạngsẖtngạrymnạbʿrswbthnsẖynsẖdhdrbstrrwdkẖạnhbạạstfạdhạzrdyạbhạyzẖỷwsẖymyạyywmdltrḵybydrḥwḍhạybạfrsạysẖkẖndqysẖdyd |