بخشی از مقاله
مقدمه:
یکی از موضوعات مورد علاقهی زمینشناسان ساختاری، مطالعه رقابت بین فرآیندهای زمینساختی و فرسایشی میباشد. مطالعات ریختزمینساختی چینها میتواند نحوهی رشد جانبی و عرضی چین را بازگو کند. گسترش تکنیکهای سنجش از دور و فراوانی مدلهای رقومی ارتفاعی - - DEM فرصت مناسبی برای زمین شناسان جهت بررسی زمینمنظرها را فراهم کرده است.
شبکهی آبراهه یکی از حساسترین شاخصها به حرکت افقی و قائم در کمربندهای کوهزایی حداقل در زمان هولوسن میباشد . بررسی کمی زمینمنظرها با استفاده از شاخصهای زمینریختی، برای تعیین رفتار زمینساختی ساختارهای زمینشناختی بسیار مفید است.
با استفاده از مطالعهی دقیق بیهنجاریهای رودخانهها بوسیله شاخصهای زمینریختی در روابط پیچیدهی زمینساختی میتوان قطعات مختلف ساختارهای زمینریختی را تشخیص داد . - Joshi et al., 2013 - در این پژوهش تغییرات فرازش با استفاده شاخصهای ریختزمینساختی گرادیان طولی رودخانه - stream length gradient index, SL - و شیب کانال - channel steepness index,Ksn - در محیط نرمافزارهای GIS و - Shahzad and TecDEM Glaguenm.,2010 - به منظور تعیین الگوی چینخوردگی در طول گسل تشان مورد بررسی قرار گرفته است.
زمینشناسی عمومی منطقه
تکامل ساختاری فروافتادگی دزفول به وسیلهی مجموعهای از زمینساخت نازکلایه، رسوبات درگیر پوشاننده زون جدایشی اصلی و زمینساخت ضخیملایه شامل قسمتهای کریستالی پیسنگ که به وسیلهی وارونگی زمینساختی در گسلهای نرمال اولیه ایجاد شده است، کنترل میشود.
تاقدیسها در سطح مخزن - سازند آسماری و زیرتر - در این منطقه نامتقارن و با شیب یال جنوب غربی معمولا بیشتر از 60 درجه و شیب یال شمال شرقی 20 تا 30 درجه میباشند - . - Wennberg et al.,2007 موقعیت جغرافیای تاقدیس خویز شمال بهبهان و بین عرضهای 30° 37ˊ شمالی تا 30° 47ˊ و طولهای 50° 12ˊ شرقی تا 50° 37ˊ شرقی میباشد.
تاقدیس خویز بیانگر یک چین ایدهآل در پیش بوم کمربند چینورانده زاگرس میباشد که توسط عملکرد راندگی گسل تشان شکل گرفته است. شیب یال جنوبی تاقدیس 45 تا-60 ، شیب یال شمالی به جز دماغهی جنوبی که تا 60 درجه میرسد، بین 30 تا 35 درجه میباشد. مهم ترین سازند برونزد یافته در تاقدیس خویز، آسماری است. به علت فرسایش در برخی آبراههها سازندهای پابده و سروک نیز رخنمون دارند، در دشتهای اطراف تاقدیس رسوبات کواترنری و سازند گچساران حضور دارد. بر اساس مطالعات انجام شده این تاقدیس یک چین وابسته به گسل و از نوع انتشار گسلی است.
روشها و مواد
برای بررسی تغییرات فرازش شاخصهای زمینساختی گرادیان طولی رودخانه - stream length gradient index, SL - و شیب کانال - - channel steepness index,Ksn محاسبه شده است.
شاخص گرادیان طولی رودخانه - - Stream length-gradient index
شاخص گرادیان طولی رودخانه - stream length gradient index, SL - برای تعیین قدرت و قابلیت فرسایش رود مورد تفسیر قرار میگیرد - Hack,1973 - زیرا گرادیان طولی رودخانه نسبت به تغییرات لحظهای یا آشفتگی در شیب کانال حساس است
میزان شاخص گرادیان طولی رودخانه با توجه به فرمول زیر محاسبه میشود:
که در آن ∆∆ گرادیان محلی کانال و L طول کانال از میانهی قسمتی که گرادیان طولی رودخانه - stream length gradient index, SL - محاسبه میشود تا بالاترین قسمت در کانال میباشد.
