بررسی میزان تولید رسوب معلق حوزه آبخیز زیارت، گرگان در فصل های مختلف با استفاده از تکنیک منشایابی رسوب

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 کارشناس ارشد ژئومورفولوژی دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

‌فرسایش خاک جدی‏ترین و غیرقابل‏برگشت‏ترین تهدید برای توسعۀ پایدار به‌شمار می‏رود. با توجه به روند افزایشی نرخ فرسایش و تولید رسوب، هدف از این پژوهش تعیین سهم نسبی هریک از واحدهای فرسایشی سطحی و زیرسطحی در حوضۀ آبخیز زیارت گرگان در سه فصل پاییز، زمستان و بهار با استفاده از فن منشأیابی رسوب است. بدین‌منظور تعداد 43 نمونه از منابع رسوب شامل کاربری‏های مرتع و کشاورزی (منابع سطحی) و کنار جاده و فرسایش کناره‏ای آبراهه (منابع زیرسطحی) و 14 نمونه از رسوبات معلق خروجی حوضه جمع‏آوری و غلظت 10 عنصر ژئوشیمیایی، به‌علاوۀ کربن آلی و سزیم 137 در نمونه‏ها اندازه‏گیری شد. با استفاده از آزمون‏های کروسکال والیس و تحلیل تشخیص ترکیب بهینه ردیاب‏ها تعیین شدند. درنهایت، با استفاده از مدل چندمتغیرۀ ترکیبی سهم نسبی هریک از منابع فرسایش در تولید رسوب در فصل‏های یادشده تعیین شد. نتایج نشان داد بیشترین سهم مربوط به فرسایش سطحی (کشاورزی و مراتع) در دو فصل زمستان و بهار است. همچنین فرسایش زیرسطحی (جاده و آبراهه) در فصل بهار با 4/60 درصد، میزان شایان ‏توجهی را به خود اختصاص داده است. نتایج این پژوهش می‏تواند در انتخاب روش مدیریت فرسایش و رسوب حوضۀ آبخیز زیارت در فصل‏های مختلف به‌کار آید.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1.  

    منابع

    1-     Morgan, R. P. C, Duzant, J. H. Modified MMF (Morgan–Morgan–Finney) model for evaluating effects of crops and vegetation cover on soil erosion. Earth Surface Processes and Landform. 2008,3: 3(1): 90 - 106

    2-     Collins, A. L. Williams, L. J., Zhang, Y. S., Marius, M., Dungait, J. A. J., Smallman, D. J., Naden, P. S. Catchment source contributions to the sediment-bound organic matter degrading salmonid spawning gravels in a lowland river, southern England. Science of The Total Environment, 2001,3: 456: 181-195.

    1.     Russel M. A., Walling D. E., and Hodgkinson R. A. Suspende sediment sources in two small lowland agricultural catchments in UK. Journal of Hydrology, 2003:252, 1-24

    2.     Zapata F.. The use of environmental radionuclides as tracers in soil erosion and sedimentation investigation: Recent advances and future developments. Soil and tilage Research,2003: 69.3-13

    3.     Hakimkhani Sh.. Investigation use of tracers in sediment tracing fluviall sediment, Poldasht station. Master science thesis. 2007.[In persian].

