بخشی از مقاله
چکیده
لازمه اجرای برنامه های حفاظت خاک و کنترل رسوب، کسب اطلاعات از اهمیت نسبی منابع رسوب و سهم آنها در تولید رسوب و درنتیجه شناسایی مناطق بحرانی در داخل حوزههای آبخیز است.
رویکرد محاسباتی انگشتنگاری رسوب شامل دو مرحله اصلی است بهطوریکه در مرحله اول چند ردیاب تشخیص گر برای جدایش واضح و معنی دار منابع بالقوه رسوب انتخاب میشوند و در مرحله دوم ردیابهای انتخاب شده در منابع بالقوه رسوب، با مقادیر متناظر آنها در نمونههای مستخرج از رسوب اخذشده در خروجی حوزه برای تعیین سهم منابع رسوب در تولید رسوب حوزه مورد مقایسه قرار میگیرند.
در این پژوهش کارایی دانهبندی ذرات در منشأیابی رسوبات آبی در حوزه آبخیز نوده شهرستان گناباد بررسی شد. نتایج نشان داد که واحد زمینشناسی Ed بهعنوان کوچکترین واحد زمینشناسی، بیشترین سهم را در رسوبات نهشته در خروجی حوزه به خود اختصاص داد. وسعت کم واحد Ed، فاصله زیاد از خروجی و حساسیتپذیری کم این واحد از نظر روشهای E.P.M و P.S.I.A.C، نشاندهنده عدم توانایی فاکتورهای در نظر گرفتهشده از دانهبندی رسوب در تعیین سهم واحدهای زمینشناسی مختلف از رسوب خروجی حوزه است.
-1 مقدمه
امروزه همزمانی افزایش قدرت بشر در استفاده از منابع طبیعی و افزایش تقاضا به سبب افزایش جمعیت سبب بروز و ظهور هرچه بیشتر مسائل و مشکلات زیستمحیطی شده که این مشکلات زمینهساز دیگر در جامعه بشری است بهنحویکه استفاده صحیح، پایدار و نظاممند از منابع طبیعی، در بسیاری از نقاط جهان و بهویژه کشورهای درحالتوسعه، از برنامهها و شعارهای مدیریتی و اجرایی قرار گرفته است.
به همین دلیل حفظ منابع آب و خاک و تحلیل فرایندهای حاکم بر آن، ازجمله فرسایش خاک و تولید رسوب بسیار حائز اهمیت است. فرسایش به فرآیندی گفته میشود که طی آن ذرات خاک از بستر اصلی خود جدا شده و به کمک یک عامل انتقال دهنده به مکانی دیگر حمل میشوند. درصورتیکه عامل جداکننده ذرات از بستر و انتقال آنها به مکانی دیگر، آب باشد به آن فرسایش آبی گفته میشود
رسوب نیز به مواد آزادشده طی فرآیند فرسایش، شامل شن، سیلت، رس و مواد دیگر که در پاییندست آبراههها برجا میمانند گفته میشود
فرسایش خاک و همچنین رسوبگذاری فرآیندهایی طبیعی هستند اما این فرآیندها بر اثر دخالت انسان در سراسر طبیعت با جنگلتراشی، چرای بیشازحد مراتع و عملیات زراعی خارج از توان زمین حالت تشدیدی به خود میگیرند
فرسایش باعث آثار درون عرصهای می شود که این آثار خود مسائل برون عرصهای را به دنبال دارد. فرسایش خاک آثار منفی و مثبت زیادی به دنبال دارد. ازجمله آثار مثبت فرسایش می توان به تشکیل اراضی آبرفتی و دشتهای سیلابی و افزایش عمق خاک حاصلخیز در نقاط تهنشینی رسوبات اشاره کرد. این آثار مثبت، ناشی از فرسایش طبیعی است اما آثار منفی فرسایش که اغلب ناشی از فرسایش تشدیدی است، گستره وسیع تری دارد و خود به دو دسته کلی آثار محلی یا درون عرصه ای که خود شامل آثار مستقیم و غیرمستقیم میشود و آثار بیرونی یا برون عرصهای تقسیم میشود
پیشزمینه مدیریت کسب اطلاعات درست و کافی است . کسب این اطلاعات در زمینه فرسایش و رسوب با استفاده از روشهای سنتی امری زمانبر و پرهزینه است اما منشأیابی رسوب با استفاده از انگشتنگاری ترکیبی، روشی است که علاوه بر رفع محدودیتهای روشهای سنتی فرآیندهایی را در اختیار قرار میدهد که منجر به ارتقاء شیوههای مدیریت حوزههای آبخیز و ذخیره منابع مالی و درنهایت هدفمند شدن برنامههای حفاظتی و مهار فرسایش میشود
در زمینه منشایابی رسوبات، ملکوتی - 1353 - چگونگی حرکت تپه ماسهها را در سیستان و بلوچستان موردبررسی قرار داده و به مطالعات دانهبندی و کانیشناسی پرداخته است. طبق نتایج، منشأ تپههای ماسهای شرق زابل، رودخانه هیرمند و شعبات آن و سواحل دریاچه هامون، اراضی متروکه و فاقد پوشش گیاهی معرفی شده است. شکویی - 1371 - وسعت ماسهزارهای حوزه جازموریان را حدود 391300 هکتار برآورد کرده و حدود 25 درصد ماسهزارها را فعال و بقیه را نیمهفعال تا غیرفعال تشخیص داده است.
