تعیین سهم تولید رسوب زیرحوضه‌ها با استفاده از ردیاب‌های ژئوشیمیایی و رادیونوکلوئید در حوضۀ آبخیز آشان، استان آذربایجان شرقی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی

3 استادیار، گروه فیزیک کاربردی، دانشکدۀ علوم کاربردی، دانشگاه مالک اشتر، اصفهان‌

چکیده

فرسایش و تولید رسوب در حوضۀ آبخیز آشان سبب ایجاد تأثیرات محلی و برون‏محلی شده است. تعیین سهم نسبی رسوب زیرحوضه‏ها با استفاده از تکنیک منشأیابی به‌منظور اجرای برنامه‏های حفاظت آب و خاک ضروری است. هدف از ‌مطالعۀ حاضر، تعیین سهم تولید رسوب زیرحوضه‏ها با استفاده از ردیاب‏های ژئوشیمیایی و رادیونوکلوئید در حوضۀ آبخیز آشان است. به این منظور، 30 نمونه رسوب از کف کانال پنج زیرحوضه‏ برداشت و ردیاب‏های رادیونوکلوئید (سرب 210 (210Pb)، اکتینیوم 228 (228AC)، رادیوم 226 (226Ra)، سزیم 137 ((137Cs، پتاسیم 40 40K)))، ژئوشیمیایی (کلسیم ((Ca، آهن (Fe)، پتاسیم K))، منیزیم (Mg)، منگنز (Mn)، سدیم (Na)) و مواد آلی (OC) اندازه‏گیری شدند. ترکیب بهینۀ ردیاب‏ها با استفاده از تحلیل آماری کروسکال والیس و تابع تحلیل تشخیص مشخص شد. در نهایت، سهم هریک از زیرحوضه‏ها در تولید رسوب با استفاده از مدل غیرترکیبی عدم قطعیت بیسین و بر پایۀ ترکیب بهینۀ ردیاب‏ها تعیین شد. ردیاب‏های رادیوم 226، سزیم 137، پتاسیم 40، منگنز و کلسیم با قدرت تفکیک‌کنندگی 80 درصد به عنوان ترکیب بهینه شناسایی شدند. نتایج نشان داد زیرحوضۀ هریس با 1/70 درصد تولید رسوب نسبت به بقیۀ زیرحوضه‏ها بیشترین سهم تولید رسوب را دارد. سازندی که این زیرحوضه در آن واقع شده، سازند پیروکلاستیک و سنگ‏های رسی است. بنا بر نتایج پژوهش حاضر و مشاهدات میدانی، زیرحوضه‏هایی که روی سازند پیروکلاستیک و سنگ‏های رسی واقع شده‏اند، بیشترین مقدار تولید رسوب را دارند. این سازند به دلیل قرارگیری در نزدیکی خروجی حوضۀ آبخیز آشان از یک سو و به دلیل اثری که در پرکردن سد علویان از رسوب از سوی دیگر دارد، برنامه‏های حفاظت خاک برای کاهش فرسایش خاک و انتقال رسوب باید در آن متمرکز شوند.



 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Morgan R.P.C. Soil and Water Conservation. Blackwell, 3nd edition. 2005.
[2]. Nosrati K, Feiznia S, Van Den Eeckhaut M, Duiker S.W. Assessment of soil erodibility in Taleghan Drainage Basin Iran, using multivariate statistics. Physical Geography. 2011; 32: 78-96.
[3]. Hakimkhani Sh. An investigation on using tracers in fluvial fine sediment sources fingerprinting (case study: the basin of Pouldasht flood spreading system, Makoo township). PhD thesis. University of Tehran. 2006.
[4]. 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. 2003; 17(13): 2665-2681.
[5]. Maher BA, Watkins SJ, Brunskill G, Alexander J, Fielding CR. Sediment provenance in a tropical fluvial and marine context by magnetic 'fingerprinting' of transportable sand fractions. Sedimentology. 2009; 56: 841–861.
[6]. Foster I.D.L, Lees J.A. Tracers in geomorphology: theory and applications in tracing fine particulate sediments. In: Foster, I.D.L. (Ed.), Tracers in Geomorphology. John Wiley & Sons Ltd; 2000.
[7]. Walling D.E. Tracing suspended sediment sources in catchments and river systems. Science of the Total Environment. 2005; 344: 159–184.
[8]. Oldfield F, Maher B.A, Donaghue J, Pierce J. Particle-size related magnetic source sediment linkages in the Rhode River catchment, Maryland, USA. J. Geol. Soc. 1985; 142: 1035-1046.
[9]. Krein A, Petticrew E, Udelhoven T. The use of fine sediment fractal dimensions and colour to determine sediment sources in a small watershed. Catena. 2003; 53: 165-179.
[10].            Klages M.G, Hsieh Y.P. Suspended solids carried by the Gallatin River of Southwestern Montana II: using mineralogy for inferring sources. J. Environ. Qual. 1975; 4: 68-73.
[11].            Wallbrink PJ, Martin CE, Wilson CJ. Quantifying the contributions of sediment, sediment-P and fertiliser-P from forested, cultivated and pasture areas at the land use and catchment scale using fallout radionuclides and geochemistry. Soil Tillage Res. 2003; 69: 53–68.
[12].            Porto P, Walling DE, Callegari G. Using 137Cs measurements to establish
catchment sediment budgets and explore scale effects. Hydrological Processes. 2011; 25:
886–900.
[13].            Theuring P, Rode M, Behrens S, Kirchner G, Jha A. Identification of fluvial sediment sources in the Kharaa River catchment, Northern Mongolia. Hydrological Processes. 2013; 27: 845-856.
[14].            Fangxin C, Fengbao Z, Nufang F, Zhihua S. Sediment source analysis using the fingerprinting method in a small catchment of the Loess Plateau, China. J. of Soils, Sediments. 2016; 16: 1655–1669.
[15].            Nosrati K, Amini M, Haddadchi A, Zare M.R. Determination of contribution in sediment generation using magnetization properties and uncertainty mixing model (case study: Ashan drainage basin, Maragheh county). J. of Sciences and Technology of Agriculture and Natural Resources. 2017; 78: 141-155. (In Persian)
[16].            Nosrati K. Ascribing soil erosion of hillslope components to river sediment yield. J. of environmental management. 2017; 1(194): 63-72.
 
[17].            Kachanoski R.G, Dejong E. Predicting the temporal relationship between soil Cs-137 and erosion rate. J. Environ. Qual. 1984; 13(2): 301-304.
[18].            www.Ocean.Stanford.edu.ir.
[19].            Haddadchi A, Ryder D.S, Evrard O, Olley J. Sediment fingerprinting in fluvial systems: review of tracers, sediment sources and mixing
models. International Journal of Sediment Research. 2013; 28(4): 560-578.
[20].            SPSS, IBM. SPSS Base 14.0 user's guide. Prentice Hall. 2005.
[21].            Nosrati K. Sediment fingerprinting based on uncertainty estimation. Water research of Iran. 2011; 9: 51-60. (In Persian)
دوره 5، شماره 2
تیر 1397
صفحه 615-626
  • تاریخ دریافت: 10 شهریور 1396
  • تاریخ بازنگری: 15 بهمن 1396
  • تاریخ پذیرش: 14 دی 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1397
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1397