    1. Koiter, A.,J., Lobb, D.A., Owens. P.N., Petticrew, E.L., Tiessen, K., Li, S.,. The behavioural characteris of sediment properties and their implications for sediment fingerprinting as an approach for identifying sediment sources in river basins. Earth sci. Rev. 2013. 125, 24-42
    2. Walling D.E., The evolution of sediment sources fingerprinting investigations in fluvial system. Soils Sediments 2013: 13:1658-1675
    3. Mabit L., Benmansour M., Abril J.M., Walling D,E., Meusburger K., Lurian A.R., Bernard C., Tarjan S., Owens P.N., Blake W.H., Alewell C. Fallout Pb210 as a soil and sediment tracering in catchment sediment budget investigation : a review Earth Sci. Rev. 2014:138:335-351
    4. Walling D. E.,. Tracing suspende sediment sources in catchments and rivers systems, Science of the Total Environment. 2005: 334:159-184
    5. Carreras N. M., Krein A., Gallart F., Iffly J. F., Pfister L., Haffman L., Owens P. N.,. Assessment of different parameter for discriminating potentioal suspende sediment sources and provenance: A multi scale study in Luxembourg. Geomorphology. 2010: 11:118-129
    6. Collins A.L., Walling D. E., Leeks G. J. L.,. Fingerprinting the origin of fluvial suspended sediment in larger river basin: Combining assessment of spatial provenance and source type. Geografiska Annaler. 1997: 79(a): 239-254
    7.  Nostrati, K., Ascribing soil erosion of hillslope components to river sediment yield. Journal of Environmental Management. 2017: 194: 63-72
    8. Tiecher T., Caner L., Minella J.P.G., Pellegrini A., Capoane V., Rasche J.W.A., Schaefer G.L., Rheinhimer D. Tracing sediment sources in two paired agricultural catchment with different riparian forest and wetland proportion in southern Brazil. Geoderma.2017:258:225-239
    9. Zhao G., Mu X., Han M., An Z., Gao P., Sun W., Xu W.,. Sediment yield and sources in dam-controlled watershed on the northern Loess Plateau. Catena 2017:149:110-119
    10. Du. P., Des E Walling.,. Fingerprinting surficial sources: Exploring some potential problems associated with the spatial variability of material properties. Journal of Environmental Management. 2017: 194 : 4-15
    11.  Garzon- Garcia A., Laceby J.P., Olley J.M., Bunn S.E., Differentiating the sources of fine sediment organic matter and nitrogen in a subtropical Australian catchment. Science of the total environment. 2017: 575: 1384-1394
    12. Collins, A. L., Williams , l., j., zhang y. s. marius m., dungait, j. a., smallman, d. j. et al.,. Catchment source contributions to the sediment-bound organic matter degrading salamonid apawing gravels in a lowland river, southern england. Science of the total environment, 2013: 456.181-195
    13. Cooper, R., Krueger, T., Hiscock, K, M., and Rawlins, Barry G. High-temporal resolution fluvial sediment source fingerprinting with uncertainty: a Bayesian approach. Earth Surface Processes and Landforms, 2015:40: 78-92.
    14. Devereux, O, H., Prestegaard, K. L., Needelman, B. A., and Gellis, Allen C. Suspended-sediment sources in an urban watershed, Northeast Branch Anacostia River, Maryland. Hydrological Processes, 2012:24:1391-1403.
    15. Gruszowski, K. E., Foster, I. D. L., Lees, J. A., & Charlesworth, S. M. Sediment sources and transport pathways in a rural catchment, Herefordshire, UK. Hydrological Processes, 2013: 17: 2665-2681.
    16. Nosrati k, Govers G, Semmenes B.X, and Ward E,J.,. A mixing model to incorporate uncertainty in sediment fingerprinting. CATENA, 2014: 217: 173-180.
    17. Rowan, J. S., Black, S. and Franks, S. W. Sediment fingerprinting as an environmental forensics tool explaining cyanobacteria blooms in lakes. Applied Geography, 2013: 32: 832-843.
    18. D Haen K, Verstraeten G., Dusar B,. Degryse B., Heax J., Walkens M. Unravelling changing sediment sources in a Mediterranean mountain catchment Bayesian fingerprinting approach. HydrologicalProcesses. 2013: 27:896-927.
    19. Carter, J., Owens, P N., Walling, D, E., and Leeks, Graham J. L. Fingerprinting suspended sediment sources in a large urban river system. Science of The Total Environment, 2003: 14: 513-534.
    20. Hakimkhani Sh., invetigatd of relative contribution of erosion typs in sediment yield. GhareAgaj, Maku, Journal of Natural Resource. 2001. 63-13-27,.[In persia].
    21. Olley J., Burton J., Smolders K., Pantus F., and Pietsch T. The application of fallout radionnuclides to determine erosion process in water supply catchments of subtropical South-east Queensland, Australlia.  Hydrological Processes, 2012:27:62-70
    22. He, Q., and Walling, D. E. The distribution of fallout 137 Cs and 210 Pb in undisturbed and cultivated soils. Applied Radiation and Isotopes, 1997: 48(5), 677-690.
    23. Ownes, P. N., Walling. D.E.,. Spatial variability of cesium-137 inventories a: reference sites: an example from two contrasting sites in England and Zimbabwe. Appl. Radiate. Isot. 1996:47,699-707.
    24. Collins A.L., Walling D.E., Sichingabula H.M., Suspended sediment source fingerprinting in small tropical catchment and managment implications,.  Applied Geography, 2001: 21:387-412.
    25. Motha J.A., Wallbrink P.J., Hairsine P.B,. and Grayson R. B.. Determining the sources of suspende sediment in forested catchment in southeastern Australia. Water Resources Reasearch. 2003: 39(3): 1056-1070
    26. Wallbrink, PJ, Murray, AS, Olley, JM, & Olive, LJ.. Determining sources and transit times of suspended sediment in the Murrumbidgee River, New South Wales, Australia, using fallout 137Cs and 210Pb. Water Resources Research, 1998:34(4), 879-887.
    27. Caitcheon G. G, Olley J. M., Pantus F., Hancock G., and Leslie C.. The dominant erosion processes supplying fine sediment to three major rivers in tropical Australia. Geomorphology, 2012: 151-152. Pp.188-195

     

دوره 4، شماره 3
مهر 1396
صفحه 887-895
  • تاریخ دریافت: 26 اردیبهشت 1396
  • تاریخ بازنگری: 17 تیر 1396
  • تاریخ پذیرش: 30 خرداد 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 مهر 1396
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1396