خواجه و همکاران - 1383 - بهمنظور تعیین جهت بادهای غالب، تغییرات جانبی اندازه ذرات و ترکیب کانیشناسی بهویژه کوارتز را بهعنوان معیار موردتوجه قرار دادند و نتیجه گرفتند که بهوسیله تغییرات اندازه دانه و مقدار سیلیس در جهت جانبی میتوان به جهت کلی بادهای غالب پیبرد ولی برای تعیین منشا لسهای گلستان نیاز به تحقیقات بیش تر در زمینه SEM، ژئوشیمی ایزوتوپی و فراوانی عناصر فرعی و کمیاب است. عباسی و همکاران - 1390 - نیز به بررسی دانهبندی و کانیشناسی بهمنظور منشأیابی رسوبات تپههای ماسهای پرداختند و با توجه به قطر ذرات و رابطه آن با مسافت حمل شده توسط باد، مناطق برداشت را در فاصله 20 تا 50 کیلومتری تعیین کردند.
با توجه به پیشینه مطالعات در زمینه کاربرد دانهبندی در منشایابی رسوبات، در پژوهش حاضر باهدف شناسایی سهم هر یک از منابع رسوب، از روشهای سنجش دانهبندی و بافت رسوب و همچنین شاخصهای آماری مربوطه استفاده شد.
-2 مواد و روشها
-1-2 منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز نوده با مساحتی در حدود 2281/17 هکتار در حوزه آبخیز کویر مرکزی و ازنظر کشوری در محدوده شهرستان گناباد واقعشده است. موقعیت جغرافیایی حوزه آبخیز نوده بین طول جغرافیایی58 درجه و 20 دقیقه و 24 ثانیه تا 58 درجه و 24 دقیقه و 38 ثانیه و عرض جغرافیایی 34 درجه و 16 دقیقه و 13 ثانیه تا 34 درجه و 20 دقیقه و 50 ثانیه میباشد. حوزه آبخیز موردنظر دارای 6 واحد زمینشناسی در نقشه زمینشناسی 1/20000 ساختهشده در مطالعات تفصیلی اجرایی آبخیزداری حوزه غرب و جنوب غرب گناباد است که در جدول 1 مشخصات این واحدها ذکر شده است.
جدول-1 واحدهای زمینشناسی حوزه آبخیز نوده گناباد به همراه مشخصات آنها
-3 روشکار
-1-3 نمونهبرداری
بهطورکلی هنگامیکه هدف پژوهش تفسیر فرآیند رسوبگذاری است، حدود 200 گرم نمونه برای ماسه سفت نشده و حدود 50 گرم نمونه برای گل مناسب است
در پژوهش حاضر برای هر تکرار بین 250 تا 500 گرم از رسوبات رودخانهای تهیه گردید و پس از مشخص کردن واحدهای کاری - واحدهای زمینشناسی - ، از واحدهای کاری و همچنین رسوبات حاصل از تلفیق آبراهههای حداقل دو واحد زمینشناسی نمونهبرداری شد. نمونهبرداری از عمق صفر تا 5 سانتیمتری انجام گرفت
-2-3 دانهبندی3 و تعیین بافت خاک
برای بررسی دانه بندی و بافت خاک از هر نمونه یک زیرنمونه 200 گرمی و یک زیرنمونه 50 گرمی تهیه شد. ابتدا نمونههای 200 گرمی از هفت الک درشتتر از 63 میکرون سری الک ادن -ونتورث4 به روش الک تر عبور داده شد. همچنین زیرنمونههای 50 گرمی که به روش الک خشک از رسوبات زیر 2 میلیمتر تهیهشده بود با استفاده از هیدرومتر و روش ASTM سال 2008 برای اندازهگیری درصد رس، سیلت و شن استفاده شد و در نهایت دانهبندی ذرات رسوب، چولگی، کشیدگی و D10, D50, D90 - قطری از ذرات که 10، 50 و 90 درصد از ذرات کوچکتر از آن هستند - با استفاده از نرمافزار GRADISTAT نسخه 8 تعیین شد.
-3-3 آنالیزهای آماری
آنالیزهای آماری انگشتنگاری رسوب شامل دو مرحله اصلی است. نخست چند ردیاب برای جدایش واضح و معنیدار منابع بالقوه رسوب انتخاب میشوند و در مرحله دوم ردیابهای انتخابشده در منابع بالقوه رسوب با مقادیر متناظر آنها در نمونههای مستخرج از رسوب اخذشده در خروجی حوزه برای تعیین سهم منابع رسوب حوزه مورد مقایسه قرار میگیرند
لازمه اجرای منشأیابی رسوب تعیین ترکیب بهینهای از ردیابها یا مجموعهای از خصوصیات مواد منابع رسوب است که توانایی و قدرت تشخیص و تفکیک منابع بالقوه رسوب را داشته باشد. در این مطالعه، ردیابهای بافت و دانهبندی نمونهها در قالب یک روش آماری سهمرحلهای برای انتخاب ترکیب بهینه ردیابهایی که قادر به جداسازی و تفکیک منابع رسوب هستند استفاده میگردد.