گرادیان طولی رودخانه
همچنین برای تشخیص فعالیتهای زمینساختی اخیر بسیار مفید است
زونهای فرازش با بیهنجاریهای بالا با توجه به مقادیر گرادیان طولی رودخانه - SL - حوضه شناسایی میشوند. -
قطعات دارای مقادیر بالای شاخص گرادیان، دارای انرژی بالای رودخانهای مطابق با مناطق مقاوم صخرهای، زونهای فرازش متفاوت، یا فرسایش نامتعادل بین دو سیستم فرسایشی میباشد
شاخص شیب کانال
فرسایش محدود به سطح جدایشی - detachment-limited incision - در بسترهای سنگی معمولا توسط قانون توان - - power-law و تابعی از مساحت حوضه - متناسب با دبی - و گرادیان کانال محاسبه میشود. نرخ تغییرات ارتفاع بستر رودخانه با استفاده از رقابت بین فرازش و فرسایش بدست خواهد آمد
به عبارتی در هر نقطه از پروفایل طولی آبراهه تغیرات ارتفاع نسبت به زمان - - اختلاف بین فرازش و فرسایش میباشد - Burbank and Anderson, 2012 - و در نهایت معادلهی تکامل مقطع رودخانه را به صورت زیر میتوان نوشت :
که در آن نرخ زمانی تغییرات تکاملی کانال، U نرخ فرازش - rock uplift - نسبت به سطح اساس ثابت، A مساحت بالا دست حوضه، S گرادیان محلی کانال، K ضریب فرساش بعدی - dimensional coefficient of erosion - که مجموعهای از متغییرهای متفاوت کنترلکننده راندمان فرسایش میباشد و شامل: فرسایش پذیری صخرهها، بار بستر، آب و هوا، فرآیندهای فرسایش، هندسهی هیدرولیکی و فرآیندهای دورهای بازگشت برای دبی موثر میباشد ، M و n ، ثابتهای مثبت وابسته به هیدرولوژی حوضه، هندسهی هیدرولیکی، و فرآیندهای فرسایش هستند
برای پروفایل در شرایط حالت پایدار همراه با U و K یکنواخت و M و N ثابت، ارتفاع کانال در هر نقطهای ثابت میباشد - - = 0 و معادله - 2 - میتواند به صورت زیر باز نویسی شود:
معادله 3 یک رابطه بر اساس قانون توان بین شیب کانال و مساحت حوضه ایجاد مینماید و معمولا در زمینریختهای طبیعی مشاهده میشود. در این رابطه ضریب - - به عنوان - equilibrium channel steepness - میباشد. با وجود K و U ثابت، نرخ به عنوان نرخ تغییرات شیب کانال و تابعی از مساحت حوضه میباشد، به عبارت دیگر پروفایل طولی رودخانه تابعی از میباشد. که به عنوان تعقر ذاتی کانال شناخته میشود - . - Burbank and Anderson,2012 و برابر با تعقر طبیعی - - میباشد و تنها در شرایط یکنواخت بودن U، K،m و - Kirby and Whipple,2001 - n برقرار است. این رابطه بسیار شبیه رابطه شیب و مساحت هک - 1957 - میباشد:
شاخص شیب کانال - - channel steepness index تابعی از - حداقل - نرخ فرازش، لیتولوژی و اقلیم میباشد - . - Wipple, 2004 برای هر حوضهای انتظار میرود با افزایش فرازش شاخص شیب افزایش پیدا کند، یا با کاهش مقاومت سنگها و افزایش باران این شاخص کاهش پیدا کند
وقتی که اطلاعات مربوط به شیب کانال در مقابل مساحت بالا دست حوضه به صورت منظم در یک فضای تمام لگاریتمی رسم شود. چندین تقسیم بندی کلیدی برای کانال ظاهر میشود
