بخشی از مقاله
چکیده
مارنها بدلیل داشتن املاح بالا، حساسیت بالایی را نسبت به فرسایش از خود نشان میدهند. این واحدها همهساله رسوب زیادي از طریق شبکهي هیدرولوژي وارد پروژه تغذیه مصنوعی سرخه مینمایند. پس، شناسایی متغیرهاي شیمیایی در کاهش و یا افزایش حساسیت مارنها به منظور کاهش خسارات امري ضروري بنظر میآید. روشهاي آماري مورد استفاده براي شناسایی متغیرهاي تاثیرگذار شیمیایی بر روي فرسایش، بر پایه مقایسه میانگین و یا استفاده از ماتریس همبستگی صورت میپذیرد. بدلیل زیاد بودن متغیرها، جداول ایجاد شده بسیار بزرگ و پیچیده میباشد، بنابراین امکان تعیین متغیر-هاي اصلی، شدت عملکرد آنها و همچنین شناسایی ارتباط بین گروههاي فرسایشی با دقت بالا امکان ندارد.
هدف از این مطالعه، شناسایی متغیرهاي اصلی شیمیایی بر روي کنترل فرسایش با استفاده از روش آنالیز تفکیکی - Stepwise - SWهمچنین بررسی ارتباط بین گروههاي مختلف فرسایش به منظور شناسایی متغیرهاي مشترك و مستقل هرگروه و تعیین متغیرهاي کنترل کننده و افزاینده فرسایش در محیط PASW میباشد نتایج نشان داد که پایین بودن سطح فرسایش در گروههاي فرسایش سطحی کم تا متوسط - 1 - و فرسایش سطحی شدید - 3 - به علت ارتباط این دو گروه در متغیرهاي TNV, HCO3, OC میباشد از طرفی بالا بودن سطح فرسایش درفرسایش آبراههاي - 2 - به علت عدم ارتباط با متغیرهاي 1و3 و بالا بودن متغیر انحصاري CaSO4 و SO4 میباشد. پس با استفاده از این روش، با دقت و صرف زمان کمتري میتوان تاثیرگذارترین متغیرها در ایجاد اشکال فرسایشی مختلف تعیین کرد.
کلمات کلیدي: : فرسایش، مارن، متغیرهاي شیمیایی، آنالیز تفکیکی، PASW
1 مقدمه
فرسایش خاك بهعلت اثرات شدید و معکوس اقتصادي و زیست محیطی، یک معضل جهانی بوده است - Lal, 1998 - و تهدید جدي براي پایداري استفاده از ارضی و توسعه منابع آب محسوب میشود - Pimental, . - 1993; Colins and Walling; 2001 مسئله فرسایش خاك در کشورهاي درحال توسعه به علت نرخ بالاي رشد جمعیت، فشار به اراضی حساس به فرسایش و محدود بودن منابع آب موجود حادتر است - Colins . - and Walling, 2001 میزان فرسایش در مناطق نیمهخشک، مدیترانهاي و گرمسیري بیشتر از مناطق دیگر است . - Morgan, 2005 - با توجه به اینکه ایران در منطقه گرم و خشک قرار دارد، نهمین کشور در جنوب آسیا است که زمینهاي طبیعی و کشاورزي آن تحت تأثیر فرسایش زیاد قرار میگیرد - Vahabi & Nikkami, .2008 -
در این میان مارنها به عنوان واحدهاي زمینشناسی حساس به فرسایش نقش زیاد در تولید رسوبات بر عهده دارند. رسوبدهی این لیتولوژيها اثرات نامطلوبی بر روي زمینهاي کشاورزي ایجاد میکند، بدین صورت که در محل باعث شسته شدن خاك، شکسته شدن ساختار خاك، و کاهش مواد غذایی و آلی و در خارج محل، باعث رسوبدهی در مناطق پایین دست آبراههها و انتقال رسوب از یک بخش به بخش دیگر میشوند - Ekwue, .2010 - فرسایشپذیري خاك تابعی از توانایی متراکم شدن - Aggregate - خاك میباشد. که نتیجهي تاثیر خصوصیات مختلف خاك میباشد - Duiker et al., 2001; Descroix et al., 2001; Idowu,. - 2003
قدیمی عروسمحله و همکاران - 1378 - ، با بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی مارنها در اشکال فرسایشی ایجاد شده دریافتند که فرسایش ورقهاي در مارنهاي غیر پخش شونده و فرسایش شیاري و خندقی در مارنهاي پخش شونده شایع است. از جمله عوامل موثر در این پدیده کاتیونهاي یک ظرفیتی خصوصا سدیم میباشد که تاثیر بیشتري در آماس خاكهاي رسی و پخش شوندگی این خاكها دارد و با افزایش پخششوندگی حساسیت مارنها به فرسایش بیشتر میشود - Benito et al., 1993; Bouma et al., - 1999؛ زیرا سدیم داراي انرژي آنتالپی هیدراته بالا - -405 kj mol-1 - و شعاع یونی بزرگ - 1.02 Ao - می-باشد میتواند مستقیما وارد شکاف هگزاگونال کانیهاي رسی شود و همراه خود دو یا سه لایه آب وارد میکند . - Meunier, 2005 -
از آنجایی که سدیم با SAR رابطه مستقیم دارد، بنابراین با افزایش SAR این پدیده افزایش میابد. بالا بودن نرخ Cl وNa میتواند تولید سدیم کلرید نماید که یک نمک با قابلیت انحلالی بالا می-باشد. رشد این بلورها باعث برهم خورد ساختار خاك میشود و در اثر انحلال آن مقاومت خاك بشدت کاهش مییابد. نتایج تحقیقات Mohamed 2000 و Ouhadi and Yong 2003 نشان داد که در مارنهایی که داراي کانی رسی پالیگورسیت میباشند در اثر واکنش با سولفات و کربنات کسیم در آب خالص و بالا رفتن pHتا 10.5 کانی ایترنجیت تولید میشود که بشدت از مقاومت خاك کم میکند.
خامنهچیان - 1369 - با انجام آزمایشاتی چون حدود آتربرگ، درصد رطوبت، دانسیته خشک، مقاومت تک-محوري، درصد رطوبت- چسبندگی و... بر روي نمونههایی از مارنها، نتیجهگیري نمود که با افزایش کربنات کلسیم میزان حسایست مارنها در برابر آب کاهش مییابد و ویژگیهاي فیزیکی و مکانیکی آن از نظر مهندسی بهبود مییابد. مواد ارگانیکی باعث کم شد بار منفی سطحی کانیهاي رسی میشود و تمایل کانیهاي رسی را براي جذب کاتیون جهت خنثی کردن بار سطحی کم میکند و باعث افزایش تراکم خاك - Bulk density - می-شود در نتیجه مقاومت خاك بالا میرود - Zhang et al. 2005 -
این پدیده باعث کاهش رواناب و افزایش نفوذ پذیري میشود . - Ekwue at al. 2009 - از این رو شناسایی و بررسی سطح تاثیر متغیرهاي شیمیایی بر روي افزایش و یا کاهش مقاومت خاك امري ضروري میباشد. لذا، هدف از این مطالعه استفاده از روش قدمبهقدم بمنظور پیشگویی متغیرهاي شیمیایی تاثیرگذار در بوجود آمدن اشکال مختلف فرسایشی - سطحی کم تا متوسط، گروه1 و آبراههاي، گروه 2 و سطحی-شدید، گروه - 3 مارنهاي حوزه سرخه، و ایجاد رابطه بین گروههاي مختلف فرسایشی براي شناسایی متغیرهاي
